天然气管道河流穿越工程的设计

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1、天然气管道河流穿越工程的设计摘要：主要介绍了燃气管道河流穿越工程的几种方式并提出设计要点及注意事项关键词：天然气管道；穿越河流；应力；施工abstract:thispapermainlyintroducedthegaspipelinerivercrossingengineeringinseveralwaysandputsforwardthedesignkeypointsandmattersneedingattentionkeywords:gaspipeline;rivercrossing;stress;construction中图分类号：tu74文献标识码：a文章编号

2、：2095-2104（2012）前言西宁市近年来在市区及各郊县敷设了大量的燃气管道人，在燃气管道建设中，穿越河流工程往往成为影响工程造价及工程进度的一个重要因素。下面介绍燃气管道穿越河流的几种方式及设计方案的确定。1、燃气管道穿越河流的主要方式燃气管道穿越河流的方式可分为三类：第一种为开挖方式，包括导流和截流开挖管沟，水下开挖管沟，爆破开沟等；第二种为气举沉管法；第三种为顶管及定向钻机穿越。其中除导流和截流开挖管沟外，其余方法一般都需要对管道进行牵引，设计时需考虑到由于施工方法不同，牵引力大小也不相同，施工时需要对管道进行应力校核。1.1开挖方式：导流和节流开挖管沟是

3、目前最常用，最原始的穿越河流的方法，适用于小型和中型河流和水流量小的情况。通过导流和围堰将施工面与河流上下游分隔开，施工简易方便，工程造价低，管道防腐、焊接、试压、下沟及检测等所用作业均在围堰内进行，施工质量宜于保证。缺点是适用面较窄，对流速较快，流量较大的河流，导流和围堰工程浩大，经济上不合理。此外，截流开挖管沟常有大量地下水涌出，在施工时如不及时做好降水工作，可能导致管道埋深不够甚至产生塌方，使穿越工程失败。水下开挖管沟通常利用挖泥船开挖管沟，根据不同的河床情况及水流速度，选择不同类型的挖泥船。其优点是工程造价低，速度快，缺点在于施工精度差，沟槽埋深误差大，不易控

4、制。爆破开沟适用于河床基地较硬，采用开挖方法难以实现的情况，缺点在于施工精度差，沟槽埋深误差大，不易控制。1.2气举沉管法：气举沉管法使用与土壤松软的河床，穿越深度受限制，使用设备多，在船上操作复杂，同时需要核算气举穿的承载能力及稳定性，否则容易发生事故，当其他方法穿越难度较大可是具体情况选用。1.3顶管及定向钻机穿越：水下开挖管沟，爆破开沟及气举沉管法均需要对管道进行牵引就位，所需牵引设备，机械设备较多，同时需要开阔的施工场地。随着管材，防腐材料的不断改进以及新型钻机具的不断出现，上述方法逐渐被定向钻机穿越方法所取代。该技术具有安全，快速，节省材料，不破坏河床和堤岸

5、，不影响航运，有利于环保等优越性，目前已在大中型河流的穿越中得到广泛应用。但目前鉴于钻机具、管材及防腐材料的局限性尚不适用于岩石层、流沙层、砾石层和卵石层等土层的穿越，并且当穿越管线与地下管线、电缆距离较近时，地下管线、电缆产生磁场会干扰地下仪表单元的传感器，是测量误差增大，所以在选择穿越位置时必须考虑上述因素。2、管道穿越河流方案的确定燃气管道穿越河流是管道工程的难点，在设计前充分考虑到管道输气的各种要求，因此，必须掌握输送气体的物质资料及输送工艺参数，穿越工程一旦发生事故，管道泄漏对环境的影响往往比一般埋地管道事故严重得多，因此在燃气管道穿越河流设计过程中管道材料

6、、防腐以及环境对管道穿越段的影响合理确定管道使用年限，适当地增加管道设计安全系数，严格的施工质量管理，都是确定燃气管道穿越河流工程设计方案不可缺少的前提和条件。2.1基础资料：设计单位应当取得准确的水文资料、工程地质和地形测量，以保证穿越工程设计的科学性。这些因素将影响到施工安全、难度以及管道的安全运行。在水文资料中应当包括设计洪水流量、流速、水位与水面宽度、河道平面变迁、深泓线摆动与自然冲刷常水位与多年平均水位、枯水期流量与流速等指标等。工程测量应包括平面地形及断面图等。2.2管材的选择：有关规范对管材的许用应力及设计系做出了有关规定，其中管材的需用应力按下式计算：

7、σ=f′φσs；式中：σ—输送油漆钢管的许用应力，mpa；φ—钢管的焊缝系数；σs—刚过规定的屈服强度，mpa；f′—设计系数（见表1）。国内外有关标准中，对穿越管道都相应增加管道壁厚或减小设计系数，以增大管道的安全系数。但是对于管道设计，往往存在大量的小型河流穿越，ⅲ、ⅳ级公路及铁路的穿越段设计系数与穿越段设计系数取相同数值。但对于大中型河流、冲沟进行局部的管道壁厚调整应当说是经济合理的。设计人应当根据不同的许用应力对管道在使用阶段及施工阶段的强度、刚度和稳定性进行设计盐酸。穿越的当量应力按下式计算：σe=∑σh-∑σa≤0.9σs式中：σe——穿