天然氣長輸管線的水工保護(hù)

天然氣長輸管線水工保護(hù)進(jìn)入21世紀(jì)以來，人類經(jīng)濟(jì)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(yán)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(jì)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(fù)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(yán)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(hù)管道平安運(yùn)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(jié)有關(guān)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(shè)較深，工藝更準(zhǔn)確，水工保護(hù)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(shè)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(qiáng)，常導(dǎo)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(shè)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(qiáng)巡視，在汛期前后要采取合理措施，以保證管道平安運(yùn)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(zāi)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(jié)晶狀，質(zhì)地堅(jiān)硬，但受雨水沖刷后，土體內(nèi)鹽份分解，根本框架構(gòu)造遭到破壞，土壤粘結(jié)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(yùn)含著大量空洞穴。因此在此地區(qū)敷設(shè)管道，其水害現(xiàn)象尤為嚴(yán)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(shè)，應(yīng)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(yīng)力作用下產(chǎn)生管線斷裂。這是一種最危險(xiǎn)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(shè)管道敷設(shè)深度不夠，在汛期與風(fēng)季易將原來回填沙土沖刷到其它地段而使管道嚴(yán)重裸露。1.7礦場地段管道敷設(shè)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(shè)施與農(nóng)田。而當(dāng)?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(shè)深度，以防止破壞。2、合理水工保護(hù)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(hù)措施來保證管道平安運(yùn)行。如建過水堤、涵洞、擋土墻、管墩、石籠、馬鞍式護(hù)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(shí)際施工中需注意因地制宜,才能到達(dá)預(yù)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(yīng)遵循平安、經(jīng)濟(jì)、方便，同時還要到達(dá)最優(yōu)化原那么，既滿足施工要求，又節(jié)約工程、運(yùn)行與輔助施設(shè)維護(hù)費(fèi)用。對一些沖刷嚴(yán)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(shè)受氣田所在位置、自然條件、沿線經(jīng)濟(jì)開展現(xiàn)狀等因素影響必須通過時，應(yīng)采取合理方案以減少經(jīng)濟(jì)費(fèi)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(dǎo)風(fēng)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(shè)。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(shè)埋深缺乏，只是一味增加水土保護(hù)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(shè)施等：還有修丁壩順?biāo)畨螘r，需要考慮當(dāng)水流向發(fā)生改變時會不會給周圍較結(jié)實(shí)、平安其它物件構(gòu)成危害等問題。因此在敷設(shè)管線時既要修建必要水土保護(hù)設(shè)施，也要考慮合理埋深。3、常用管線水工保護(hù)措施水工保護(hù)要根據(jù)管線所經(jīng)過地形、地貌與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、自然生態(tài)環(huán)境而進(jìn)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(fèi)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(fù)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(shè)施假設(shè)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(yīng)力。3.2打樁加固目前，許多管道敷設(shè)土質(zhì)構(gòu)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(yīng)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(shè)。打樁固定最終是將管線固定于混凝土預(yù)制樁上，這種構(gòu)造整體抗沖擊能力強(qiáng)，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(hù)套管加以保護(hù)。3.3錨筋加固當(dāng)管線敷設(shè)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(hù)面保護(hù)，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(yīng)采用鋼筋混凝土護(hù)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(hù)面應(yīng)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(hù)設(shè)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(jìn)展消能防護(hù)。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(hù)處理。如采用石籠、拋石保護(hù)墻等。在巖石或礫石溝谷、河道中采用砌石構(gòu)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(hù)坡主要形式有沙漿砌石護(hù)坡、石籠護(hù)坡、灰土墻護(hù)坡、植被護(hù)坡等。水泥漿砌石護(hù)坡適用于根底比擬堅(jiān)硬、常年受水沖刷易塌陷等部位：石籠護(hù)坡柔性大，工藝簡便，可適應(yīng)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(hù)坡抗雨水沖擊力強(qiáng)，適用于黃十沖溝兩側(cè)防護(hù)，其施工質(zhì)量要求較高，工藝技術(shù)含量也較準(zhǔn)確；植被護(hù)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(fù)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(yán)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(hù)，一方面應(yīng)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(hù)墻防止水流沖刷。這類廠壩、順壩應(yīng)根據(jù)河面水流走向與河床構(gòu)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(qiáng)，使其對岸堤損壞程度變得更加嚴(yán)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(jìn)展保護(hù)。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(jiān)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(gòu)造形式應(yīng)視所處位置與地理?xiàng)l件而定。同時要進(jìn)展力學(xué)計(jì)算，一般在長度15?20米處設(shè)沉降或膨脹縫，間隔2米處設(shè)一個排水孔。擋土墻內(nèi)側(cè)間填土要分層夯實(shí)?；彝翐跬翂m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(shè)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(dāng)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(shè)施。當(dāng)坡面較陡且較長時還可在管溝外表補(bǔ)做水泥漿砌石護(hù)面或移植草皮來加強(qiáng)防護(hù)。3.9排堵結(jié)合方法排堵結(jié)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(yuǎn)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(hù)壁，護(hù)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(hù)面流下水引至管道之外，這樣也可以到達(dá)防護(hù)目。3.10防沙格當(dāng)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(yùn)輸水源有限，同時風(fēng)沙較大，風(fēng)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(yīng)力，這樣很容易形成斷管事件發(fā)生。為防止這些自然災(zāi)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(yīng)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(jiān)決基準(zhǔn)巖石或黃土層之巳將管道結(jié)實(shí)地包嵌在地層之中，以消減可能產(chǎn)生拉應(yīng)力。4、結(jié)語1）管道線路工程遭受水害嚴(yán)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(shè)計(jì)施工與巡查維護(hù)都應(yīng)給予足夠重視。2）選線時，管線應(yīng)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(shè)與穿越