澳門機場航煤及柴油輸油管線工程方案設計20120323

澳門機場航煤及柴油輸油管線工程方案設計（第2版）概述1.1設計依據(jù)1、南光石油化工有限公司《工程設計任務委托函》，2011年8月21日；3、中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院《澳門國際機場業(yè)務油庫工程施工圖》，1994年6月；4、中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院《澳門國際機場南停機坪擴建二期工程施工圖》，2006年5月；5、亞洲顧問有限公司《澳門北安碼頭油庫設計圖紙》，2009年3月；6、《澳門機場輸油管線方案評審會議紀要》，2012年3月6日；7、南光石油化工有限公司提供的相關資料。1.2遵循的主要法律、法規(guī)及標準規(guī)范《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》（中華人民共和國主席令第30號）《中華人民共和國民用航空法》（中華人民共和國主席令第56號）《中華人民共和國環(huán)境保護法》（中華人民共和國主席令第22號）《民用機場運行安全管理規(guī)定》（CCAR-140）（中國民用航空總局令第191號）《民用機場供油工程建設技術規(guī)范》MH5008-2005《輸油管道工程設計規(guī)范》（2006年版）GB50253-2003《油氣輸送管道穿越工程設計規(guī)范》GB50423-2007《油氣輸送管道跨越工程設計規(guī)范》GB50459-2009《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》GB/T3323-2005《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道》GB/T20801.1～6-2006《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術條件第一部分：A級鋼管》GB/T9711.1-1997《埋地鋼質管道陰極保護設計規(guī)范》GB/T21488-2008《埋地鋼質管道聚乙烯防腐層》GB/T23257-2009《石油化工設備和管道涂料防腐蝕設計規(guī)范》SH/T3022-2011《絕緣接頭與絕緣法蘭技術規(guī)范》SY/T0516-20081.3項目背景澳門國際機場是中華人民共和國澳門特別行政區(qū)內唯一的機場，1995年11月正式投入運作，它是珠江三角洲與世界各地之間的重要橋梁。機場跑道建于一個條狀的填海地段（機場島）之上，跑道長3360米，寬45米，與氹仔島上的主樓及空中交通管制設施相連接。機場島上還建有1條平行滑行道，長1460米，寬23米。跑滑間距182.5米。機場島與航站樓停機坪（氹仔島）之間由兩條滑行道橋相連接，兩座跨海聯(lián)絡橋分別長700米（北橋），1600米（南橋），寬44米。澳門國際機場航站樓建筑面積45000平方米，設計旅客吞吐量為每年600萬乘客量。澳門國際機場目前共有24個停機坪，其中4個廊橋近機位，澳門國際機場最大能夠起降B747型航班，并以此構筑了澳門本地到海外市場的主要貨運航線。澳門國際機場是按國際民航組織的“CAT”型標準設計，并以此構筑了澳門本地到海外市場的主要貨運航線。根據(jù)2011年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，澳門機場旅客吞吐量4045014人次，貨郵吞吐量39524噸，飛機起降架次38946架次，航煤加油量達到109850噸。澳門國際機場專營股份有限公司（CAM）成立于1989年，是澳門國際機場之承建商及業(yè)權人，由澳門特區(qū)政府委任為澳門國際機場之經(jīng)營者，獲授25年的專營合約，負責機場之興建和營運。2001年3月獲特區(qū)政府延長經(jīng)營權至2039年。南光（集團）有限公司是總部是設在澳門的國務院國資委直屬中央企業(yè)，集團前身南光貿(mào)易公司成立于1949年8月，是澳門最早的中資機構。南光石油化工有限公司成立于1972年，主營燃氣和燃料供應系統(tǒng)的安裝維修等業(yè)務，是澳門最大的石油產(chǎn)品供應商之一。2011年8月21日，南光石油化工有限公司正式委托我公司進行澳門九澳油庫至澳門北安的柴油及航煤管線工程設計。我公司隨即成立項目組，于2011年11月21日至23日，進行了為期三天的現(xiàn)場調研，我公司項目組對澳門國際機場現(xiàn)狀九澳油庫、機場油庫（油庫與航空加油站合并）、輸油管線、機坪加油管線及擬建的北安碼頭油庫進行了調研，與南光石油有限公司及澳門民航局進行了初步方案的溝通。澳門國際機場擬于明年開始機場擴建工程，屆時機場計劃將向南北兩側延長跑道，回填兩條滑行道橋之間的水域，擴建機坪、滑行道等。擴建前，敷設于即將拆除的南滑行道橋邊的現(xiàn)狀航煤輸油管線需完成改線。另外，根據(jù)澳門政府規(guī)劃，將在北安碼頭處建設油庫為船舶加油，需要在機場內建設1條至北安碼頭的柴油輸油管線。輸油管線起點均為九澳油庫，機場油庫和擬建的北安碼頭油庫位置臨近，因此，本次設計的航煤和柴油兩條輸油管線同路由同溝設計。2012年1月，第1版輸油管線方案設計完成。2012年3月6日，由澳門民航局組織CAM、南光石油化工有限公司和專家來京對第1版方案設計進行了評審，第2版方案設計根據(jù)《澳門機場輸油管線方案評審會議紀要》進行了調整。1.4澳門國際機場規(guī)劃自1995年正式投入運作以來，澳門國際機場迅速地成為全球經(jīng)濟發(fā)展最快之珠江三角洲與世界各地之間的重要橋梁。澳門比鄰是生產(chǎn)廠房密集的中國珠海經(jīng)濟特區(qū)。鄰近海陸交通便利，如此得天獨厚的地理位置，使澳門國際機場成為亞太地區(qū)理想的貨運及速遞中心。因此，澳門特區(qū)政府決定近期投資對澳門國際機場設施進行擴建，以應對未來的空中交通增長。根據(jù)澳門民航局3月6日來京介紹的澳門國際機場最新規(guī)劃方案，澳門國際機場將以2015年為第一期目標年，以旅客吞吐量560萬人次，對機場進行一期擴建，將向南北兩個方向延長跑道，并延長現(xiàn)有平行滑行道，新建1座通用航空客運大樓、3座停機庫、1座維修機庫及可停放18個機位的32000平方米的停機坪。另外，機場還將拆除現(xiàn)有南滑行道橋，機場第一階段擴建將填海117公頃?？紤]到現(xiàn)狀機場油庫位于飛行區(qū)外，不利于機場的安全管理，且油庫占地僅有11.35畝，再沒有發(fā)展空間，因此，在機場最新規(guī)劃中，機場油庫將隨著機場一期擴建工程進行搬遷，搬遷后機場油庫將位于現(xiàn)有南北兩條滑行道橋之間圍合區(qū)域，將位于擴建的平行滑行道西側，屬于一期填海區(qū)域。機場油庫搬遷項目將單獨立項分析。按照規(guī)劃，澳門國際機場將在2015年以后，以700萬、1100萬旅客吞吐量對機場進行第二期和第三期擴建，后兩期填海面積分別為15公頃和42公頃。終端澳門機場旅客吞吐量將達到1500萬人次。屆時，機場將擁有2座航站樓、2條平行滑行道、82個停機位。1.5機場油料設施簡介1.5.1九澳油庫九澳油庫依山傍水而建，1994年6月竣工投產(chǎn)，油庫占地76000m2，約合114畝?？値烊?6000m3，油庫經(jīng)營石油產(chǎn)品有液化石油氣（LPG）、98#無鉛汽油、煤油、航空煤油、柴油、低硫柴油、80#燃料油、航空汽油等。其中，柴油庫容22500m3，航煤庫容20000m3。油品主要通過2500噸級泊位卸油。航煤靠輸油管線輸至機場油庫，2臺輸油泵（流量分150m31.5.2機場油庫機場油庫圍墻內占地11.35畝，建有4座2000m3航煤儲罐、1座200m3底油罐，建有1920m2辦公樓、263m2油泵棚及177m2裝卸油綜檢棚，油庫總建筑面積2360m2。