输油气管道的漂管沉降施工技术

第 2 4卷第 5 期 油气储运 4 5 输油气管道的漂管沉降施工技术 范晓明 雷毅刘景洪 ( 石油大学( 山东) 机电工程学院) 范晓明 雷毅等： 输油气管道的漂管沉降施工技术， 油气储运， 2 0 0 5 ， 2 4 ( 5 )4 5 4 7 。 摘 要 结合 甬沪宁进 口原油管道工程建设的实际情况， 介绍了输油气管道漂管沉降的施工 方法， 分析了该方法的适用范围， 探讨了漂管沉降施工的一些相关规范。对比其它输油气管道施工 中的穿越方案， 分别从工程进度和工程成本两个方面阐述了漂管沉降施工的优越性。 主题词 漂管沉降 施工方法 规范 由宁波经上海至南京的甬沪宁进口原油管道工 程属国家重点工程 ， 该工程的建设和投产对缓解华 东地区石油供应紧张的局面起着重要 的作用。因 此 ， 在保证施工质量的前提下 ， 工程进度已成为衡量 工程管理首要尺度。但江南地区密集的水网严重阻 滞了工程施工进度， 尤其是河流 的穿越 ， 在 V标段 4 0 k m的长度要通过大小河流 4 8 条 。为了加快工 程进度， 节约建设费用 ， 在 甬沪宁管道的工程施工 中， 大量的河流、 水库的穿越均采用了漂管沉降的施 工方法。以下着重对输油气管道的漂管沉降施工技 术作 一介绍 。 一 、漂管沉降的施工方法 1 、 管道就位方式的选择 根据浮管就位方式的不同， 漂管沉降可分为直 线漂管沉降、 旋转漂管沉降和起重漂管沉降三类 。 具体采用哪种方式 ， 主要取决于施工现场的具体情 况。一般来说， 如果河岸预制场地宽阔， 宜采用直线 漂管沉降， 即先将管道沿垂直于河流方向在岸上预 制好以后， 在将管道直线漂浮拖至河对岸并沉人沟 内。由于大多数河流穿越都是直线穿越， 这种就位 方式节约场地， 施工方便， 河堤开挖面窄， 穿越速度 快， 所以这种方式采用最为广泛。如果垂直于河岸 的施工场地小于河面宽度， 可采用旋转漂管沉 降， 即首先沿着河流方向预制管道 ， 再将管道吊入水中， * 2 7 3 5 0 0 ， 山东省邹城鲁宁输油管理处； 电话 ： ( 0 5 3 7 ) 5 2 5 1 9 2 2 。 使其漂浮于水面上， 牵引管道在水面上旋转就位， 这 种方式最适合于斜穿河道 。起重漂管沉降则是采用 岸上水面共同使用起重机械， 将预制好的管段直接 由岸上吊至水面相应位置。在河道较窄、 水面与岸 上落差较大时， 则可考虑起重漂管沉降。 2 、 管道发送方式的选择 在直线漂管过程中， 在管道预制的岸上必须设 有管道发送装置， 这样既减少牵引管道所需 的牵引 力 ， 又减少管道移动时防腐层的损伤。一般来讲 ， 对 于河两岸地势比较平坦， 与河面相对高差小且水面 低于堤外 自然地面的情况 ， 宜采用水力发送沟方式 。 发送沟施工工序简单 ， 工期短， 土方量小， 造价低， 对 管道损伤小， 是最简单可靠的发送方法。发送沟尽 可能取直， 如果确因地形或其它因素限制无法取直， 发送沟的最大弧度不应小于管道设计的自然弯曲曲 率。对于河流两岸 比较平坦 ， 但与水面有一定高差 的情况 ， 一般采取修小平车发送道发送， 小平车的间 距， 可参考 S Y 0 4 0 0 1 2 0 0 3 ( 输油气管道线路工程施 工及验收规范 中关于管道最大悬空间距的规定， 小 平车的高度 ， 则应大于最大悬空间距长度时对应的 管段 自然悬垂高度 。