高姍 胡凱江(中國石油天然氣管道局第五工程公司, 河北 任丘 062552)
長輸管道山區特殊地形施工要點
高姍 胡凱江(中國石油天然氣管道局第五工程公司, 河北 任丘 062552)
長輸管道是我國油氣資源輸送的重要設施和手段,一方面可以大幅度縮短油氣能源的輸送距離,減少運輸成本,另一方面可以實現供應穩定,減少安全事故的發生,對國民經濟發展有著重要的促進作用。但同時,長輸管道在施工方面受到較大的地理環境因素制約,典型的如山地地區的自然環境,造成施工難度大、周期長等問題。本文結合山區特殊環境下的長輸管道施工要點進行討論。
施長輸管道;山區地形;施工要點;施工措施
隨著中國社會經濟高速發展的影響,對能源資源的需求量日益提高,如何確保能源的有效供應,關系到全社會的穩定發展。針對石油、天然氣資源的輸送,長輸管道提供了優秀的解決方案,但由于山區等特殊地形的限制,在施工過程中存在大量的困難和挑戰。這就要求相關施工單位從實際情況出發,優化長輸管道的施工技術,重視施工要點的應用。
山區特殊地形包括脆弱地質、山巒、溝谷、溪流等多種影響因素,在進行長輸管道施工之前,必須要對所經過的區域進行考察,掌握山區特殊環境的地質特點,對于一些不良地質中存在的潛在危害因素,如泥石流、滑坡、地質沖刷層等,要確定針對性的解決方案。其影響分析如下。
(1)泥石流即地質沖刷層影響 泥石流或地質沖刷層是廣泛分布于山區環境的一種現象,泥石流本身就有很強的沖擊影響,當植被稀少、土質疏松等情況到達一定程度,遇到洪水、暴雨等影響后,就會造成地表沖刷裸露,大量的泥沙土石在重力勢能影響下形成破壞性力量。
長輸管道在這一情況下容易被掩埋、沖斷,因此施工勘測人員要掌握山區的水文和地質資料,計算出最大沖刷深度,從而制定出有效的施工方案,避免可能出現的一切危險。
(2)滑坡影響 滑坡是山區常見的地質災害,當河水沖刷、雨水浸泡或者由于地下水的影響,沿著山體自動傾斜的滑動自然現象。滑坡危害可大可小,發生的機率較為頻繁,但對長輸管道的穩定性和安全性影響都很大。在施工的過程中,過度作業也會導致一系列的滑坡現象,因此要在施工前盡量將可能出現的滑坡因素清除掉,或者修建阻擋墻等措施。
結合當前我國油氣能源長輸管道施工過程,山區特殊環境下產生影響的來源于三個方面,分別是管溝、運布管和分段試壓。
(1)管溝控制要點 長輸管道的一大優勢是可以縮短油氣資源產地到目的地之間的距離,困難在于施工難度大,在挖掘、清理過程中,大型設備運作的空間有限,工作效率不高。油氣在管道溝渠方面的挖掘上,其要求不同于平原地區的標準統一深度要求,對寬度的要求更加明顯。
秉承著“先寬度、后深度”的原則,在確定溝寬的過程中,要先考慮溝下施工的空間需求(連接、焊接等)。寬度設定可以制定最低標準,以方便大型設備進入,其坡度控制維系在10度左右。
管溝的深度控制較為繁瑣,由于山區特殊環境中,地勢起伏高低的自然情況較為普遍(如喀斯特地形),在確保管道弧度的要求下,深度以1.5~2.0米即可,即可滿足施工要求,又提供了必要的緩沖空間。無論是管溝的寬度還是深度,在控制要點方面都不能夠依賴于局部地形,至少在500米左右的長度上進行弧度控制,同時注意勢能對管道內油氣物質的輸送動力影響(上傾斜不超過25度)。
(2)運布管控制要點 運布管施工在平原地區十分簡便,可以采用全機械化操作手段,對管道的壁厚、防腐等措施完善也較為簡單。但是在山區環境中并非如此,其關鍵困難在于無法使用大型機械設備展開作業,因此在施工的過程中就需要大量的人力成本。例如,采用人工抬埋的施工方式,管道重量的人均負重在35公斤左右,一方面便于行走、布置,另一方面便于保護管道防腐層。人工負重的方式也可以利用一些小型設備,但滑動、挪動操作并不方便,對于一些坡度不是很大的施工環境,可以采用“炮車”人工牽引的方法。
(3)分段試壓控制要點 山區特殊環境還表現在落差較大的情況,必要情況下需要人工架設支撐裝置,一些起伏劇烈的環境中,在施工后要對長輸管道進行水壓測試,以確保支撐結構的穩定性。
分段試壓控制包括管道介質材料、管道自身等要素計算,依據設計圖紙給出隔斷的標準壓力。分段的科學依據正是適應山區特殊環境起伏劇烈的要求,尤其在結合點(即弧度拐點、焊接點)的計算最為重要,進行分段試壓的同時要注意海拔問題,海拔越高,壓力的設計點就越低。
長輸管道是油氣能源輸送的重要設備,也是從資源產地到社會應用的聯系渠道,鑒于山區特殊地形的影響,在施工方面要建立標準的操作體系,從地質勘測、災害預防、長期管理等多個方面入手,尤其是關鍵的施工要點部分,是進行特殊地形控制的重要位點。在施工過程中,必須結合實際的地理環境,設計科學合理的方案,一方面減小施工難度、節約成本,另一方面遵循質量至上的原則,確保長輸管道的安全性。
[1]王文焱,孫偉.長輸管道山區特殊地形施工要點[J].石油化工建設,2006,06:34-36.
[2]田曉春.山區長輸管道造價編制要點[J].石油工程建設,2009,02:63-65+5.
[3]江勇,張寶強,陳娟,張國權. 特殊地形地貌對管道施工的影響[J]. 管道技術與設備,2011,03:40-41.
[4]李爽.油氣長輸管道的風險緩解體系研究[D].西南石油大學,2006.
[5]張學鋒.長輸管道工程全過程造價管理研究[D].西安石油大學,2013.