油泵棚內建有5臺(1.5.3航煤輸油管線現(xiàn)狀九澳油庫至機場油庫航煤輸油管線管徑DN200，設計壓力1.6MPa，輸油流量150m3/h，總長度4515m1.5.4機坪加油管線機場現(xiàn)有24個停機位（11D13E），其中4個E類機位為廊橋近機位，機坪加油管線總長度約5km，其中機場油庫至停機坪之間主管采用DN350，進入停機坪后機坪加油管線沿近機位和遠機位分別雙DN250支管敷設，規(guī)劃到停機坪西南側4根DN250機坪加油管線匯合，但由于機坪擴建時東南側遠機位管線未按規(guī)劃連接，使目前管線未形成一個整環(huán)。1.5.5擬建北安碼頭油庫擬建北安碼頭位于機場油庫北側，擬建10個泊位，碼頭油庫位于碼頭后方，預計占地10畝，擬建1座地上航煤臥罐57m3及16座柴油埋地臥罐，單罐罐容190m3，總庫容1.6主要經(jīng)濟技術指標本工程設計主要內容包含2條九澳油庫至北安的航煤及柴油輸油管線，其中，航煤管線利用現(xiàn)有九澳油庫輸油泵輸油，柴油管線需要在九澳油庫內增加2臺為北安碼頭油庫輸油的專用輸油泵。輸油管線單線長度為5600m。1、主要工程量序號項目規(guī)格單位數(shù)量備注一輸油管線1直縫電阻焊鋼管Φ219.1x7.0Lm8800直縫電阻焊鋼管Φ219.1x7.9m2400定向鉆穿越2DBB閥門8”個73閥門井2mx2mxh/2.5x2.5xh座54航煤管線內防腐036耐油防腐涂料m236505埋地管線外防腐3PEm267506地上管線外防腐丙烯酸聚氨酯m210007光固化套穿跨越段m226508管溝（箱涵）跑道附近m33009測漏井DJ20套40二九澳油庫1離心式油泵Q=200m3/hH=P=90kW臺2一用一備2直縫電阻焊鋼管Φ219.1x7.0Lm1003直縫電阻焊鋼管Φ273.1x7.1Lm1004DBB閥門8”個25安全泄壓閥2”個16粗過濾器DN200PN1.6臺17螺旋轉子流量計LLT-200144～220m3臺12、工程投資概算詳見概算分冊。

2輸油管線建設方案2.1線路走向方案2.1.1方案介紹（1）方案一方案一油管從九澳油庫定向鉆向北穿越九澳灣后，一直沿跑道東側100m向北敷設，繞過跑道后，管線采取掛橋方式向西跨越北聯(lián)絡道橋，進入北安管線終點區(qū)域。該方案主要考慮避開了機場一期擴建施工區(qū)域，且完全在澳門機場管轄范圍內施工，協(xié)調工作量小，該路由總長度5600m，定向鉆穿越長度1200m，掛橋跨越長度700m。（2）方案二方案二油管路由主要考慮與現(xiàn)有輸油管線路由基本一致，從九澳油庫向北沉管方式穿越九澳灣后，沿平行滑行道外側海堤向北敷設，至南滑行道橋南側，管線采取掛橋方式向西北跨越南聯(lián)絡道橋，進入機坪后管線沿機坪管線路由進入北安管線終點區(qū)域。該方案管線長度最短，僅為4500m，沉管穿越長度500m，掛橋跨越長度1600m。（3）方案三方案三油管從九澳油庫引出，沿公路向西敷設，向北繞過九澳山后穿過九澳村，再沿機場大馬路路邊一直向北敷設，至澳門科技大學與龍偉馬路路口處轉向東，沿航站樓和機場油庫前公路敷設至北安管線終點區(qū)域。該方案長度最長，為6000m，該方案除穿越幾條路路口外，全部沿路邊敷設，施工難度小2.1.2方案三個方案比較，方案三施工難度小，基本無穿跨越，但管線長度最長，施工費用最高，且該方案涉及協(xié)調沿線的單位、居民及公路部門較多，協(xié)調量大，協(xié)調費用難以估計，因此該方案經(jīng)濟性差。方案二管線長度最短，施工費用最低，但方案二管線緊貼平行滑行道，不滿足不停航施工安全間距要求，所掛南滑行道橋即將拆除，且沉管穿越九澳灣涉及方案上報大陸海事部門審批，所以該方案可行性差。方案三相對來說方案一管線長度及施工費用都適中，方案一的優(yōu)勢主要在于完全繞開了機場擴建施工區(qū)域，從機場整體規(guī)劃考慮，施工可行性強，推薦選擇路由方案一。2.1.3經(jīng)過現(xiàn)場調研，初步確定兩根管線采用同路由同溝敷設，單線長度約5600m。兩條管線起點位于九澳油庫柴油罐區(qū)北側消防道路附近，以該處作為定向鉆施工起點，定向鉆穿過九澳灣和機場滑行道及跑道后，從跑道東側出土。根據(jù)《民用機場運行安全管理規(guī)定》（CCAR-140）（中國民用航空總局令第191號）第十章“不停航施工管理”中的第二百三十五條規(guī)定：“在跑道有飛行活動期間，禁止在跑道端之外300米以內、跑道中心線兩側75米以內的區(qū)域進行任何施工作業(yè)?！倍ㄏ蜚@出土端擬設在距跑道東側約100米位置，兩條管道在同一隔斷閥井內設置隔斷閥，然后沿現(xiàn)有圍場路排水溝西側采用管溝方式平行跑道敷設，沿跑道端頭轉向西，兩條管線在此設置隔斷閥井，其中，航煤管線為預留發(fā)展設一個雙閥閥井，柴油管線僅設單閥閥井。隨后，兩條管線以掛橋方式跨越北聯(lián)絡道橋，至停機坪后，輸油管線改為埋地敷設，兩條管線終點閥井設在北安油庫附近。2.2管徑選擇2.2.1航煤根據(jù)澳門國際機場統(tǒng)計，本報告匯總了近10年來機場的主要相關業(yè)務量數(shù)據(jù)，如下表：年份年加油量（t）年旅客吞吐量（人次）年貨郵吞吐量（kg）年起降架次（架次）平均架次加油量（t/架次）200186841380530676075513325065.342002976944171703111267673375645.2020031038652905566141294285312936.6420041585083714259220828358405067.8320051705204250742227232634450047.5820061964084976093220572754510497.6920072104955498878180935284533867.8920081796165097802100767418497647.222009146848425024952464119406017.232010134995407883652165711371487.272011109850404501439523531389465.64由于僅從澳門機場規(guī)劃中得到旅客吞吐量的預期值，因此，航煤預測先從旅客吞吐量和航煤加油量比例關系分析。將10年來旅客吞吐量總和除以10年來飛機航煤加油量總和，計算結果為341t/萬人次，即遠期機場1500萬人次時航煤加油量約為51.15萬噸。2.2.根據(jù)現(xiàn)有輸油管道管徑，參考本工程的推薦路由，本次設計初步選取了DN150及DN200兩種管徑方案，開列設計條件中所涉及的基礎數(shù)據(jù)，列表測算兩種管徑在不同流量下的水力摩阻損失，估算輸油泵所需揚程。1、輸油管道長度：L=5600m2、地勢高差：未得到首末站地勢標高情況，暫估機場油庫液位與九澳油庫輸油泵出口高差為20m。輸油管線的管徑試算如下表：序號油管規(guī)格(mm)管長(m)最大流量(m3/h)最大輸量(萬t)流速(m/s)高差(m)沿程摩阻(m)局部摩阻(m)總摩阻(MPa)泵揚程(m)設計壓力(MPa)1219x756003001352.5220180381.702502.52219x75600200901.682073270.801201.63219x75600150681.262045250.55851.64168x656003001354.2520668866.008006.45168x65600200902.8320310502.854004.06168x65600150682.1220150351.502052.5注：按年輸油350天，每天輸油16小時計算年輸量。以上管徑方案均滿足機場遠期加油量需求，但考慮到船運來油的不確定因素，且九澳油庫碼頭小，遠期機場航煤加油量大時，來船卸油批次將會很多，這些因素都會制約管道的輸送能力，管道輸送將達不到每天16小時的理論計算值。目前機場油庫目前為2000m3油罐，考慮到輸油時間，結合南光石油有限公司意見，推薦輸油流量為200m根據(jù)上表計算結果，表中1、2、4、5方案均能滿足遠期目標年需求，但方案1和4輸油壓力較高，經(jīng)濟性差。