天然氣長輸管線的水工保護

天然氣長輸管線水工保護進入21世紀以來，人類經(jīng)濟活動迅速開展，同時對能源需求量越來越大，但能源利用后產(chǎn)生生態(tài)污染也越來越嚴重，于是人們對新型干凈能源產(chǎn)生很高期望，天然氣工業(yè)開展也成為現(xiàn)代經(jīng)濟開展重要支柱之一。因此長距離管道建立工程越來越多，管道經(jīng)過地域及地質(zhì)條件也越來越復雜，如有高山、丘陵、沙漠、沼澤、河流、礦區(qū)等等不良工程地質(zhì)地段。其中，水害問題以及人為生態(tài)破壞對管道威脅越來越嚴重，已足夠引起人們重視了。1、管道遭受水害各種現(xiàn)象及原因俗話說，治水要摸清水情，為保護管道平安運營，就必須了解管道遭受水害各種現(xiàn)象及原因，才能對癥下藥，防患于未然?？偨Y有關工程情況，發(fā)現(xiàn)天然氣長輸管道遭受水害影響，通常是在河流、沖溝、黃土地、河谷、陡坡、沙漠與礦區(qū)等地段。1.1河流依水量情況將河流分為常年有水河流與季節(jié)性河流。常年有水河流，一般水勢較猛、流速較大，人們對此普遍比擬重視。在此處施工要求管道埋設較深，工藝更準確，水工保護施工質(zhì)量也要比擬牢靠，因此在這些地方管道水害較少。季節(jié)性河流，枯水期河床干涸暴露，汛期洪水流量大、流速快，對敷設管道產(chǎn)生著直接與潛在危害，而人們對此卻往往容易無視。1.2沖溝黃土地區(qū)季節(jié)性中、小型河流，區(qū)域匯水面積相對較小，但坡降較大，時常干涸，洪水爆發(fā)時，水流急沖刷力較強，常導致溝頭上溯，溝底下切，岸坡塌陷。沖溝長度，深度及寬度在日積月累中不斷發(fā)生變化，很難掌握其變化規(guī)律，這給敷設在此管道帶來巨大潛在壓力與危害。因此對此類地段必須加強巡視，在汛期前后要采取合理措施，以保證管道平安運行。1.3黃土地黃土地貌主要集中在我國西北地區(qū)，是一種常見災害性地質(zhì)區(qū)域。其土質(zhì)內(nèi)含一定鹽分，在枯燥氣候下，土質(zhì)呈鹽土結晶狀，質(zhì)地堅硬，但受雨水沖刷后，土體內(nèi)鹽份分解，根本框架構造遭到破壞，土壤粘結力、剪切力消減，土質(zhì)變得極其松散，很容易產(chǎn)生流失與塌陷現(xiàn)象。因而黃十地段，總是溝壑縱橫交織，支離破碎，而且地下還蘊含著大量空洞穴。因此在此地區(qū)敷設管道，其水害現(xiàn)象尤為嚴重，水土流失、塌陷、裸管現(xiàn)象時常發(fā)生。1.4河谷地段一般情況下，管道順河谷灘地敷設，應盡量避開河流主流沖刷地段，這樣汛期洪水漫沿到灘地時，對管線沖刷作用就減小了許多。但在河床擺動地段其沖擊程度還是比擬明顯，所以就要求在這些地段要采取一定緩沖墩來抵御水害產(chǎn)生。1.5陡坡與陡坎地段在陡坡與陡坎地段，由于開挖管溝將原始生態(tài)土壤已經(jīng)破壞了，管溝回填土質(zhì)松散，在汛期坡面匯水沖擊下很容易流失，形成順溝沖刷，造成管道裸露，甚至浮管等現(xiàn)象，最終在拉扭應力作用下產(chǎn)生管線斷裂。這是一種最危險水害現(xiàn)象。1.6沙漠地段沙漠地區(qū)，植被稀少，固定管道比擬困難，假設管道敷設深度不夠，在汛期與風季易將原來回填沙土沖刷到其它地段而使管道嚴重裸露。1.7礦場地段管道敷設要力求順直，有時就不得不經(jīng)過采礦區(qū)。一些缺乏平安意識人在管線周圍亂挖亂采，將其四周礦物質(zhì)采集一空，便會使管線兩側(cè)產(chǎn)生塌陷、滑坡，或直接傷及管線，使管線完全裸露懸空。因此對礦場地段管道平安情況，要定期巡察，同時還要作好礦區(qū)平安宣傳教育工作，以防止更大事故發(fā)生。1.8灌區(qū)管線經(jīng)過灌區(qū)，難免穿越溝渠設施與農(nóng)田。而當?shù)剞r(nóng)民在開挖溝渠時，經(jīng)常傷及管線，防腐層遭受破壞，使管道外部腐蝕加劇。