中緬油氣管道工程技術創新點

中國石油管道建設項目經理部

中緬油氣管道工程技術創新點

高東方中國石油管道建設項目經理部

中緬油氣管道是我國第四大能源通道的收官工程，是保證國家能源供應安全的戰略通道。該工程針對管道敷設所經過的滇、黔、桂的地形、地貌、地理、地質、地災和地震原生特點，以及相應高地震烈度、高地應力、高地熱，活躍的新構造運動、活躍的地熱水環境、活躍的外動力地質條件、活躍的岸坡再造過程等不良地質活動特點，結合管道同溝、同橋、同隧穿跨越以及油氣合建站的新要求，在技術方面做了先導性的創新工作并加以工程化實施。

油氣管道；高地震烈度；高地應力；高地熱；地質活躍；創新

1 項目概況

中緬油氣管道工程是國家能源戰略通道的重要組成部分，作為國家發展及推動西南地區經濟發展橋頭堡戰略的重要項目之一，是國家四大能源通道的收官工程，是保證國家能源供應安全的戰略通道[1]。

中緬天然氣管道工程是全國天然氣主干管網的一部分[2]。管道穿越我國云南、貴州、廣西等長輸天然氣管道的空白地區，并與中貴聯絡線、西氣東輸二線聯網，形成西南地區與東南地區天然氣輸送的快速聯絡通道。

2 技術創新工作及特點

中緬油氣管道途徑橫斷山脈、云貴高原、喀斯特地區等復雜地貌單元，81%為山區地貌；沿線滑坡、泥石流、崩塌等地質災害多發，地震活躍、巖溶發育、礦區密布，具有“三高四活躍”的不良地質特點。

2.1 管道線位受沿線地理和社會環境制約

管道沿線81%為山區，近年來經濟發展快速，平坦的地帶大多被城鎮占據，規劃范圍大，山多地少，基本農田分布廣泛；基礎設施建設活動多，高速公路、鐵路等線形工程與管道頻繁交叉；山區有限的有利地形與城鎮規劃和基礎設施建設的矛盾突出，嚴重制約了管道線位。

通過GIS平臺以及高分辨率遙感數據獲取困難地段實施航測后的航攝資料，進行選線、工程量統計及成果輸出工作，大大地提高了線路工程設計效率和質量。

2.2 管道沿線具有不良的地質特點

管道途徑橫斷山脈、云貴高原、喀斯特地區等復雜地貌單元，具有高地震烈度、高地應力、高地熱，活躍的新構造運動、活躍的地熱水環境、活躍的外動力地質條件、活躍的岸坡再造過程等不良地質特點，表現為滑坡、泥石流、崩塌等地質災害多發，地震活躍、巖溶發育、礦區密布。復雜的地質條件為設計、施工、運行帶來了挑戰。

鑒于中緬油氣管道在地質災害極端發育地區敷設，在管道全線開展了系統、全面的地質災害識別、評價和專項治理設計；對重大風險地質災害點進行地質災害專業監測。

針對跨越兩側山體地震斷裂、地質構造復雜、災害頻發的特點，進行岸坡穩定性專項評價及地質災害專題治理設計。

為保證管道安全，首次在地震九度區、活動地震斷裂帶穿越、地質災害影響段采用X70級大變形鋼管。

2.3 沿線地震活動頻繁，地震烈度高

云南省地處著名的歐亞地震帶，是我國地震最活躍的地區之一，沿線斷裂帶密布，管道穿越活動斷裂帶5條，在地震加速度0.3g地段敷設184km，0.4g地段敷設56km，為國內在0.4g以上地區敷設長度最長的管道。

在長輸管道建設上系統進行了多專業抗震專題設計。針對高地震烈度區跨越，適當提高設計標準，采用抗震設計及數值模擬；采用隔震方案進行九度區內站場建筑抗震設計；并且結合地方強震臺網強震觀測現狀及油氣管道站場閥室的分布情況，大規模地應用管道抗震監測，與地方地震臺網進行聯網。

2.4 沿線地形起伏劇烈

落差超過1000m以上的地形有10段，最大落差達到1500m。大落差工藝系統設計及試壓設計難度較大[3]。

對大落差管道可能發生的腐蝕問題進行了理論和實驗分析，結果表明沒有出現明顯的腐蝕現象。依據維搶修允許帶壓施焊壓力進行大落差地段的閥室布置，控制相鄰閥室間的高差。為解決一般性擋土墻無法滿足落差大、坡度陡的邊坡治理難題，水工保護設計中首次采用實體護面墻的結構形式。