下面就對表中2、5兩種管徑方案（DN200、DN150）進行詳細比選：方案2（DN200）比方案5（DN150）直接投資多，但方案2由于輸油壓力低，輸油的單位能耗也較低，從現(xiàn)有的輸油管線使用情況看，輸油管線的使用年限很多都要超過20年，管線鋼材總重量只差140噸，按每噸管線連安裝費1.4萬元計算，本期投資增加196萬元。但選用DN200管線每年每噸油將節(jié)省1.09度電，按每度電0.77元計算，預計15年以后方案2比方案5節(jié)省的電費將超過196萬元。經(jīng)過以上比較，從經(jīng)濟、節(jié)能角度考慮，建議采用方案2，即采用Φ219x7管線，設計輸油流量200m3/h，輸油泵揚程120m，管線設計壓力1.6MPa，最大年輸油量約2.3管道材質及壁厚計算2.3.1主要工藝參數(shù)1、設計壓力：1.6MPa2、設計系數(shù)：地形復雜穿跨越多，全線取0.63、輸送介質：航煤（3號噴氣燃料）、柴油2.根據(jù)當前我國鋼管生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的情況和管道建設及管理的應用情況來看，目前，國產(chǎn)用作長輸管道的鋼管主要有輸送流體用無縫鋼管、直縫電阻焊鋼管、螺旋縫埋弧焊鋼管和直縫埋弧焊鋼管等四種類型。無縫鋼管和直縫電阻焊鋼管多用于小口徑管道，本工程DN200管道管徑小，適合采用無縫鋼管和直縫電阻焊鋼管。依據(jù)本工程特點，對兩種管材比選如下：1、直縫電阻焊鋼管比無縫鋼管尺寸精度高。這是由于無縫鋼管是鋼錠在熱軋機組中連續(xù)穿孔成型，而直縫電阻焊鋼管則是由鋼帶在冷軋狀態(tài)下成型，相比之下，直縫電阻焊鋼管在外觀尺寸方面的控制比無縫鋼管更容易實施。直縫電阻焊鋼管的外觀質量缺陷較少優(yōu)于無縫鋼管。此外，由于電腦飛鋸的使用，直縫電阻焊鋼管的定尺率及定尺長度的精度也較高。2、直縫電阻焊鋼管的無縫化，直縫電阻焊鋼管的無縫化分為幾何無縫化和物理無縫化。幾何無縫化就是清除直縫電阻焊鋼管的內外毛刺，現(xiàn)在內毛刺可控制在0.5mm以下。物理無縫化是指焊縫內部的金相組織與母材之間存在差別而導致焊縫區(qū)域機械性能下降，需要采取措施使其均勻化、一致化。優(yōu)質的直縫電阻焊鋼管焊縫系數(shù)可達到1.0，實現(xiàn)了焊縫區(qū)域組織與母材的匹配。3、從化學成份上看，直縫電阻焊鋼管的成份設計是低C高Mn，而無縫鋼管是高C低Mn，所以可焊性比后者更好，同時純度更高。4、從機械性能來看，抗拉伸性能相當，沖擊性能中直縫電阻焊鋼管的韌性優(yōu)于無縫鋼管，特別是在低溫條件下。5、直縫電阻焊鋼管價格比無縫鋼管低。綜上所述，本工程管道線路用管采用直縫電阻焊鋼管；由于國內直縫電阻焊鋼管生產(chǎn)技術已較成熟，生產(chǎn)廠家較多，國產(chǎn)鋼管能夠滿足本工程線路用管要求，因此本工程直縫電阻焊鋼管采用國產(chǎn)鋼管。鋼管管材要求執(zhí)行標準《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術條件第一部分：A級鋼管》（GB/T9711.1-1997），管道規(guī)格選定為Φ219.1x7.0。2.3.2由于埋地管道不能自由伸縮并受溫度變化的影響，管道內會產(chǎn)生軸向應力，為保證輸油管道的安全、可靠運行，按照管道的工作條件和環(huán)境狀況進行管道強度及穩(wěn)定性校核，并滿足抗震的要求。1、直管段壁厚計算按照國家標準《輸油管道工程設計規(guī)范》（2006年版）（GB50253-2003）提供公式：δc=PD2[σ][σ]=KσsФ式中：δc—直管段管子計算壁厚（mm）P—管道的設計內壓力（MPa）[σ]—鋼管的許用應力（MPa）Ф—焊縫系數(shù)（Ф=1）D—鋼管外直徑（mm）σs—鋼管的最低屈服強度MPa（σs=245MPa）K—設計系數(shù)（K=0.6）本管道設計壓力為1.6MPa，按此壓力由上式計算得出如下數(shù)據(jù)：管徑計算壁厚δc（mm）包含負偏差后的計算壁厚（mm）包含腐蝕裕量后的計算壁厚（mm）DN2001.21.44.4盡管從管道強度角度計算鋼管所需壁厚較薄，但考慮到國內現(xiàn)有鋼管的規(guī)格、鋼管的負偏差、腐蝕裕量、材質韌性以及鋼管的穩(wěn)定性等因素，同時考慮管道沿線的環(huán)境，采取加強管線壁厚的安全措施，普通敷設及跨越段設計管道材質選用L245，設計壁厚取7mm，穿越段選用L245材質，設計壁厚取7.9mm。2、強度校核計算根據(jù)《輸油管道工程設計規(guī)范》（GB50253-2003）提供公式，按最大剪應力破壞理論計算當量應力，進行強度校核。σa=Eα（t1-t2）+μσhσh=Pd2δσe=σh-σa≤0.9σs式中：σa—由于內壓和溫度變化產(chǎn)生的軸向應力MPaE—鋼材的彈性模量（MPa），取2.05x105MPaα—鋼材的線膨脹系數(shù)（m/m℃），取1.2x10-5m/mt1—管道安裝閉合的大氣溫度（℃），取35t2—管道內被輸送介質的溫度（℃），取20μ—泊桑比，取0.3σh—由于內壓產(chǎn)生的環(huán)向應力（MPa）P—管道的設計內壓（MPa）d—管道的內直徑（mm）δ—管道的公稱壁厚（mm）σe—當量應力（MPa）由上式計算得：管徑環(huán)向應力σh（MPa）軸向應力σa（MPa）當量應力σe（MPa）0.9σs（MPa）DN20025.0444.42-19.38220.5從上表可以看出，管道計算的環(huán)向應力σh小于許用應力，當量應力σe遠小于0.9σs，以上條件滿足規(guī)范要求，強度校核安全可靠。3、穿越段管道徑向變形計算根據(jù)《澳門機場輸油管線方案評審會議紀要》，考慮到定向鉆穿越段管道埋深在20m左右，設計對土面以下20m的油管進行徑向變形校核計算如下：（1）載荷計算單位管長上的垂直載荷單位管長上的垂直土載荷H=20m鋼管外徑D=0.325m土壤容重γ=0.025MN/m3We=0.025×0.219×20=0.1095MN/mWh單位管長上的行動載荷，考慮到管道埋深在20m，即使按飛機動載荷考慮，傳遞到地下20m以下，也可忽略不計，該值取0即W=We=0.1095MN/m（2）管道徑向變形計算管道徑向變形①（GB50253-2003—附錄G）管道最大允許變形量3%D=0.03×0.219=0.00657m②（GB50253-2003—由①、②，取臨界狀態(tài)時，慣性矩I=δ3/12滯后系數(shù)J=1.5基座系數(shù)K=0.085變形模量E'=4.8MPa（查表J.0.1）平均半徑彈性模量E=2.05×105MPa帶入W=We=0.1095MN/m，計算可得理論最小壁厚為5.08mm，本次設計選用7mm壁厚，滿足20m覆土下管道的徑向變形要求。2.4線路設計1、管道敷設輸油管道主要采用管溝埋地敷設的方式，根據(jù)管道穩(wěn)定的要求、沿線地形和地質條件、地下水位情況，以確定管道的埋深和需要采用的保護措施。對本工程大部分平坦開闊地段，盡量采用彈性敷設，彈性彎曲曲率半徑應滿足管道強度要求，垂直面上彈性敷設曲率半徑應大于管子自重作用下產(chǎn)生撓度曲線的曲率半徑。本工程管道埋設深度不小于1.0m。溝槽開挖后，施工管溝（箱涵），然后先用細土或細砂（最大粒徑不得超過3mm）回填0.2m，敷設管道，再回填細土或細砂直至填滿管溝，管溝蓋板施工完后，再用原土回填并壓實?；靥钔列杼钪脸^自然地面約0.3m。管線改變方向且在較為平直的區(qū)段內優(yōu)先采用彈性敷設，曲率半徑不應小于鋼管外直徑的1000倍。當水平轉角＜3°或縱向轉角≤2°時按自然彎曲處理；當水平轉角≤8°或縱向轉角≤6°時可采用彈性敷設。因地形限制無法實現(xiàn)彈性敷設時，采用冷彎管（曲率半徑為50倍鋼管直徑）或熱煨彎管（曲率半徑為5倍鋼管直徑）。