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长输管道的河流穿越设计和施工分析

2022-02-09

全面腐蚀控制 2022年12期
关键词:长输定向河流

李 杰

(大庆油田工程建设公司国际工程事业部,黑龙江 大庆 163000)

1 长输管道河流穿越技术概述

依据敷设方式的不同,可以将长输管道河流穿越技术分为两种,分别是开挖穿越和非开挖穿越。受到穿越河流所具有的水文条件以及地质条件的影响,以及当前管道施工工艺的不断发展和完善,河流穿越主要的方式是非开挖敷设。非开挖穿越技术主要包括两种类型,分别是定向穿越和隧道穿越,定向穿越技术发展的基础是油田定向井和道路横空钻机,该技术将两者进行了充分的结合,施工所埋深度较大,并且工期较快,摆脱了水文条件的限制,在我们国家大型河流的穿越中获得了大量的应用。在地质条件与定向穿越技术标准不匹配的情况下,可以利用隧道进行穿越。

2 长输管道河流穿越设计和施工

2.1 开挖穿越

开挖穿越主要是利用施工设备在河道进行一定深度管沟的挖掘,将管道在管沟内进行敷设,然后进行回填处理,并落实一系列保证管道稳定的措施。开挖穿越主要应用于河床范围较广的环境当中,其特点较为明显,包括施工周期短、工艺不复杂,相较于裸露敷设具有较高的安全性。然而该工艺容易受到季节变化的影响,水下作业工作量较大,会对河道造成一定的破坏,穿越河流主槽时很难达到设计所需的深度,容易出现风险问题[1]。沟埋穿越的地点,应当选择具有较好施工条件的地段,保证岸坡具有较高的稳定性,水流不会出现较大的冲淤变化,不会对水域规划造成影响等,同时要在穿越段两侧进行防护措施的构建。沟埋法穿越施工主要的流程是成沟、敷设、回填,主要的方法包括围堰法、爆破法等。

2.2 非开挖穿越

2.2.1 定向钻穿越

定向钻穿越是一种较为先进的非开挖施工手段,是近些年来获得大量应用的一种方法。其流程是:先将钻机在河底钻确定好导向孔,在钻头出现在对岸以后,连接好扩孔器,使其转动,配合高压泥浆达到冲切的效果,钻台上的卡盘向着上端移动,牵引扩孔器往前施工,经多次扩孔以后,使钻孔比管路直径更大,然后将穿越管段与扩孔器连接,牵引扩孔器和管段,使其敷设在孔中。在进行设计时,主要针对出土角、入土角、曲率半径、穿越深度等进行确定。对于大型的长输管道来说,应当尽量使敷设保持直线。第一,要确定河流的水文资料和地质资料,从而计算最大的穿越深度;第二,要依据设备性能明确穿越条件;第三,在地质环境不好的区段,要加强对坍塌、沉降等问题的关注;第四,防腐层要具有韧性和强度,对管道的耐磨性要求较高。

2.2.2 隧道穿越

隧道穿越技术的优点体现在:摆脱了季节和水流的影响,施工质量有所保障,施工流程较为简单,维护工作量不大,并且隧道能够进行扩容和开发利用。①顶管法。利用长度特别大的顶管,通过中继装置接力顶进。施工过程中需要足够的顶力,才能超过顶进过程中受到的阻力。在进行设备选择时要依据管道顶力的最大值确定;②盾构法。指的是利用专门的盾构机和辅助装置开展地下挖掘前进,并将钢筋混凝土预制环片拼装成管段形成隧道。该方法较多的应用于软地基地质环境当中,可以摆脱气候、水文条件等限制,工程进度和安全性有所保障[2];③钻爆法。指的是在河床底部某个深度下进行人工钻孔,通过爆破产生通道,从而使管道通过。该方法无需盾构机等设备,投资较小,可以摆脱隧道直径和长度的局限性,适用于坚硬的地层当中,但是工期较长。

3 结语

随着长输管道河流穿越技术的不断发展和完善,石油企业对于施工安全和环保管理的重视程度不断提高,非开挖敷设已经成为应用最多的施工手段,在具体实践中,要加强对新技术、新材料的研究,促进施工水平和质量的提高。

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