天然气长输管线的水工保护.doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上天然气长输管线的水工保护进入21世纪以来，人类的经济活动迅速发展，同时对能源的需求量越来越大，但能源利用后产生的生态污染也越来越严重，于是人们对新型洁净能源产生很高期 望，天然气工业的发展也成为现代经济发展的重要支柱之一。因此长距离管道建设工程越来越多，管道经过的地域及地质条件也越来越复杂，如有高山、丘陵、沙 漠、沼泽、河流、矿区等等不良工程地质地段。其中，水害问题以及人为生态破坏对管道的威胁越来越严重，已足够引起人们的重视了。 1、管道遭受水害的各种现象及原因 俗话说，治水要摸清水情，为保护管道安全运营，就必须了解管道遭受水害的各种现象及原因，才能对症下药，防患于未

2、然。总结有关工程情况，发现天然气长 输管道遭受水害影响，通常是在河流、冲沟、黄土地、河谷、陡坡、沙漠和矿区等地段。 1.1河流 依水量情况将河流分为常年有水河流和季节性河流。常年有水河流，一般水势较猛、流速较大，人们对此普遍比较重视。在此处施工要求管道埋设较深，工艺更 精确，水工保护的施工质量也要比较牢靠，因此在这些地方的管道水害较少。季节性河流，枯水期河床干涸暴露，汛期洪水流量大、流速快，对敷设管道产生着直接 和潜在的危害，而人们对此却往往容易忽视。 1.2冲沟 黄土地区的季节性中、小型河流，区域汇水面积相对较小，但坡降较大，时常干涸，洪水暴发时，水流急冲刷力较强，常导致沟头上溯，沟底下切，

3、岸坡塌陷。 冲沟的长度，深度及宽度在日积月累中不断发生变化，很难掌握其变化规律，这给敷设在此的管道带来巨大的潜在的压力和危害。因此对此类地段必须加强巡视，在 汛期前后要采取合理措施，以保证管道的安全运行。 1.3黄土地 黄土地貌主要集中在我国西北地区，是一种常见的灾害性地质区域。其土质内含一定盐分，在干燥气候下，土质呈盐土结晶状，质地坚硬，但受雨水冲刷后，土 体内盐份分解，基本框架结构遭到破坏，土壤的粘结力、剪切力消减，土质变得极其松散，很容易产生流失和塌陷现象。因而黄十地段，总是沟壑纵横交错，支离破 碎，而且地下还蕴含着大量空洞穴。因此在此地区敷设管道，其水害现象尤为严重，水土流失、塌陷、裸

4、管现象时常发生。 1.4河谷地段 一般情况下，管道顺河谷滩地敷设，应尽量避开河流主流冲刷地段，这样汛期洪水漫沿到滩地时，对管线的冲刷作用就减小了许多。但在河床摆动地段其冲击程 度还是比较明显的，所以就要求在这些地段要采取一定的缓冲墩来抵御水害的产生。 1.5陡坡和陡坎地段 在陡坡和陡坎地段，由于开挖管沟将原始的生态土壤已经破坏了，管沟的回填土质松散，在汛期坡面汇水的冲击下很容易流失，形成顺沟冲刷，造成管道裸露， 甚至浮管等现象，最终在拉扭应力作用下产生管线断裂。这是一种最危险的水害现象。 1.6沙漠地段 沙漠地区，植被稀少，固定管道比较困难，若管道的敷设深度不够，在汛期和风季易将原来的回填沙土

5、冲刷到其它地段而使管道严重裸露。 1.7矿场地段 管道敷设要力求顺直，有时就不得不经过采矿区。一些缺乏安全意识的人在管线周围乱挖乱采，将其四周矿物质采集一空，便会使管线两侧产生塌陷、滑坡，或 直接伤及管线，使管线完全裸露悬空。因此对矿场地段的管道安全情况，要定期巡察，同时还要作好矿区的安全宣传教育工作，以避免更大事故发生。 1.8灌区 管线经过灌区，难免穿越沟渠设施和农田。而当地农民在开挖沟渠时，经常伤及管线，防腐层遭受破坏，使管道外部腐蚀加剧。这就要求增加管线埋设深度，以 避免破坏。 2、合理的水工保护措施为了防止管道在不同的环境和地质条件下遭受水害，人们采用了各种各样的水土保护措施来保证管