管道在設計時盡量避免在平面和縱斷面內同時發(fā)生轉角，此段范圍不允許采用彈性敷設，以免形成空間曲線。本管道焊接采用氬電聯(lián)焊方式（100%氬弧焊打底）。環(huán)形焊縫所有焊口應100%進行射線探傷檢查，應符合《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》（GB/T3323-2005）Ⅱ級標準的規(guī)定。2、管溝（箱涵）施工油管在跑道附近采用管溝敷設，埋地管溝采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土槽型溝結構，頂部蓋板采用預制鋼筋混凝土板，管涵內鋪砂，管涵頂面埋深約為1.1m。箱涵每隔40m設置伸縮縫一道，內設松散防水填充材料。(1)設計恒荷載：頂板：板頂覆土+頂板自重，底板：板頂覆土+除底板外箱涵總重量，壁板：側向土壓力；(2)設計活荷載：按照A380-800F飛機考慮：起落架總重1602kN（6輪重，輪距橫向輪距1.53m，縱向輪距1.7m、1.7m）。箱涵頂板埋深按1.1m考慮，則擴散至頂板頂面飛機輪壓活荷載為122.5kN/m2；考慮1.5的動力系數(shù)，為184KN；按照B777-300ER飛機考慮：最大組輪荷載取值1597KN（6輪重，輪距橫向輪距1.4m，縱向輪距1.45m、1.45m）。箱涵頂板埋深按1.1m考慮，則擴散至頂板頂面飛機輪壓活荷載為144kN/m2；考慮1.5的動力系數(shù)，為216KN；設計按照的活荷載較大值為216kN/m2考慮。(3)計算如下：①、頂板配筋計算：按彈性板計算:a.計算條件計算跨度:Lx=1.Ly=1.000m板厚h=250mm板容重=25.00kN/m3；板自重荷載設計值=7.50kN/m21.1m厚覆土重：22kN/m2恒載合計：7.5+22=39.5kN/m2活載：216kN/m2恒載分項系數(shù)=1.20；活載分項系數(shù)=1.40荷載設計值(不包括自重荷載):均布荷載q=39.5x1.2+216x1.4=349.8kN/m2砼強度等級:C35,fc=16.70N/mm2,Ec=3.15×104N/mm2支座縱筋級別:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2板底縱筋級別:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2縱筋混凝土保護層=15mm,配筋計算as=20mm,泊松比=0.20b.計算結果 彎矩單位:kN.m/m,配筋面積:mm2/m,構造配筋率:0.20%彎矩計算方法:雙向板查表撓度計算方法:雙向板查表b.1跨中:[水平] [豎向] 彎矩8.0 22.5 面積500(0.20%) 500(0.20%)b.2四邊:[上] [下] [左] [右] 彎矩-29.5 -29.5 0.0 0.0 面積500(0.20%) 500(0.20%) 500(0.20%) 500(0.20%)b.3撓度結果(按雙向板計算):經(jīng)查<<結構靜力計算手冊>>:撓度計算系數(shù)α=0.002594b.3.1截面有效高度：b.3.2計算構件縱向受拉鋼筋的等效應力σsk，根據(jù)《混凝土規(guī)范》式7.1.4-3計算：b.3.3按有效受拉混凝土截面面積計算縱向受拉鋼筋配筋率ρte：b.3.4裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù)ψ，根據(jù)《混凝土規(guī)范》7.1.2計算：ψ小于0.2，ψ取0.2b.3.5短期剛度Bs，根據(jù)《混凝土規(guī)范》7.2.3計算：b.3.6撓度增大的影響系數(shù)θ，根據(jù)《混凝土規(guī)范》7.2.5計算：b.3.7長期作用影響剛度B，根據(jù)《混凝土規(guī)范》7.2.2計算：=0.162mm撓度驗算:0.16<fmax=5.00mm,滿足b.4支座最大裂縫:0.06<[ωmax]=0.30mmb.5跨中最大裂縫:0.12<[ωmax]=0.30mm②底板配筋。按彈性板計算：a.計算條件計算跨度:Lx=1.850mLy=1.000m板厚h=350mm板容重=25.00kN/m3；板自重荷載設計值=10.50kN/m2底板頂面以上箱涵+覆土重：51kN/m2恒載合計：51kN/m2活載：216kN/m2荷載設計值:均布荷載q=51x1.2+216x1.4=363.60kN/m2砼強度等級:C35,fc=16.70N/mm2,Ec=3.15×104N/mm2支座縱筋級別:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2板底縱筋級別:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2縱筋混凝土保護層=15mm,配筋計算as=20mm,泊松比=0.20b計算結果 彎矩單位:kN.m/m,配筋面積:mm2/m,構造配筋率:0.20%彎矩計算方法:雙向板查表撓度計算方法:雙向板查表b.1跨中:[水平] [豎向] 彎矩8.1 23.1 面積700(0.20%) 700(0.20%)b.2四邊:[上] [下] [左] [右] 彎矩-30.7 -30.7 0.0 0.0 面積700(0.20%) 700(0.20%) 700(0.20%) 700(0.20%)b.3撓度結果(按雙向板計算):經(jīng)查<<結構靜力計算手冊>>:撓度計算系數(shù)α=0.002594b.3.1截面有效高度：b.3.2計算構件縱向受拉鋼筋的等效應力σsk，根據(jù)《混凝土規(guī)范》式7.1.4-3計算：b.3.3按有效受拉混凝土截面面積計算縱向受拉鋼筋配筋率ρte：b.3.4裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù)ψ，根據(jù)《混凝土規(guī)范》7.1.2計算：ψ小于0.2，ψ取0.2b.3.5短期剛度Bs，根據(jù)《混凝土規(guī)范》7.2.3計算：b.3.6撓度增大的影響系數(shù)θ，根據(jù)《混凝土規(guī)范》7.2.5計算：b.3.7長期作用影響剛度B，根據(jù)《混凝土規(guī)范》7.2.2計算：=0.037mm撓度驗算:0.04<fmax=5.00mm,滿足b.4支座最大裂縫:0.03<[ωmax]=0.30mmb.5跨中最大裂縫:0.03<[ωmax]=0.30mmeq\o\ac(○,3).壁板計算：壁板因箱涵內以砂填實，無需計算，按構造設計3、管道試壓①、試壓程序(1)管子在制管廠內按制管要求進行出廠前試壓。(2)穿越道路段應單獨進行強度試壓，在全線連通后進行整體強度試壓和嚴密性試壓。(3)試壓前應對管段進行清掃后再進水。②、試壓介質使用無腐蝕性（或加防腐劑）的潔凈水進行管道試壓。③、強度試壓(1)按《輸油管道工程設計規(guī)范》（2006年版）（GB50253-2003）及《油氣輸送管道穿越工程設計規(guī)范》（GB50423-2007）中的有關規(guī)定，普通段強度試壓壓力取設計壓力的1.25倍，本管道的強度試壓壓力為2.0MPa，穿越段強度試壓壓力取設計壓力的1.5倍，為2.4MPa。(2)強度試壓穩(wěn)壓時間為4h，以無泄漏降壓為合格。④、嚴密性試壓(1)強度試壓后接著以1.1倍設計壓力進行嚴密性試壓，本管道的嚴密性試壓壓力為1.76MPa。(2)嚴密性試壓穩(wěn)壓時間為24h，以無泄漏降壓為合格。4、管道防腐為了延長管道壽命，保證油品質量，航煤輸油管線內外壁均做防腐處理，柴油管線僅作外壁防腐，本工程管道外壁選用3PE加強級防腐，航煤管道內壁采用036耐油防腐涂料。同時考慮陰極保護防腐措施。管道表面處理：噴（拋）丸除銹不低于Sa2.5級，錨紋深度50～75μm。（1）管道外防腐綜合分析，埋地管道的外防腐層結構為擠壓聚乙烯加強級防腐層（3PE），加強級最小總厚度為2.7mm，其中環(huán)氧粉末厚度大于100μm，膠粘劑層：厚度170～250μm。