油氣管道輸送水工保護技術(shù)研究

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摘要：油氣輸送管道的水工保護設(shè)計對油氣輸送管道正常的運行起著非常關(guān)鍵的作用，需要結(jié)合不同地區(qū)的不同特質(zhì)因素進行不同的方案設(shè)計，只有這樣才能充分保護油氣輸送管道運行的安全性，降低對生態(tài)環(huán)境帶來的破壞。文章通過對于管道所受危害、水工保護設(shè)計具體措施、發(fā)展趨勢等多個方面進行分析，完整論述了油氣輸送管道線路工程水工保護技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：水工保護；設(shè)計；趨勢

1油氣輸送管道受到的危害

1.1沖積平原危害

坡度小是沖積平原的一個重要特點。在進入暴雨季節(jié)之后，沖積平原所需要面臨一個問題就是回填土?xí)霈F(xiàn)不同程度的下沉，同時在管道兩側(cè)形成排水溝，這將在很大程度上沖刷管道，同時剝蝕管道周圍的土壤，極易造成管道懸空、出漏的情況，嚴重威脅到了管道附近地區(qū)的居民和工作人員安全。

1.2水網(wǎng)地區(qū)危害

若在管道鋪設(shè)的區(qū)域中存在豐富的水網(wǎng)，在穿越該地區(qū)時，不得不經(jīng)過農(nóng)業(yè)用水設(shè)施和農(nóng)田，在這種情況下，如果農(nóng)民在進行日常勞作時沒有注意到警示標識，很容易就出現(xiàn)刮傷管線的情況，使得管道表層暴露在空氣中，極大地增大了管道腐蝕的速度，嚴重影響了管道運行的安全可靠。

1.3山地地區(qū)危害

山地地區(qū)的地形較為復(fù)雜。在山地地區(qū)可能會出現(xiàn)泥石流、滑坡以及崩塌等一系列自然災(zāi)害現(xiàn)象。若在這些地區(qū)進行油氣輸送管道的鋪設(shè)，就必須要考慮采取適合該地區(qū)的水工保護措施，盡可能的避免出現(xiàn)安全事故。

1.4河道地段的危害

河段地區(qū)因為天氣等因素也存在著巨大的不可預(yù)見性。如在長期有暴雨天氣出現(xiàn)的河段，水流的速度會變得十分湍急，同時沖刷性極強，很容易形成各種沖溝。在丘陵地區(qū)，形成沖溝十分常見，同時也容易引起溝頭逆流，溝底發(fā)生下切的現(xiàn)象，從而使得岸邊的護堤崩塌，引起次生災(zāi)害，具有十分嚴重的安全隱患。

2管道水工保護設(shè)計

2.1河道周邊輸送管道施工設(shè)計

在油氣輸送管道的敷設(shè)過程中，會遇到各種各樣的地質(zhì)條件。遇到河道或者穿越河流，一般會采取開挖的方式進行架設(shè)。在此類情況敷設(shè)的過程中，應(yīng)當設(shè)計合理的保護系統(tǒng)，維持水流的流通性質(zhì)，保持原有的河流特征，在不破壞地形和地質(zhì)條件的前提下，進行管道安全性能的實際考查，最終進行決策分析，挑選出最合適的護堤和護岸，在此基礎(chǔ)上進行油氣管道的排水鋪設(shè)。

2.2水網(wǎng)地段水工保護設(shè)計

在油氣輸送管道經(jīng)過水網(wǎng)地區(qū)時，應(yīng)充分考慮該地段的地基承載能力和人員活動情況，在設(shè)計時針對地基承載能力做好穩(wěn)管措施，可以設(shè)計為管溝細土進行同時回填的方式。在進行穩(wěn)定管道結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可以采用混凝土加中石塊的方式進行。同時在水網(wǎng)地段水工保護設(shè)計中，我們需要考慮保護該地區(qū)的水體，盡可能的不去污染水體，從而造成環(huán)境的破壞。