這就要求增加管線埋設深度，以防止破壞。2、合理水工保護措施為了防止管道在不同環(huán)境與地質(zhì)條件下遭受水害，人們采用了各種各樣水土保護措施來保證管道平安運行。如建過水堤、涵洞、擋土墻、管墩、石籠、馬鞍式護套等，這些成功經(jīng)歷措施保證了管道正常生產(chǎn)，也有效地防止了管線遭受損壞。但在實際施工中需注意因地制宜,才能到達預期效果。2.1合理走向與選線合理選線是防止水害根本方法。線路選擇應遵循平安、經(jīng)濟、方便，同時還要到達最優(yōu)化原那么，既滿足施工要求，又節(jié)約工程、運行與輔助施設維護費用。對一些沖刷嚴重、流動不穩(wěn)定河流，溝谷與黃土地區(qū)，沙漠及陡坡段，能避開就避開。如假設受氣田所在位置、自然條件、沿線經(jīng)濟開展現(xiàn)狀等因素影響必須通過時，應采取合理方案以減少經(jīng)濟費用。如在黃土地區(qū)，寧肯走山脊不走溝谷：在沙漠地帶要走與主導風向一致，植被較好，固定型沙丘等處；在河谷地段要順緩坡面敷設。2.2合理埋深管道埋深合理，可以防止匯水沖刷造成裸管，同時防止人為開挖傷及管線外防腐層及管線。如假設埋深缺乏，只是一味增加水土保護工程，那么可能適得其反。如：在河道里修筑過水堤，如果太高，就可能形成一個攔水壩，在汛期水會漫過堤坎淹沒周圍其它耕地、設施等：還有修丁壩順水壩時，需要考慮當水流向發(fā)生改變時會不會給周圍較結實、平安其它物件構成危害等問題。因此在敷設管線時既要修建必要水土保護設施，也要考慮合理埋深。3、常用管線水工保護措施水工保護要根據(jù)管線所經(jīng)過地形、地貌與當?shù)氐刭|(zhì)、自然生態(tài)環(huán)境而進展最優(yōu)化施工措施，既能給施工帶來方便，同時也能節(jié)約費用。3.1穩(wěn)管措施管道在穿越江河湖泊及大型農(nóng)田灌區(qū)時，一般要采取穩(wěn)管措施，以防止在水沖擊與浮力作用下管線漂移或斷裂。主要形式有復壁套管、壓重塊、混凝十連續(xù)覆蓋層、鐵絲石籠穩(wěn)管等。在沖刷劇烈河段中，這些穩(wěn)管設施假設沒有固定，那么極有可能被水沖擊而移動，不但不能對管線起到穩(wěn)定作用，還會給管線帶來一個更大外加載荷，增大管道扭應力。3.2打樁加固目前，許多管道敷設土質(zhì)構造各不同。不穩(wěn)定灌區(qū)，水土易出現(xiàn)沉降、稀化現(xiàn)象，應盡量采用沉管措施。但在深谷穿越段與石方段，不具備此類條件，就需要采取打樁加固法或掘巖深埋法，以保證管道合理埋深以及穩(wěn)定敷設。打樁固定最終是將管線固定于混凝土預制樁上，這種構造整體抗沖擊能力強，穩(wěn)定性能好，但管線外防腐層易受沖擊損壞，因此最好再配制外防護套管加以保護。3.3錨筋加固當管線敷設在有基巖層山區(qū)河道時，由于管溝開挖破壞了基巖原有整體性，管溝回填土即使采用混凝土護面保護，在高速沖擊水流作用下也會被沖走，使管線裸露、浮移。在這種情況下應采用鋼筋混凝土護面加錨筋加固方法，將管道緊緊地嵌固在基巖中。另外混凝土護面應與河床面保持齊平，使河水平緩流過，而不產(chǎn)生攔水面，以防在不平處產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。3.4過水堤采用過水堤主要是為阻止溝谷與河道繼續(xù)下切，迫使堤上游河道挾沙淤積起來，保證管道埋深。由于這種水土保護設施提高了原有河床面，在管道下游根部形成跌水面，這樣勢必對管道下游形成沖刷：故此要對其根部進展消能防護。黃土地區(qū)根底比擬松軟，其側(cè)蝕與塌陷情況也存在，故要對兩側(cè)邊坡作防護處理。如采用石籠、拋石保護墻等。在巖石或礫石溝谷、河道中采用砌石構造時，其根底最好下至穩(wěn)定巖層上，以保證其鞏固性。否那么就需要采取深埋措施，以保證管道平安性。