冻土地区管道建设面临的工程技术难题

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1、第25卷第7期油气储运39线路工程冻土地区管道建议面临的工程杖术难题高晓飞‘常怀民孙宏全刘晓峰(中国石油天然气管道工程有限公司)高晓飞常怀民等:冻土地区管道建设面临的工程技术难题，油气储运，2006,25(7)39-42a摘要介绍了国内外冻土地区管道工程技术现状，针对冻土地区管道沿线和周围(岩)土的冻胀和融沉问题，提出了相应的对策。以格拉输油管道为例，探讨了冻土地区管道工程可选择的敷设方式、油气管道的电保护技术、气候和环境变化对管道的影响以及沿线环境管理等方面的问题。主题词冻土地区管道冻胀融沉稳定性顺序输送工艺，输送汽油、柴油、航空煤油和灯用

2、煤一、前、~口油4个品种5种型号的油品。由于冰堵、冻胀和融沉破坏等原因，致使管道曾发生30次泄漏，造成很冻土区的管道工程问题主要与岩土的冻结和融大的经济损失。化有关，而不同的水源补给、气候因素和地质条件都格拉输油管道的埋深一般在l.2-1.4m，这是将导致冻土工程问题的复杂化。管道的工程和环保基于当时的冻结和融化深度范围、管道沿线岩土含问题包括3个方面，一是冻土环境对管道工程的直水量和冻胀融沉敏感性考虑的。但因目前冻土及其接影响，存在管道与冻土环境相互作用问题。由于季节冻结融化过程和深度已经发生了显著变化，这冻土环境的水热敏感性使管道工程对下

3、伏冻土的破个埋深深度已经不再是含水量较小、冻胀和融沉敏坏具有一定的滞后性，使得冻土对管道的不利影响感性最小的深度。管道经过近30年的运行，地表和可能在管道运行过程中才能渐渐显露出来，因此，需管道随岩土融化沉降和冻胀翘起，管道目前的垂直要结合动态监测不断完善工程措施方案;二是冻土和水平位置已有很大变化。区管道工程施工需要克服各种灾害和恶劣自然环2、国外冻土区管道工程技术现状境;三是工程技术和环境保护问题的妥善处理是投20世纪80年代中期，自加拿大NormanWells资者获得收益的基本保证〔1〕。至Zama湖，全长869km，管径为305mm的

4、管道是加拿大冻土区第一条完全埋地敷设的输油管道。该二、国内外冻土区管道工程技术现状管道在很多方面进行了冻土管道的前瞻性研究，目前该管道已经达到了其预期寿命的一半。该管道项1、我国冻土区管道工程技术现状目一启动，加拿大地质调查局冻土项目的地形科学格尔木一拉萨输油管道建于1973年，是在我国部就参与了该管道沿线的多年冻土和地形研究与监冻土区和低温环境下修建的第一条输油管道，全长测。该管道采用了许多特殊设计和减灾措施，尽量1076km，已经运行近30年，该输油管道穿越长江减少对融化敏感的冻土环境的扰动，以确保管道整源头楚玛尔河、沱沱河、通天河等10

5、8处河流，翻越体性安全。昆仑山、唐古拉山等9座大山，约有900km管道处沿北部管道走廊地带的富冰多年冻土的稳定于海拔4000m以上(最高处为5200m)的严寒地性，包括对气候变化的敏感性是加拿大地质调查局区，560km管道铺设在冻土区。格拉输油管道采用研究的重要内容。管道沿途融化敏感性边坡用木屑*065000，河北省廊坊市金光道22号;电话:(0316)2074057040油气储运2006年层保温。这些边坡的稳定情况是岩土监测项目的重1m以上。6m高的土岗不足以补偿冻胀压力，即要观测内容。许多研究点设有管道路权范围(200使60m的土岗也可能

6、不够。正在冻胀的岩土产生m)之外自然状态下的温度电缆。这些长期监测研极大的压力，因为在靠近管道或储罐的更冷的岩土究资料为研究多年冻土和气候变化效果提供了重要中会生成附加冰。而且，管道或储罐沿线的冻胀是依据。观测17年来，管道沿线冻土持续融化和沉降不均匀的，会导致管道或储罐受力不均匀而产生破导致融化深度加大到3^-5m(湖相沉积)或5^-7m坏。天然融土的渗透性差别很大，可在几个量级上(粗颗粒矿质土)，以及显著的地表沉降。管道路权变化(砂土的渗透性比粘土高一百万倍)，既使准确范围内(16.7m)细颗粒湖相沉积土中沉降量为0.4的测量有时也会有一

7、个量级的误差。-0.7m，路权范围之外的沉降量为0.3m。在粗颗冻土区岩土工程实践和研究早已认识到冻土融粒土中，路权范围的沉降量为。.1-0.35m。在有化会对其压缩系数、抗剪强度、变形系数产生不利影机土中，路权范围之内为0.7m。在富冰冻土中沉降响，进而对冻土之中和之上的建筑产生损害和破坏。量可达1m。细粒土的变形率达到2000，粗粒土为冻土区油气开发和随后的管道储运工程的主要问题20o-1000，有机土为300oe涉及冻胀和融沉问题，同时其它相关的设施(储罐、泵站、施工道路和便道、边坡、工作台等)基础稳定也涉及冻胀、融沉问题。融沉包括融化

8、沉降、融化(排三、冻土区管道沿线和周围(岩)土的水)压实、融化(强度)弱化、反复冻融过度密实化等。冻胀与融沉问题及对策这些过程都将导致冻土的水物理参数、固结渗透系数