2.3山區(qū)地段水工保護設(shè)計

在山區(qū)地段設(shè)計油氣輸送管道的水工保護方案時，一般采取的設(shè)計標準是50年一遇洪水。但同時由于山區(qū)的地形十分復(fù)雜，我們也需要根據(jù)山區(qū)的地形地貌地質(zhì)特征等實際情況采取不同的保護措施。在山地坡度小的地區(qū)，預(yù)制混凝土框格的方式是一種優(yōu)選的施工方法，通過這種方法，我們可以對山坡進行完善合理的護坡處理。同時，針對山體坡度大的山區(qū)地段，重力式擋土墻結(jié)構(gòu)的形式是我們進行坡體保護的首選方案，選用漿砌混凝土預(yù)制塊等作為材料，可以在很大程度上加固坡體。若是山坡坡度極大，我們也可以在兩側(cè)設(shè)置排水溝，避免在雨季，因為坡體排水慢而形成積水，從而對管道造成損害。

2.4沖刷平原地區(qū)保護施工設(shè)計

在經(jīng)過形成的平原地區(qū)時，油氣輸送管道需要考慮的水工措施主要集中在護岸保護方面。我們需要考察平原地區(qū)附近的環(huán)境，了解其特質(zhì)，針對平原地區(qū)的環(huán)境特質(zhì)進行設(shè)計。在施工的過程中，可以采取實時的夯實土壤，進一步扎實結(jié)構(gòu)的整體規(guī)模形成，從而最終實現(xiàn)管道敷設(shè)過程中不影響周圍環(huán)境的目標，達到良好的施工效果。

3油氣輸送管道水工保護具體措施

水工保護方案設(shè)計需要經(jīng)過地形、地質(zhì)，生態(tài)環(huán)境經(jīng)濟等多方面的考慮，在經(jīng)過充分的考慮之后，選擇合適的水工保護措施，能夠給施工帶來便利，同時也能節(jié)省費用。

3.1穩(wěn)管措施

在管道經(jīng)過農(nóng)田或者河道時，為防止管道在水的沖擊和浮力下管線產(chǎn)生漂移或者斷裂，我們都會進行穩(wěn)管操作。在沖刷劇烈的河段，我們首先要保證的就是固定措施的穩(wěn)定，如果固定措施出現(xiàn)了因為沖刷失效，那么其不僅不會對管道起到固定的作用，還會給管道帶來巨大的外載荷，增大扭應(yīng)力，從而使管道發(fā)生變形，對于管道的安全產(chǎn)生巨大的影響。

3.2打樁加固

油氣輸送管道穿越的地區(qū)的土質(zhì)構(gòu)造各不相同。如在不穩(wěn)定的灌溉區(qū)。水土可能會發(fā)生沉降現(xiàn)象，面對這種情況，我們就需要采取沉管的措施。如果在深谷穿越和石方段，不存在上述現(xiàn)象，我們就需要采取打樁固定法，將管道固定在混凝土預(yù)制樁上，增強整體抗沖擊能力，從而提高管道的穩(wěn)定性，這種方法可以很大程度上保證管道的合理埋深和穩(wěn)定運行。

3.3錨筋加固

在有基巖層的山區(qū)河道時，管溝開挖會破壞其原有的結(jié)構(gòu)。如果此時我們采取混凝土護面保護固定管溝的回填土，可想而知，在高速水流的沖刷下也會被沖走，而不產(chǎn)生攔水面。此時我們就需要采取錨筋加固的措施與混凝土護面保護相結(jié)合的方式，保證山體結(jié)構(gòu)的完整性，也避免其在不平處產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，充分保證管道運行安全。

3.4過水堤

為了阻止溝谷河道的繼續(xù)下切，我們一般采取過水堤的方式進行管道的水工保護。這種方式可以淤積上游河道挾夾下來的沙土，提高原有河床面，充分保證了管道的埋深。但同時也會對下游形成沖刷，所以此時我們也需要去其根部進行消能防護。如果在地質(zhì)基礎(chǔ)比較松軟的地區(qū)，為了防止側(cè)蝕和塌陷等情況產(chǎn)生，我們也需要對兩側(cè)的邊坡進行防護處理。必要時可以采取深埋措施，保障管道安全的運行。