管道補口采用輻射交聯(lián)熱縮套（帶）?？缭铰?lián)絡道橋段管道地上敷設，采用丙烯酸聚氨酯外防腐，涂層干膜總厚度不低于200μm。對于定向鉆和掛橋處穿跨越機坪加油管線保證其壽命，防腐尤為重要。采用光固化套對油管進行加強保護。（2）管道內防腐管道內壁采用036耐油防腐涂料進行防腐，總厚度不低于200μm。（3）管道陰極保護埋地管道可采用犧牲陽極和強制電流兩種保護方式，兩種方式各有適用的環(huán)境與條件：犧牲陽極適用于長度較短，周邊設施及地形較復雜的輸油管線；強制電流適用于長距離輸油管道，需要設置陰極保護站（含恒電位儀、陽極地床等）?？紤]到本工程輸油管道首末站均沒有設置陰極保護站的位置，且管道周邊的機場設施眾多，管道長度僅為5.6km，為了減少對機場設施的干擾，決定采用犧牲陽極保護方式，同時由于保護管道位于填海區(qū)段表層土壤電阻率較高，因此，采用鎂合金陽極為保護陽極材料。雙管道沿線約每250m埋設一組鎂犧牲陽極，每組3支11kg鎂合金陽極，共23組，陽極重量：11陽極電化學特性：開路電位-1.55V管道保護電位：-0.95V預計使用壽命：30年陽極填包料（重量比）：膨潤土20%，石膏粉75%，工業(yè)硫酸鈉5%管線沿線設3處電位測試樁，測試樁設在兩組犧牲陽極的中點處，管線起點和終點各設置一個電化學測試樁。為保證陰極保護效果，防止陰極保護電流的流失，兩條管線在管線起點及跨越段兩端分別設置絕緣接頭，絕緣接頭的設置安裝應當符合下列要求：①、絕緣接頭的規(guī)格尺寸與壓力等級，應當與安裝位置處的連接管線的相關技術要求相一致；②、絕緣接頭連同附帶的短管應當整體接入管線系統(tǒng)，嚴禁拆裝；③、絕緣接頭在焊入管線之前，應當進行嚴格的絕緣性現(xiàn)場檢測。5、標志樁和警示牌、警示帶管道線路每公里設里程樁一個，里程樁可與陰極保護樁合用。穿越道路、埋地管線及地下光纜等地上或地下建（構）筑物時設一個標志樁。管道靠近工業(yè)建設地段等需加強管道安全保護的地方設警示牌。根據(jù)《澳門機場輸油管線方案評審會議紀要》輸油管道施工期間應在不停航施工的跑道中心線75m處安裝警示帶，以免施工過程中人員、機具誤入跑道安全線內。另外，在管道掛橋跨越段兩條管線外面也敷設警示帶起到警示和防撞的作用。6、測漏措施目前，機場內航煤管道測漏措施主要有通過實測數(shù)據(jù)和系統(tǒng)軟件計算分析的測漏系統(tǒng)和通過人工方式檢查的測漏井兩種方式。測漏井的測漏方式因其投資少，檢查方式簡單，相比測漏系統(tǒng)抗干擾能力強的特點廣泛應用于各大中型機場。本工程管道長度短，按專家意見，采用測漏井的測漏方式對輸油管線進行監(jiān)測。本工程除穿越段路由長度約為3700m，以每100m設置1套測漏井計，本工程約設測漏井40套。7、主要工程量兩條輸油管線主要工程量見下表。序號項目規(guī)格單位數(shù)量備注1直縫電阻焊鋼管Φ219.1x7.0Lm74002直縫電阻焊鋼管Φ219.1x7.0Lm1400掛橋跨越3直縫電阻焊鋼管Φ219.1x7.9Lm2400定向鉆穿越4DBB閥門8”個75閥門井2mx2mxh座3單閥6閥門井2.5mx2.5mxh座2雙閥7航煤管線內防腐036耐油防腐涂料m236508埋地管線外防腐3PEm267509地上管線外防腐丙烯酸聚氨酯m2100010光固化套穿跨越段m2265011犧牲陽極11kg鎂合金陽極支6912絕緣接頭DN200PN1.6個613管溝（箱涵）m330014測漏井DJ20套4015警示帶m5000

3穿跨越工程本工程輸油管線穿跨越工程依據(jù)國家標準《油氣輸送管道穿越工程設計規(guī)范》（GB50423-2007）和《油氣輸送管道跨越工程設計規(guī)范》（GB50459-2009）進行設計。本工程輸油管線起點處有1處定向鉆穿越九澳灣河道及機場跑道、滑行道，另外，輸油管線終點附近有1處采用掛北聯(lián)絡道橋方式跨越敷設。穿跨越段管道的環(huán)形焊縫所有焊口應100%進行射線和100%超聲波探傷檢查，應符合《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》（GB/T3323-2005）Ⅱ級標準的規(guī)定。穿越段管道應單獨進行強度試壓，強度試壓壓力取設計壓力的1.5倍，即為2.4MPa，檢驗方式與其他段相同。3.1穿越工程本工程管道穿越九澳灣，穿越水面寬度約450米，水深約4米，水平面高度為±0.00米。兩條輸油管線均采用定向鉆方式穿越九澳灣及機場跑道、平行滑行道，兩條管道并行10m穿越，定向鉆穿越彎管段曲率半徑300m（1500D）,穿越長度各為1200米。根據(jù)機場島回填資料顯示，機場島拋石回填處理的深度約為20m，因此，定向鉆穿越九澳灣油管穿越深度距離河床底大于20m，穿越跑道、平滑處管道開始上行，但距離道面以下至少保持1、定向鉆施工方案（1）試鉆挖泥漿池：泥漿池出入土點各1個及地錨坑1個，泥漿池尺寸為10m×10m×2m，內鋪塑料彩條布，防止泥漿池塌方。地錨坑中心線分別在穿越管的中心線上，地錨坑尺寸為1.5m×3m×1.6地錨坑開挖完成后，將地錨放入后，地錨與墻的余空填混凝土加固。同時將地錨、擋板、管樁和鉆機下所墊鋼板用20#槽鋼進行連接，保證在回拖管線過程中地錨的穩(wěn)固。泥漿用料準備:施工用水取自來水，經(jīng)沉淀后利用；膨潤土及必要的添加劑及時運到。鉆機及配套設備就位:鉆機就位完成后，進行系統(tǒng)連接、試運轉，保證設備正常工作。測量控向參數(shù)：按操作規(guī)程標定控向參數(shù)，本穿越工程現(xiàn)場地形復雜，不利于測量，為保證數(shù)據(jù)準確，在管中心線的五個不同位置測取，且每個位置至少測四次，進行對比，并做好記錄。泥漿配制：按照穿越地質、穿越長度及穿越管徑，需在鉆導向孔、預擴及回拖中采取措施，具體措施除保證傳統(tǒng)配比外，再按一定比例加大泥漿材料用量，從而達到提高泥漿粘度，保證孔壁。鉆機試鉆：各系統(tǒng)運轉正常、鉆桿和鉆頭清掃完畢后試鉆，鉆進1、2根鉆桿后檢查各部位運行情況，各種參數(shù)正常后按次序鉆進。（2）鉆導向孔導向孔的鉆進是整個定向鉆施工的關鍵，采用先進的DDW-1600水平定向鉆機進行整個穿越工程的施工。鉆具組合方式：鉆具組合方式為了增強鉆柱的剛度，鉆具的連接方式如下：DDW-1600鉆機→Φ127鉆桿→無磁鉆鋌→無磁短接→泥漿馬達→鉆頭泥漿馬達選用5LZ165型螺桿鉆具，性能參數(shù)見下表：鉆具型號馬達流量范圍（L/s）馬達壓降（MPa）額定扭矩（N.m）最大扭矩（N.m）鉆壓（kN）功率（kW）5LZ16519～382.593001627580110鉆進時，在鉆桿之間每隔一段距離安裝一個泥漿分流器。鉆導向孔時，在穿越沿線適當?shù)奈恢枚啻尾荚O強磁場線圈，保證鉆孔精度?？叵蛟O備：英洛克導向系統(tǒng)有導向探測器、接口單元、安裝導向系統(tǒng)軟件的計算機和司鉆表組成。在導向孔鉆進過程中指導司鉆手按照預定軌跡完成導向孔施工?？梢詫崿F(xiàn)鉆頭定位、穿越軌跡計算、穿越曲線設計、導向數(shù)據(jù)存儲打印等功能。系統(tǒng)主要性能指標系統(tǒng)供電：AC220V或DC24V最大功耗：≤30W（不包括PC）穿越精度：縱向偏差＜5‰，橫向偏差＜2.5‰工作溫度：0～70℃線圈鋪設范圍線圈鋪設范圍強磁場線圈導向探頭在導向孔鉆進過程中，嚴格按設計曲率半徑行進，河流穿越曲率半徑大于1500D。在鉆進過程中，還應注意每根鉆桿的折角，折角不宜過大。（3）預擴孔導向孔鉆成后，卸掉鉆頭、無磁鉆鋌及控向系統(tǒng)，安裝擴孔器進行預擴孔。擴孔時鉆機、鉆具鏈接方式：DDW-1600型鉆機→鉆桿→擴孔器→鉆桿根據(jù)穿越工程的實際情況，在穿越距離長的特定條件下，減小擴孔器的級差，增多擴孔次數(shù)，加快單次擴孔的速度，采取三次預擴孔及一次洗孔。第一級采用Φ220擴孔器擴孔；第二級采用Φ320擴孔器擴孔；第三級采用Φ420擴孔器擴孔。完成第三次擴孔后用Φ420洗孔器洗孔，最終使管線回拖的環(huán)形空間達到回拖要求。