对于河流两岸地势起伏且与河 面有一定高差 ， 或者河流水面高于堤外 自然地面的 情况 ， 一般采用滚动架发送， 滚动架的设置间距同样 受规定的最大旋空间距的限制。滚动架的高度设计 要满足管道弯曲曲率的要求 ， 且滚动架必须具有 良 好的稳定性 。 维普资讯 油 气储运 3 、 水 下开挖 施工工序 首先采用挖泥船或水下挖掘机进行水下管沟开 挖 ， 当遇到岩石地质时， 应进行水下爆破成沟， 爆破 时可采用植 桩爆破法 、 埋入爆 破法和裸露爆破法 ， 具 体爆破装药量可参考规范 S Y T4 0 7 9 9 5中 3 4 2 计算公式。在管沟开挖的同时， 在岸上进行管段的 预制、 探伤、 防腐以及打压。当水下管沟符合设计要 求后， 将预制好的管段两端密封， 牵引到水中管沟的 上方， 使其漂浮在水面上， 稳管， 然后向管内注水 ， 使 其缓慢沉入水中， 落在管沟内。在管道上压平衡重 块后， 进行管沟的回填及地貌的恢复。最后在两岸 外侧进行管道的连头。 在漂管沉降施工中， 由于稳管、 沉管对于管位的 要求较高， 考虑到水流的冲击对管位 、 管道的安全都 有较大的影响， 所以漂管沉降施工通常适用于湖泊、 水塘、 水库等静止水域， 或者水流速度低于 0 2 m s 的河流。要让封闭的管道漂浮在水面上， 其外径和 壁厚的关系应满足式( 1 ) 。 3 1 2 ( D ) D D ( 1 ) 式中D钢管外径， mm； 钢管壁厚， mm。 对于不能满足式( 1 ) 要求的钢管， 如果要进行漂 管沉降施工， 应考虑采用浮筒。对外径小于壁厚 4 0 倍以上的钢管， 应当考虑浮拖的方法。 4 、 平衡压重块的设计 对于输油气管道 ， 在漂管施工时都应考虑沉管 后管道的固定， 尤其是处于水下空管状态， 管道的浮 力在水下泥土液化时会对管道的安全运行产生极大 的影响， 为此 ， 在漂管沉降施工时， 平衡压重块的作 用尤为重要。根据实践经验， 平衡压重块的重量应 满足式( 2 ) 。 M 2 4 5 ( D )d一 3 D D ( 2 ) 式中M 管道上的压重块重量 ， k g m 平衡压重块通常为钢筋水泥现浇而成， 根据 甬 沪宁管道的实际施 工经 验可 知 ， 压重 块的设计 应 注 意以下 几个 问题 。 ( 1 ) 尽可能降低压重块的重心， 增强其稳定性。 ( 2 ) 压 重块应设 计成 圆弧形 ， 减小水 流对 其 影响。 ( 3 ) 压重块内层应有保护材料， 防止刮伤防管道 腐层。 二、 漂管沉降施工的优越性 漂管沉降施工具有工期短和施工成本相对较低 两大优势 。 以甬沪宁第三标段的皇姑塘穿越和V标段的西 塘漾穿越为例， 第三标段 的皇姑塘水面宽 4 5 m， 水 平均深度为 2 m， 穿越长度为 7 5 m， 有两条直径为 7 6 2 1 1 1 mm 和 7 1 1 1 0 3 mr 0管道 ， 原设计 为顶 管施工， 但因顶管工期太长( 预计约 2 3个月) ， 影 响预定的分段投产 日期 ， 后改为漂管沉降施工， 从进 场到施工结束仅用 了 1 个月的时间， 这一成功范例 在后续标段 的施 工中被项 目部广泛推广 。 V标段的西塘漾水面宽度为 5 0 0 m， 平均水深 为 2 3 r r l ， 设计 为 围堰开挖 穿越 ， 如果 两侧各 打 5 0 0 m围堰 ， 预计需要土石方 约 2 1 0 m。 ， 围堰工 期约 3 0 4 5 d ， 并且易引起水源污染。表 1为 4种 方案的工期及成本对比结果。 从表 1 可以看出， 漂管沉降穿越方案具有明显 的优势 。最后实践证 明采用漂管沉降方案， 仅用 了 2 0 天就成功地穿越了西塘漾。 表 1 4种方案的工期及成本对比结果 三、 相关规范的探讨 相对其它穿越施工方法而言 ， 漂管沉降施工方 法较新， 相关规范中涉及不多， 只有 S Y T 4 0 7 9 9 5 石 油 天 然 气 管 道 穿越 工 程 施 工 及 验 收规 范 “ 4 3漂管过江” 中有如下简单的描述。 ( 1 )当 管 道 穿 越 湖 泊 水 库 和 水 流 速 度 在 0 2 m s 以下的河流时， 可采用漂管过江， 即将管道 组装焊接好以后 ， 沿水面漂浮拖至对岸 ， 然后在沉入 维普资讯 第 2 4 卷第 5 期 油气储运 中洛管道加热设备更换改造的可行性分析 崔 绳 恭 曾 威 ( 中石化管道储运公司新乡输油处) 崔绳恭 曾 威 ： 中洛管道加热设备更换改造的可行性分析， 油气储运 ， 2 0 0 5 ， 2 4 ( 5 )4 7 5 0 。 摘 要 针对中洛管道热媒炉存在使用寿命短、 运行费用高、 设备附件故障率高等一些 目前尚 难 解决 的 问题 ， 提 出 了将 热媒 炉更换为直接加热炉 的改造方 案， 并且分别从经济 效益、 安全 性、 环境 影响三个方面对改造方案进行 了可行性分析， 结果表 明， 实施改造设计方案既可以减少维修费用， 又能使管输热力参数达到规定要求， 有效地保证 了管道的安全平稳运行。 主题词 输油管道 热媒炉 直接加热炉 技术改造 可行性分析 热油管道的加热方式有直接和间接两种。直接 加热是原油直接吸收炉膛里的热量； 间接加热是原 油通过导热油中间媒介间接吸收炉膛内的热量。直 接加热炉结构简单， 维护方便 ， 间接加热炉安全性 好 ， 但附属设备多， 维护困难。 一 、原热媒炉的分布和使用情况 中洛管道沿途各站配置有 9台 4 6 5 0 k W 热媒 炉 ， 其安装、 运行情况见表 1 。 河 底中心线或管沟 内。 ( 2 ) 漂管过江， 可根据施工现场的具体条件选择 直线漂管过江或旋转漂管过江方式 。 ( 3 ) 为确保管道安全， 在管道漂管过江时， 应采 取有效措施防止管道被水流冲击发生过大的弯曲变 形 ； 管道是通过向管内充水是管重增加而下沉的， 为 避免管道下沉时应力过大 ， 充水应缓慢进行 从上述规范中可以看出， 规范对漂管沉降涉及 的内容相对简单 ， 施工范围不够广阔， 局限于湖泊 、 水库及低水流河道 ， 实际上在一些 中水流河道的穿 越中也可采用此方法。漂管沉降施工中管道发送方 式仅局限于直线和旋转， 而在实际的施工中方法很 多 ， 例如皇姑塘的起重漂管沉降 ， 嘉善塘的斜进水、 * 4 5 3 0 0 3 ， 河南省新乡市平原路 5 0 6 号； 电话： ( 0 3 7 3 ) 3 7 6 2 4 2 0 。 表 l 中洛管道 9台4 6 5 0 k W 热媒炉的安装和运行情况 正就位， 劳丰村河的一头沉漂弯管 ， 西塘漾的弧形发 送等都是根据现场不同的环境条件， 创造性的采用 了多种方法 ， 实现了漂管穿越。此外，