6、道的安全运行。如建过水堤、涵洞、挡土墙、管墩、石笼、马鞍式 护套等，这些成功的经验措施保证了管道的正常生产，也有效地防止了管线遭受损坏。但在实际施工中需注意因地制宜，才能达到预期的效果。 2.1合理的走向与选线 合理选线是避免水害的根本方法。线路选择应遵循安全、经济、方便，同时还要达到最优化的原则，既满足施工要求，又节约工程、运行和辅助施设的维护费 用。对一些冲刷严重、流动不稳定的河流，沟谷与黄土地区，沙漠及陡坡段，能避开就避开。如若受气田所在位置、自然条件、沿线经济发展现状等因素的影响必须 通过时，应采取合理的方案以减少经济费用。如在黄土地区，宁肯走山脊不走沟谷：在沙漠地带要走与主导风向一致

7、，植被较好，固定型沙丘等处；在河谷地段要顺 缓坡面敷设。 2.2合理埋深 管道埋深合理，可以避免汇水冲刷造成裸管，同时避免人为的开挖伤及管线外防腐层及管线。如若埋深不足，只是一味的增加水土保护工程，则可能适得其反。 如：在河道里修筑过水堤，如果太高，就可能形成一个拦水坝，在汛期水会漫过堤坎淹没周围其它耕地、设施等：还有修丁坝顺水坝时，需要考虑当水流向发生改变 时会不会给周围较牢固、安全的其它物件构成危害等问题。因此在敷设管线时既要修建必要的水土保护设施，也要考虑合理的埋深。 3、常用管线水工保护措施 水工保护要根据管线所经过的地形、地貌和当地的地质、自然生态环境而进行的最优化施工措施，既能给施

8、工带来方便，同时也能节约费用。 3.1稳管措施 管道在穿越江河湖泊及大型农田灌区时，一般要采取稳管措施，以防止在水的冲击与浮力作用下管线漂移或断裂。主要形式有复壁套管、压重块、混凝十连续覆 盖层、铁丝石笼稳管等。在冲刷剧烈的河段中，这些稳管设施若没有固定，则极有可能被水冲击而移动，不但不能对管线起到稳定作用，还会给管线带来一个更大的 外加载荷，增大管道的扭应力。 3.2打桩加固 目前，许多管道敷设的土质构造各不同。不稳定灌区，水土易出现沉降、稀化现象，应尽量采用沉管措施。但在深谷穿越段和石方段，不具备此类条件，就需要 采取打桩加固法或掘岩深埋法，以保证管道的合理埋深以及稳定敷设。打桩固定最终是

9、将管线固定于混凝土预制桩上，这种结构的整体抗冲击能力强，稳定性能好， 但管线外防腐层易受冲击损坏，因此最好再配制外防护套管加以保护。 3.3锚筋加固 当管线敷设在有基岩层的山区河道时，由于管沟开挖破坏了基岩原有的整体性，管沟的回填土即使采用混凝土护面保护，在高速冲击的水流作用下也会被冲走， 使管线裸露、浮移。在这种情况下应采用钢筋混凝土护面加锚筋加固的方法，将管道紧紧地嵌固在基岩中。另外混凝土护面应与河床面保持齐平，使河水平缓流过， 而不产生拦水面，以防在不平处产生气蚀现象。 3.4过水堤 采用过水堤主要是为阻止沟谷与河道的继续下切，迫使堤上游河道挟沙淤积起来，保证管道埋深。由于这种水土保护设

10、施提高了原有河床面，在管道下游根部形 成跌水面，这样势必对管道下游形成冲刷：故此要对其根部进行消能防护。黄土地区基础比较松软，其侧蚀和塌陷情况也存在，故要对两侧边坡作防护处理。如采用 石笼、抛石保护墙等。在岩石或砾石沟谷、河道中采用砌石结构时，其基础最好下至稳定的岩层上，以保证其坚固性。否则就需要采取深埋措施，以保证管道的安全 性。 3.5护坡 主要形式有沙浆砌石护坡、石笼护坡、灰土墙护坡、植被护坡等。水泥浆砌石护坡适用于基础比较坚硬、常年受水冲刷易塌陷等部位：石笼护坡柔性大，工艺简 便，可适应不均匀沉降，冲击较小，冲击面坡度较缓的软土地基段：灰土墙护坡抗雨水冲击力强，适用于黄十冲沟两侧的防护