在擴孔作業(yè)時應嚴格控制鉆壓，將鉆機輸出扭矩控制在鉆具允許的范圍內，使用粘度在60秒以上的泥漿，流量根據(jù)擴孔直徑的不同略有不同，使孔洞中的鉆屑排出良好。擴孔過程中應注意：1）轉速和工作鉆壓應符合鉆具使用技術參數(shù)的要求；2）啟動時旋轉、回拉速度應緩慢；3）旋轉和行進速度應均勻；4）控制泥漿流量和擴孔扭矩。由于某種原因需要停止擴孔時應注意：停止擴孔器回拉并前推，消除擴孔器的擴孔工作鉆壓；保證擴孔器的鉆頭體無工作鉆壓。（4）管道發(fā)送準備穿越管段預制完畢后，沿穿越中心線堆墊土堆，每個長1.5米寬1.5米高0.8米，間距12米。完成后，檢查每個土堆上無石塊、樹根等硬物，然后將管道吊至土堆上，再根據(jù)入土方向微調管道在每個土堆上的位置，在管道下方墊上膨潤土袋，如果條件允許，全段開挖發(fā)送溝。（5）回拖①工程回拖力計算管道回拖力計算管線長度=1200m/1200m（水平長度/定向鉆穿越施工設計經(jīng)驗計算公式：回拖力計算：計算的拉力（t）：穿越管段的長度（m）：摩擦系數(shù)，0.1～0.3：管子的直徑（㎜）：泥漿的密度（t/m3）：管子的壁厚（㎜）：粘滯系數(shù)，0.01～0.03=1200m；=0.2；=0.2；=1.05；=0.004；=0.02計算得：=18t經(jīng)計算，管道回拖力為18t，選用DDW-1600型鉆機最大回拖力為160t。②回拖前段準備a.發(fā)送溝的開挖：將管道預制全線開挖發(fā)送溝，將回拖管線置于發(fā)送溝內。不具備挖發(fā)送溝條件的地方架設滾輪或打成土堆。b.回拖主管道的鏈接頭：管道回拖前應將鉆具依照以下次序連接鉆桿→擴孔器→旋轉接頭→U形環(huán)→工作管線c.回拖前要仔細檢查擴孔器的各通道及泥漿噴嘴是否暢通；d.仔細檢查、認真維護穿越設備。③管線回拖預擴孔、洗孔完畢后，檢查擴孔參數(shù)，具備回拖條件后進行管線回拖，回拖工作連續(xù)進行，一氣呵成?；赝蠒r鉆具連接方式：DDW-1600型鉆機→鉆桿→Φ320擴孔器→旋轉接頭→U形環(huán)→輸油管線在管線回拖過程中要根據(jù)鉆機顯示回拖力的大小控制好回拖的速度；根據(jù)管線回拖過程中地質變化情況配比合理的泥漿。（6）現(xiàn)場清理及地貌恢復用單斗及人工回填發(fā)送溝，分層壓實，填土方高出地表300mm。農(nóng)地田坎、溝渠堤用鐵鍬分層拍打密實，逐層恢復到原貌。設備機具材料離場后，由單斗挖掘機對進出場道路進行翻整，達到該地農(nóng)戶的要求。（7）泥漿回收、處理施工前，用單斗將穿越工地的表層耕植土剝離，堆放在工地邊沿。然后用土工布將可能跑、冒、流淌泥漿的地方覆蓋鋪墊。并開挖導流溝，將可能跑、冒、流淌的泥漿引向泥漿回收池，泥漿部分循環(huán)利用。殘余的極少量泥土混合物用汽車拉走處理。施工完畢待設備全部撤離后，清除場地上的雜物，用人工平整場地，并將剝離的表層耕植土平鋪在場地上。2、定向鉆設備布置方案定向鉆主要設備列表如下：序號設備名稱型號數(shù)量備注1定向鉆DDW-16001臺2泥漿泵DDW12001臺3泥漿回收系統(tǒng)ZX-2001臺4控向系統(tǒng)WGS1臺5焊接設備3臺6儲漿配漿灌FG-251臺7射流混漿裝置SLH150-401臺8擴孔器Ф220、Ф320、Ф420各1個9全站儀GTS－3011臺10鉆桿Ф127×9.61400米11發(fā)電機T2H2-250-41臺定向鉆入土端需作業(yè)場地30mx30m，定向鉆出土端需作業(yè)場地20mx20m，出、入土端示意圖及現(xiàn)場照片如下：3、導向孔曲線與設計曲線偏差控制措施鉆導向孔是定向鉆穿越施工過程中重點控制的關鍵工序,導向孔質量的好壞直接影響鉆機回拖時回拖扭矩與拉力的大小。因此,導向孔與設計穿越曲線是否重合是關系到管道最后回拖成功的關鍵。導向孔在鉆進過程中偏離設計穿越曲線的原因可以歸納為四類：第一，鉆機就位方位與管線設計穿越方位有偏差，造成在導向孔鉆進的過程中其軌跡逐漸偏離設計穿越曲線。第二，受外部磁場的影響，控向方位角非管線走向的真實方位角，從而控向軟件計算鉆頭方位的參數(shù)發(fā)生變化，導致從計算機采集的數(shù)據(jù)非鉆頭的真實位置。第三，受地質結構的影響。導向孔在鉆進過程中要穿越不同的地層，由于各地層地質特征差異很大，即使是同一地層其硬度分布也會軟硬不均，因此，鉆頭在鉆進的過程中比較容易偏向相對較軟的地層，造成與設計曲線發(fā)生偏移。第四，在導向孔鉆進過程中，由于鉆機操作人員（司鉆員、控向員）人為操作有誤，使穿越軌跡與設計曲線發(fā)生偏移。針對以上造成曲線偏移的原因，定向鉆施工過程應制定如下措施：（1）防止定向鉆在鉆孔時呈“S”形的措施①定向設備采用進口的MGS定向系統(tǒng)，在鉆進過程中嚴格控制全角變化率，盡量縮短測量間隔長度。②遇到地層軟硬變化或礫石時，參數(shù)測量間距不得超過2米③調整方位要及時，并留有余量，禁止反復大幅度調整角度。④控向對穿越精度及工程成功與否至關重要，開鉆前仔細分析地質資料，確定控向方案，泥漿工和司鉆要重視每一個環(huán)節(jié)，認真分析各項參數(shù)，互相配合鉆出符合要求的導向孔，鉆導向孔要隨時對照地質資料及儀表參數(shù)分析成孔情況。⑤各系統(tǒng)運轉正常后進行試鉆，鉆進1—2根鉆桿后檢測各部分運轉情況，各種參數(shù)正常后按次序鉆進。⑥導向孔完成，鉆頭及蒙乃爾管（無磁鋌）出土后要及時卸掉，裝上擴孔器進行預擴孔，因穿越距離長扭矩大，卸鉆鋌和鉆頭時，采用B型鉗，必要時可以加熱及錘擊等配合拆卸。（2）確保定向鉆出土點偏差控制在(設計軸向)縱向不大于穿越長度的1％且不大于1米、橫向不大于穿越長度的0.2％且不大于0.5米的措施（特殊幾個重要控制點局部精度可以控制在±0.2①鉆機測量就位時,利用GPS定位系統(tǒng),和全站儀準確放出鉆機就位中心線。②準確測量標定控向參數(shù)，要求細心并盡可能多測取參數(shù)比較，以確定最佳參數(shù)，在管中心線的三個不同位置測取，且每個位置至少測四次，并做好記錄。③利用地面信標系統(tǒng)跟蹤定位。④控向對穿越精度及工程成功與否至關重要，開鉆前仔細分析地質資料，確定控向方案，泥漿工和司鉆要重視每一個環(huán)節(jié)，認真分析各項參數(shù)，互相配合鉆出符合要求的導向孔，鉆導向孔要隨時對照地質資料及儀表參數(shù)分析成孔情況。⑤各系統(tǒng)運轉正常后進行試鉆，鉆進1—2根鉆桿后檢測各部分運轉情況，各種參數(shù)正常后按次序鉆進。（3）保證鉆機就位方位與設計管線中心線重合的措施鉆機就位前，用測量儀器（如經(jīng)緯儀）放出管線穿越中心線，根據(jù)穿越入土角、鉆機自身尺寸（車長、車寬、輪距等）等參數(shù)計算出鉆機就位的精確位置，并用白灰或用線繩予以標記，并以此標記作為鉆機就位的依據(jù)。在鉆機就位過程中，除了利用白灰或線繩標記作為就位的標準外，就位后還要用測量儀器測量鉆機就位偏差，經(jīng)計算鉆機就位方位相對于管線中心線的角度偏差如果超過0.1°時，需要根據(jù)偏左偏右情況重新調整鉆機，經(jīng)多次就位-測量-調整-再測量，直到偏差控制在0.1°范圍內。鉆機就位后，計算出精確的偏差數(shù)值，在開始鉆導向孔時及時調整此偏差為零，從而保證導向孔軌跡與設計穿越曲線重合。（4）外部磁場對方位角的影響及控制措施外部磁場主要由地下管道、地下光纜、剛性建筑物（構筑物）、大型船只、地上高壓線等產(chǎn)生，這些外部磁場將影響地磁場強度和地磁角度，從而影響控向方位角，控向方位角的不確定最終導致鉆孔時方向失控，本標段河流穿越位置或多或少存在影響鉆進控向精度的外部磁場。根據(jù)現(xiàn)場確定的外部磁場的位置，在鉆孔時，探測器到達外部磁場前，鉆孔方向不能出現(xiàn)過大的左右偏移量，保持實際方位角與控向方位角的偏差在允許的范圍內，在進入外部磁場時，實際方位角發(fā)生變化，此時的方位角與控向方位角不同，鉆進時暫不考慮干擾后的方位角而直接按直線鉆進，在進行數(shù)據(jù)測量時，根據(jù)控向工具面的位置輸入與控向方位角接近的方位角。