為解決大落差地段試壓分段多、試壓施工難度大的問題，首次采用系統試壓的理念，進行原油管道試壓段落劃分，節省了投資，縮短了工期。

2.5 管道大量采用山體隧道穿越方式

全線隧道穿越64座，隧道總長占山區線路長度的5%，其中60%為Ⅴ、Ⅵ級圍巖，50%的隧道為強富水隧道，72%的隧道處于高地應力區，66%的隧道處于地震Ⅶ度區以上，斷層破碎帶最長占隧道長度的29%，5處隧道發現巖溶現象，9條隧道穿越煤層區。隧道地質條件異常復雜、風險大，是國內最復雜的管道隧道工程。

首次采用了長輸原油、天然氣、成品油管道“三管同隧”的設計[4]；在管道隧道中對Ⅵ級圍巖采用了公路、鐵路對圍巖較差地段的曲墻仰拱斷面形式；對隧道采用錨噴襯砌的支護形式，以有效縮短建設工期，降低工程投資。

2.6 管道多處采用跨越方式通過

首創國內管橋跨越主跨最長、多管同跨、荷載最大、橋隧直連、地質條件最復雜、跨越國際河流等多項之最。

在確定總體線路走向后，按照以橋定線的設計理念，開展了跨越選址工作。

在受地形、地貌限制的情況下，首次開展了長輸原油、天然氣、成品油管道“三管同跨”設計；針對江河跨越兩岸地勢陡峭，首次在管道建設上實現了“橋隧直連”設計，即跨越與隧道直接相連；并在選址勘察中，應用了平硐勘察、無人機航測等多種勘察測量方法。

在跨越安全設計中采用主動安全措施和被動安全措施相結合的方法確保結構的本質安全。首次系統的對管道跨越進行動力影響分析，包括試壓、清管、地震作用下的動力影響分析；為了應對瀾滄江跨越等復雜風環境的影響，首次在管道建設上開展了跨越管橋全尺寸模型風洞試驗，并在管道跨越上設置了頻率干擾索。

首次采用了長輸管道跨越健康（監測）診斷系統方案及在長輸管道跨越上采用了視頻監控系統，監控圖像遠傳技術是實現技防與人防相結合的安全保衛方案。

2.7 沿線生態與環保要求嚴格

管道途經地域山高林密、環境優美，環境保護區、風景名勝區、水源地等多有分布；管道穿跨越瑞麗江、瀾滄江、怒江等多條國際河流。這種環境特點給管道建設提出了更高的環保要求。

對于怒江、瀾滄江等國際性河流環保要求高的特質，首次引入了基于風險的設計理念，開展了環境定量風險評價。

在初步設計階段對全線隧道和站場棄渣場進行選址、報批、勘察、設計工作，以保護生態環境，預防水土流失。

2.8 管道沿線交通依托條件相對較差

現有道路狹窄，路況很差，線形指標不合理、橋涵設計荷載低，不能滿足管道施工和運營的要求，伴行道路設計、施工難度大。

首次借鑒地方道路建設理念，在云南省昆明以西段管道伴行道路上采用彈石路面。

對14座站場的高陡邊坡進行專題設計，高差最大的某一油氣合建站相對高差約70m，創造國內油氣管道站場高陡邊坡治理之最。

為了更合理地解決復雜山區站場邊坡治理，首次對管道站場高陡邊坡進行專項治理。

3 結語

針對中緬管道敷設所經過的滇、黔、桂的地形、地貌、地理、地質、地災和地震原生特點，以及相應高地震烈度、高地應力、高地熱，活躍的新構造運動、活躍的地熱水環境、活躍的外動力地質條件、活躍的岸坡再造過程等不良地質活動特點，結合管道同溝、同橋、同隧穿跨越以及油氣合建站的新要求，在技術方面做了先導性的創新工作并加以工程化實施。

[1]蒲明．2010年我國油氣管道新進展[J]．國際石油經濟，2011，27（3）：27-28.

[2]田瑛，甄建超，孫春良，等．我國油氣管道建設歷程及發展趨勢[J]．石油規劃設計，2011，22（4）：4-8.

[3]張楠，宮敬，閔希華，等．大落差對西部成品油管道投產的影響[J]．油氣儲運，2008，27（1）：5-8.

[4]王乾坤，張爭偉，石悅，等．埋地油氣管道并行敷設技術發展現狀[J]．油氣儲運，2011，30（1）：1-4.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.051