11、，其施工质量要求较高，工艺技术含量 也较精确；植被护坡常用于陡坡，陡坎段的管沟或易流失的沙化地带，草皮一旦长成，就可以恢复因挖管沟而破坏的生态平衡，减缓地表径流速度，起到挡沙固土作 用。3.6 丁坝、顺坝 管道在变道穿越河流时其穿越处的凹岸受冲刷比较严重，通常有向内塌陷的趋势，迫使管道产生裸露现象。在这种情况下的水工保护，一方面应在管道上游一定 距离内做顺坝以改变水流方向，减轻水对岸堤的冲击力：另一方面还要在凹岸处做防护墙防止水流冲刷。这类厂坝、顺坝应根据河面水流走向和河床结构而定，在平 面布置时一定要控制好方向，否则就起刁；到改变水流方向的作用，甚至还会使水流冲击作用增强，使其对岸堤的损坏程

12、度变得更加严重。 3.7挡土墙 长宁管线历经沙漠地带、灌区、黄土层带等土体不稳定地段，需要采用挡土墙进行保护。挡土墙的基本形式有浆砌石挡土墙和灰土挡土墙，浆砌石挡土墙宜建在 基础较坚硬的地层上。在易塌陷段上或因采挖而形成的滑坡地段，采用何种结构形式应视所处位置和地理条件而定。同时要进行力学计算，一般在长度1520米 处设沉降或膨胀缝，间隔2米处设一个排水孔。挡土墙内侧间填土要分层夯实。灰土挡土墙适用于黄土、软土地区，且水位较低滑坡较缓处。 3.8截水墙 在陡坡、陡坎地区敷设管线时，冈坡度较陡，管沟回填土难以稳定，易被雨水冲走，从而形成顺沟冲刷。通常在管沟内每隔一定距离做一道截水墙，其类型有垂

13、直截水墙利分段砌筑截水坎。垂直截水墙从管底做起并露出地表适当高度，以便将坡面汇水排离管道两侧：分段截水坎是沿管道高线方向在管道上部一定间隔范围内 采取的一种分水设施。当坡面较陡且较长时还可在管沟表面补做水泥浆砌石护面或移植草皮来加强防护。 3.9排堵结合的方法 排堵结合的方式可以有效地控制管线附近水流方向，使其不致对管道造成危害。这种方式一般要视地形情况而定，对流经管道附近的一些冲沟，如果在其上游远 离管道处有可以排水的通道，则可以切断上游来水，采用引水挡坎将水流引走，使管道附近的水流消失或流速减缓。或采用水泥浆砌石护壁，护坡将整个管线包围在 砌石面之内，在间隔一定距离修筑排水沟，将沿管线护面

14、流下的水引至管道之外，这样也可以达到防护的目的。 3.10防沙格 当管线途经沙漠地带时，由于其地理位置和气候条件所限，其交通运输水源有限，同时风沙较大，风力很容易将管沟上的浮沙刮走使管道裸露。其次，在暴雨期 洪水更容易将管沟内的浮沙冲走，使管道架空浮移，产生一定的径向扭应力，这样很容易形成断管事件的发生。为防止这些自然灾害的侵犯，人们采用防沙草格将管 线上的浮沙与周围的沙土固定在一起，同时在管线上的沙土上种植一些耐旱的沙漠植被以防沙土流失。 3.11固定墩 在坡降大或其它易造成滑坡的沟谷、陡坡地段，由于地形刁；稳定，或在洪水的冲刷作用下易产生塌陷，同时管道在自身的重力作用下容易架空裸露，而且产

15、生 很大的轴向拉应力，可能形成暴管事件，这就要求在管线等高线方向上修筑固定墩。固定墩必须修筑在坚定的基准岩石或黄土层之巳将管道牢固地包嵌在地层之中， 以消减可能产生的拉应力。 4、结语 1)管道线路工程遭受水害严重的地方，主要是河流、河谷、冲沟、黄土地区，以及陡坡等不稳定地段和开采矿区等塌陷段。设计施工和巡查维护都应给予足够 重视。 2)选线时，管线应尽量走山脊或平坦地区，交通方便之处，避开易遭水害地段。 3)管道地面敷设和穿越河流时，合理的埋深是保证管道安全运行的基本条件，也是防止管道遭水害的基本前提。只有在这样的前提下，所做的辅助水工保护工 程才能发挥作用，收到理想的保护效果。 4)各种水工保护措施，应在充分调研和现场勘察的基础上，对症下药，否则就可能不但起不到防护作用，有可能还会造成其它方面的损害。 5)天然气管线的水工保护是一项长期的工作，需要从思想上高度重视，施工上严格要求，质量上严格把关，同时要作好巡查工作，做到汛前预防，汛期观察， 了解水情，汛后及时检查，发现问题及时补防。专心-专注-专业