鉆頭穿越過磁場干擾區(qū)后，計算機控向數(shù)據(jù)恢復正常，此時導向孔軌跡與設計穿越曲線偏差應當在許可范圍內，萬一兩者偏差較大，首先計算出實際偏差量，然后將經(jīng)過磁場干擾區(qū)的鉆桿抽出后重新鉆進進行偏差調整。在已知偏差量的情況下進行調整是很容易的，通過調整消除磁場影響，使導向孔軌跡與設計穿越曲線重合。（5）采用人工磁場鉆機控向系統(tǒng)是依靠地磁場進行方位控制，通過鉆頭后面的探頭將導向孔參數(shù)傳輸?shù)接嬎銠C。地磁場容易受到地下管線、地下電纜、地面高壓線等金屬構件的干擾，從而造成控向參數(shù)不準確。人工磁場是在穿越中心線兩側布設的閉合線圈，布設簡單方便，在施工中既經(jīng)濟又有效，其優(yōu)點是它不受外部磁場的干擾，可以準確無誤的將鉆孔數(shù)據(jù)反映出來，當探頭到達此閉合的線圈區(qū)域內,接通直流電源產(chǎn)生磁場,通過人工磁場可以測得穿越軸線的左右偏移和穿越標高。通過人工磁場與地磁場左右偏差的比較,可以確定目前鉆頭方位角,從而確定下一根鉆桿的行進方位。由于人工磁場在地磁場受干擾的情況下可以提供準確的管線穿越方位角，在地磁場不受干擾的情況下可以校正控向方位角的正確性，從而能夠很好的控制導向孔與設計穿越曲線偏移，并能保證穿越曲線的平滑性。（6）控制人為因素造成導向孔軌跡與設計穿越曲線偏差的措施開工前，進行有針對性的培訓,加強控向人員與司鉆人員的配合，司鉆人員以控向人員的指令為準，按照指令進行操作，防止人為操作導致鉆孔出現(xiàn)偏移設計曲線?？叵蛉藛T應嚴格按照設計曲線計算每次傾角的調整度數(shù)，認真掌握并注意穿越過程中的軌跡變化，通過軌跡變化確定控向方向的變化。從而控制導向孔軌跡與設計穿越曲線的偏移。4、施工實例及定向鉆對跑道影響分析（1）航煤管道定向鉆發(fā)展歷程早在1995年，中國航油便采用此項技術在塘沽—天津輸油管道的項目中兩次穿越了海河，長度在1000米左右，管徑DN300。隨后在1999年，在天津—北京輸油管道的項目中兩次穿越了北運河，長度在800～1000m。在浦東場外輸油管線項目，定向鉆穿越17處，共6642米。在機場內機坪加油管道穿越方面，于2004年，首例定向鉆穿越青島機場跑道，長度500m，管徑DN300，穿越深度為道面下6m。在2006年6月，天津機場擴建工程中，華元公司同樣采用定向鉆穿越了機坪跑道，穿越長度740m，管徑DN400，穿越深度為道面下8m。2007年7月，首都機場擴建工程中，為實施光纜敷設，四川安裝公司同樣采用定向鉆穿越了機場滑行道，穿越長度1150m，管徑DN150，穿越深度為道面下10m。2008年初，廣州恒盛公司在廣州新白云機場加油管線定向鉆穿越A1滑行道和G聯(lián)絡道，兩條定向鉆均為DN500管線，長度各150m。2008年底，上海虹橋機場二期擴建工程施工過程中，中化四建成功地雙管定向鉆穿越跑道，定向鉆長度1030m，深度13.3m，兩根DN400管道間距5m。至今以上機場跑道、滑行道與供油管道均運轉良好。（2）定向鉆對跑道影響分析2008年，虹橋機場定向鉆穿越跑道期間曾提出過《關于上海虹橋國際機場定向鉆穿越管道對站坪安全運行影響的論述》，該論述結果為：在定向鉆施工期間，泥漿充滿鉆孔，泥漿壓力為0.3MPa，可以滿足機坪的安全運行需要。管道上部的土層厚度遠遠大于孔洞的直徑，這樣就形成拱效應，使管道上部的荷載傳遞至管頂時也向兩邊擴散，管頂?shù)膲毫O小，相對于機坪道面的5m×5m分隔尺寸其孔徑所造成的影響微乎其微。虹橋機場組織對該定向鉆與地鐵共同穿越機場道面施工過程前、后，分別對道面標高進行了實測，經(jīng)對比，道面無任何沉降。事實證明，定向鉆對機場跑道將不會產(chǎn)生任何影響。（3）定向鉆三維曲線變化技術事實上，定向鉆在施工過程中都是一個三維立體的曲線變化過程，只要滿足規(guī)范要求的1500D的曲率半徑要求，定向鉆施工過程中都可以通過鉆機控向系統(tǒng)，對定向鉆的三維曲線進行控制與調整，下圖為杭州威爾蒙市政工程有限公司在中國航油鎮(zhèn)海煉化至寧波櫟社國際機場航煤管道工程中為躲避障礙物對DN200管道采用定向鉆穿越機場路和西江河的三維曲線變化的實際竣工圖。3.2跨越工程1、施工方式及對滑行聯(lián)絡道橋影響機場北滑行聯(lián)絡道橋長約700米，寬度約44米，橋面高度8米，橋下水平面高度為±0.00米，最高水位5m，最低水位0m。橋墩間距為8滑行道橋側掛供油管道支架采用鋼結構三角形支架，支架均采用焊接工字鋼，支架通過化學植筋與現(xiàn)有滑行道橋固定，單片支架所承擔的管道荷重及化學植筋不影響現(xiàn)有滑行道橋結構安全。錨筋采用化學植筋法：所謂化學植筋就是在混凝土結構或構件上根據(jù)工程擬需用的鋼筋規(guī)格以適當?shù)你@孔直徑和深度，采用化學結合劑使新增的擬用鋼筋與原混凝土粘合牢固，使新增的鋼筋如同埋筋，鋼筋的強度以充分利用，并發(fā)揮至設計所期望的性能?，F(xiàn)有滑行道橋按照橋墩間距增加掛架，掛架間距約為8m?；械罉騻葤旃┯凸艿乐Ъ懿粚ΜF(xiàn)有滑行道橋安全及正常使用構成影響，理由如下：①滑行道橋側掛2根DN200油管相對滑行道橋承載而言所施加的附加荷載很小，不會造成滑行道橋超載。②滑行道橋側掛供油管道支架與橋體采用化學植筋固定，化學植筋鉆孔直徑及深度都很小，不對橋體結構構成損害。③管道支架采用側掛且其頂面在橋面以下不對滑行道橋正常使用構成影響。④新掛管道側掛方式與現(xiàn)有（南滑行聯(lián)絡道橋）管道側掛方式類同。2、滑行道橋側掛供油管道支架設計計算油管空重為37Kg/m，油重40Kg/m。輸油管間距為8m。單根油管恒荷載2.96KN，活荷載（油重）：3×3.2=9.6KN（3為動力系數(shù)）滑行道橋單個側掛（油管滿油）重量為：89KN（1）、按照簡直梁計算：eq\o\ac(○,1)、截面特性計算A=3.7800x102;Xc=7.5000x102;Yc=7.5000x102;Ix=1.5824x105;Iy=5.6273x105;ix=6.47x102;iy=3.8584x102;W1x=2.1098x104;W2x=2.1098x104;W1y=7.5031x105;W2y=7.5031x105;eq\o\ac(○,2)、簡支梁自重作用計算梁自重荷載作用計算:簡支梁自重(KN):G=19.287自重作用折算梁上均布線荷(KN/m)p=29.673eq\o\ac(○,3)、梁上恒載作用荷載編號荷載類型荷載值1荷載參數(shù)1荷載參數(shù)2荷載值2142.960.320.000.00eq\o\ac(○,4)、梁上活載作用荷載編號荷載類型荷載值1荷載參數(shù)1荷載參數(shù)2荷載值2149.600.320.000.00eq\o\ac(○,5)、單工況荷載標準值作用支座反力(壓為正,單位：KN)△恒載標準值支座反力左支座反力Rd1=1.576,右支座反力Rd2=1.576△活載標準值支座反力左支座反力Rl1=4.800,右支座反力Rl2=4.800eq\o\ac(○,6)、梁上各斷面內力計算結果△組合1：1.2恒+1.4活斷面號：1234567彎矩(kN.m)：0.0000.4660.9311.3951.8582.3192.780剪力(kN)：8.6128.5928.5738.5548.5358.515-8.496斷面號：8910111213彎矩(kN.m)：2.3191.8581.3950.9310.4660.000剪力(kN)：-8.515-8.535-8.554-8.573-8.592-8.612△組合2：1.35恒+0.7x1.4活斷面號：1234567彎矩(kN.m)：0.0000.3690.7381.1051.4711.8362.199剪力(kN)：6.8326.8106.7896.7676.7456.724-6.702斷面號：8910111213彎矩(kN.m)：1.8361.4711.1050.7380.3690.000剪力(kN)：-6.724-6.745-6.767-6.789-6.810-6.832eq\o\ac(○,7)、局部穩(wěn)定驗算翼緣寬厚比B/T=7.20<容許寬厚比[B/T]=15.0腹板計算高厚比H0/Tw=21.67<容許高厚比[H0/Tw]=80.0eq\o\ac(○,8)、簡支梁截面強度驗算簡支梁最大正彎矩(kN.m)：2.780(組合：1;控制位置：0.325m)強度計算最大應力(N/mm2)：12.549<f=215.000簡支梁抗彎強度驗算滿足。