3.5護坡主要形式有沙漿砌石護坡、石籠護坡、灰土墻護坡、植被護坡等。水泥漿砌石護坡適用于根底比擬堅硬、常年受水沖刷易塌陷等部位：石籠護坡柔性大，工藝簡便，可適應不均勻沉降，沖擊較小，沖擊面坡度較緩軟土地基段：灰土墻護坡抗雨水沖擊力強，適用于黃十沖溝兩側(cè)防護，其施工質(zhì)量要求較高，工藝技術含量也較準確；植被護坡常用于陡坡，陡坎段管溝或易流失沙化地帶，草皮一旦長成，就可以恢復因挖管溝而破壞生態(tài)平衡，減緩地表徑流速度，起到擋沙固土作用。3.6丁壩、順壩管道在變道穿越河流時其穿越處凹岸受沖刷比擬嚴重，通常有向內(nèi)塌陷趨勢，迫使管道產(chǎn)生裸露現(xiàn)象。在這種情況下水工保護，一方面應在管道上游一定距離內(nèi)做順壩以改變水流方向，減輕水對岸堤沖擊力：另一方面還要在凹岸處做防護墻防止水流沖刷。這類廠壩、順壩應根據(jù)河面水流走向與河床構造而定，在平面布置時一定要控制好方向，否那么就起刁；到改變水流方向作用，甚至還會使水流沖擊作用增強，使其對岸堤損壞程度變得更加嚴重。3.7擋土墻長寧管線歷經(jīng)沙漠地帶、灌區(qū)、黃土層帶等土體不穩(wěn)定地段，需要采用擋土墻進展保護。擋土墻根本形式有漿砌石擋土墻與灰土擋土墻，漿砌石擋土墻宜建在根底較堅硬地層上。在易塌陷段上或因采挖而形成滑坡地段，采用何種構造形式應視所處位置與地理條件而定。同時要進展力學計算，一般在長度15?20米處設沉降或膨脹縫，間隔2米處設一個排水孔。擋土墻內(nèi)側(cè)間填土要分層夯實。灰土擋土墻適用于黃土、軟土地區(qū)，且水位較低滑坡較緩處。3.8截水墻在陡坡、陡坎地區(qū)敷設管線時，岡坡度較陡，管溝回填土難以穩(wěn)定，易被雨水沖走，從而形成順溝沖刷。通常在管溝內(nèi)每隔一定距離做一道截水墻，其類型有垂直截水墻利分段砌筑截水坎。垂直截水墻從管底做起并露出地表適當高度，以便將坡面匯水排離管道兩側(cè)：分段截水坎是沿管道高線方向在管道上部一定間隔范圍內(nèi)采取一種分水設施。當坡面較陡且較長時還可在管溝外表補做水泥漿砌石護面或移植草皮來加強防護。3.9排堵結合方法排堵結合方式可以有效地控制管線附近水流方向，使其不致對管道造成危害。這種方式一般要視地形情況而定，對流經(jīng)管道附近一些沖溝，如果在其上游遠離管道處有可以排水通道，那么可以切斷上游來水，采用引水擋坎將水流引走，使管道附近水流消失或流速減緩?；虿捎盟酀{砌石護壁，護坡將整個管線包圍在砌石面之內(nèi)，在間隔一定距離修筑排水溝，將沿管線護面流下水引至管道之外，這樣也可以到達防護目。3.10防沙格當管線途經(jīng)沙漠地帶時，由于其地理位置與氣候條件所限，其交通運輸水源有限，同時風沙較大，風力很容易將管溝上浮沙刮走使管道裸露。其次，在暴雨期洪水更容易將管溝內(nèi)浮沙沖走，使管道架空浮移，產(chǎn)生一定徑向扭應力，這樣很容易形成斷管事件發(fā)生。為防止這些自然災害侵犯，人們采用防沙草格將管線上浮沙與周圍沙土固定在一起，同時在管線上沙土上種植一些耐旱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溝谷、陡坡地段，由于地形刁；穩(wěn)定，或在洪水沖刷作用下易產(chǎn)生塌陷，同時管道在自身重力作用下容易架空裸露，而且產(chǎn)生很大軸向拉應力，可能形成暴管事件，這就要求在管線等高線方向上修筑固定墩。固定墩必須修筑在堅決基準巖石或黃土層之巳將管道結實地包嵌在地層之中，以消減可能產(chǎn)生拉應力。4、結語1）管道線路工程遭受水害嚴重地方，主要是河流、河谷、沖溝、黃土地區(qū)，以及陡坡等不穩(wěn)定地段與開采礦區(qū)等塌陷段。設計施工與巡查維護都應給予足夠重視。2）選線時，管線應盡量走山脊或平坦地區(qū)，交通方便之處，避開易遭水害地段。3）管道地面敷設與穿越