簡支梁最大作用剪力(kN)：8.612(組合：1;控制位置：0.000m)簡支梁抗剪計算應力(N/mm2)：10.674<fv=125.000簡支梁抗剪承載能力滿足。eq\o\ac(○,9)、簡支梁整體穩(wěn)定驗算平面外長細比λy：16.846梁整體穩(wěn)定系數(shù)φb：1.000簡支梁最大正彎矩(kN.m)：2.780(組合：1;控制位置：0.325m)簡支梁整體穩(wěn)定計算最大應力(N/mm2)：13.177<f=215.000簡支梁整體穩(wěn)定驗算滿足。eq\o\ac(○,10)、簡支梁撓度驗算△標準組合：1.0恒+1.0活斷面號：1234567彎矩(kN.m)：0.0000.3450.6891.0321.3751.7162.057剪力(kN)：6.3766.3606.3446.3286.3126.296-6.280斷面號：8910111213彎矩(kN.m)：1.7161.3751.0320.6890.3450.000剪力(kN)：-6.296-6.312-6.328-6.344-6.360-6.376簡支梁撓度計算結果:斷面號：1234567撓度值(mm)：0.0000.0060.0110.0150.0190.0210.022斷面號：8910111213撓度值(mm)：0.0210.0190.0150.0110.0060.000最大撓度所在位置:0.325m計算最大撓度:0.022(mm)<容許撓度:3.611(mm)簡支梁撓度驗算滿足。（2）壓桿計算壓桿的截面尺寸H150x150x6x10，壓桿面積3780mm2桿所受壓力N=（1.2x2.96+1.4x9.6）/2=8.5KNf=N/A=8.5x103/3780=2.25<[f]（3）埋件計算eq\o\ac(○,1)計算條件彎矩設計值M:0.00kN·m 軸力設計值N:0.00kN剪力設計值V:16.92kN 力的正方向如圖所示直錨筋層數(shù):3 層間距b1:125mm直錨筋列數(shù):2 列間距b:120mm錨板厚度t:16mm 錨板寬度B:220mm錨板高度H:350mm 最外層錨筋之間距離z:250mm結構重要性系數(shù)γ0:1.0 層數(shù)影響系數(shù)αr:0.90地震作用:不考慮錨筋級別:HRB400,fy=360.00N/mm2,fy＞300,取fy=300N/mm2直錨筋直徑d：20mm砼強度等級：C30,fc=14.30N/mm2,ft=1.43N/mm2eq\o\ac(○,2)錨筋截面面積驗算a.錨板受剪承載力系數(shù)αv:根據(jù)混凝土規(guī)范9.7.2-5計算:b.錨板彎曲變形折減系數(shù)αb:根據(jù)混凝土規(guī)范9.7.2-6計算:c.直錨筋面積驗算:在剪力、軸力、彎矩的組合作用下，直錨筋的計算截面積按照混凝土規(guī)范式9.7.2-1及式9.7.2-2計算，并取其中較大值:=120.53mm2計算面積=max{120.53,0.00}=120.53mm2直錨筋實配面積As=6×π×(20/2)2=1884.96mm2≥120.53mm2滿足系數(shù)=1884.96÷120.53=15.64滿足eq\o\ac(○,3)錨固長度:根據(jù)混凝土規(guī)范9.7.4,受彎直錨筋錨固長度la:實際錨固長度取710mmeq\o\ac(○,4)構造要求a.錨筋間距b、b1和錨筋至構件邊緣的距離c、c1:根據(jù)混凝土規(guī)范9.7.4:b、c≥max{3d,45}=60mm受剪構件,b1、c1≥max{6d,70}=120mm,且b、b1≤300mm由此得:300mm≥b=120mm≥60mm滿足要求300mm≥b1=125mm≥120mm滿足要求c≥60mm,c1≥120mmb.錨板:根據(jù)混凝土規(guī)范9.7.4要求,最外層錨筋中心到錨板邊緣的距離≥max{2d,20}=40mmb1.寬度B=220mm≥Bmin=40×2+120×(2-1)=200mm滿足要求b2.高度H=350mm≥Hmin=40×2+125×(3-1)=330mm滿足要求根據(jù)混凝土規(guī)范9.7.1,錨板厚度不宜小于錨筋直徑的0.6倍b3.厚度t=16mm≥tmin=0.6d=12mm滿足要求c.焊縫:根據(jù)規(guī)范9.7.1要求，錨筋直徑d≤20mm，宜采用壓力埋弧焊。當采用手工焊時，焊縫高度不宜小于max{6,0.6d}=12.0mm。3.3結構防腐介于沿海地區(qū)對結構構件的強腐蝕作用，應對所有結構構件進行全面的防腐處理，具體措施如下：a.鋼筋混凝土箱涵混凝土強度等級采用C35，混凝土裂縫控制等級為一級，混凝土保護層厚度35mm,混凝土構件外表面刷環(huán)氧瀝青涂層,厚度不小于300μm，墊層采用C15混凝土墊層。b.鋼結構管道支架鋼結構加工完畢后,所有鋼材表面的原始防腐蝕等級不得低于B級。鋼結構在進行防腐涂料施工前，表面應進行噴砂除銹處理，除銹等級不低于Sa2.5，表面粗糙度達到40～70微米。鋼結構板厚度不小于6mm,支架采用全面熱浸鍍鋅處理。鋼結構及管道支架刷醇酸防銹底漆兩道，醇酸磁漆1道，涂層最小總干膜厚度不小于120μm。4九澳油庫改造4.1航煤系統(tǒng)改造九澳油庫具備航煤裝、卸船船，公路裝車，通過輸油管線向機場油庫輸油功能。本次航煤系統(tǒng)改造并未改變該系統(tǒng)主要流程，僅在原航煤輸油管線出離心泵后，為新建輸油管線增加了1個三通和1個DN200口徑DBB閥門，使九澳油庫發(fā)油時可在新老輸油管線之間切換選擇，方便新老輸油管線更替時的操作?，F(xiàn)有2臺航煤輸油泵（一用一備），流量150m3/h，揚程119m，功率90kW，滿足近期機場供油需求，預計遠期機場航煤需求量增加，最終將更換為流量200m3/h，揚程120m，功率90kW的航煤系統(tǒng)改造流程詳見油方-02，本工程涉及航煤工藝流程為：10000m3航煤儲油罐→粗過濾器→輸油泵→止回閥→流量計→過濾分離器→4.2柴油系統(tǒng)改造九澳油庫具備柴油裝、卸船船，公路裝車，桶裝，向鍋爐房及發(fā)電機房供油的功能。本次柴油系統(tǒng)改造主要增加了通過輸油管線向北安碼頭油庫輸油的流程，計劃在原柴油泵房內替換現(xiàn)有廢棄油泵，本次設計新增兩臺柴油輸油泵（一用一備）流量200m3/h，揚程120m柴油系統(tǒng)改造流程詳見油方-03，本工程涉及新增柴油工藝流程為：（15000m3或7500m3通過閥門切換）柴油儲油罐→粗過濾器→輸油泵→止回閥→流量計4.3新增工程量九澳油庫改造新增工程量見下表。序號項目規(guī)格單位數(shù)量備注一航煤系統(tǒng)1直縫電阻焊鋼管Φ219.1x7.0Lm502DBB閥門8”個1二柴油系統(tǒng)1離心式油泵Q=200m3/hH=P=90kW臺2一用一備2直縫電阻焊鋼管Φ219.1x7.0Lm503直縫電阻焊鋼管Φ273.1x7.1Lm1004無縫鋼管Φ168x620#m1005無縫鋼管Φ60.3x3.520#m106無縫鋼管Φ27x320#m27安全泄壓閥2”個18DBB閥門8”個19平板閘閥DN250PN1.6個210平板閘閥DN200PN1.6個511平板閘閥DN50PN1.6個212平板閘閥DN20PN1.6個213止回閥DN200PN1.6個214螺旋轉子流量計LLT-200144～220m3臺115粗過濾器DN200PN1.6臺216壓力表Y-1000～