3.5丁壩、順壩

管道在變道穿越河流時,穿越處的沖刷情況十分嚴重，管道極易產(chǎn)生裸露現(xiàn)象。針對這一情況進行水工保護，我們需要做好防護墻防止水流沖刷，同時也可以在上游一定距離內(nèi)作順壩改變水流方向。根據(jù)河流的走向和河床的結(jié)構(gòu)，確定丁壩、順壩。平面布置也是十分關(guān)鍵的因素，控制好方向就可以起到改變水流方向的作用。若控制不得當，反而會加強水流的沖刷作用，對岸堤的破壞更加嚴重。

3.6排堵結(jié)合的方法

在進行水工保護設(shè)計時，我們也可以采取排堵結(jié)合的方式，有效地控制水流方向，在減少水流沖刷對于管道的影響。但是排堵結(jié)合方法需要結(jié)合地形情況，如果在上游存在排水通道，那我們可以采取切斷上游來水，將水引流。也可以采取水泥漿砌筑石護臂，利用護坡將整個管線包圍住，同時間隔一定的距離，就修筑排水溝，達到水工保護的安全目的。

4輸送管道水工保護注意要點

在對于油氣輸送管道進行水工保護施工時，我們需要注意保護該施工地段的生態(tài)環(huán)境，在施工結(jié)束后也應(yīng)盡量采取生態(tài)保護措施，還原該地區(qū)原有的地形地貌，同時做好水土保持工作。在進行管道水工保護的設(shè)計中，需要注意保護周邊農(nóng)田、建筑物，嚴禁將其直接排入水源地及養(yǎng)殖池中，不可因為施工排放的水體對其正常生產(chǎn)生活造成影響。結(jié)合河道的具體形式、水流的性、地形地貌的特點，以及該地的人文情況等，與施工地區(qū)的河道管理部門進行溝通交流，遞交設(shè)計方案，并與相關(guān)部門進行磋商，不斷改進和完善施工的具體方案，并獲得相關(guān)部門的批準，獲準后再開始進行施工。

5發(fā)展趨勢

隨著社會的不斷發(fā)展。在我國的管道運輸業(yè)中，特別是在大型長距離油氣管道中，管道的水工保護顯得尤為重要，在未來，管道的水工保護也必然會引起人們更多的關(guān)注。油氣管道輸送發(fā)生事故，帶來巨大的環(huán)境污染以及極其嚴重的社會問題。在著兩方面。重視管道的水工保護，不僅具有非常重要的工業(yè)意義，也具有重要的社會影響力。同時，加強管道水工保護施工管理，對于保護施工地的生態(tài)環(huán)境也具有極其重要的影響。工業(yè)領(lǐng)域的其他管道輸送事業(yè)也在逐步發(fā)展，如煤漿管道已明顯成為運輸煤炭的重要手段。當其他管道運輸在工業(yè)體系中也占據(jù)重要地位，規(guī)模逐漸擴大時，管道的水工保護設(shè)計也必然會引起關(guān)注，這在很大程度上必然會規(guī)范管道施工的水工保護技術(shù)，這種規(guī)范也必然會貫徹到前期的施工準備、中期的施工以及后期的管理等管道施工的全生命周期中去。如何將理論與實際相結(jié)合，如何將基礎(chǔ)理論與特殊問題相結(jié)合都是在水工保護工程發(fā)展方面存在的問題，大自然地形地貌時刻變化、自然氣候不確定等自然因素也限制著水工保護設(shè)計的發(fā)展。所以在今后的水工保護設(shè)計發(fā)展中需要進行理論的進一步探討，充實理論，為深化油氣管道輸送的水工保護提供堅實的基礎(chǔ)。

6結(jié)語

為了保障油氣輸送管道的安全，我們不得不對水工保護給予足夠的重視。同時需要結(jié)合不同地區(qū)的不同特質(zhì)因素進行不同的方案設(shè)計。在水工保護的設(shè)計施工以及維護等多個階段，認真執(zhí)行規(guī)范，嚴把質(zhì)量關(guān)，切實做好油氣管道輸送的水工保護工作，才能真正意義上的保證油氣管道輸送的安全，保障附近居民的安全，真正實現(xiàn)促進人民生活水平不斷提高的根本目的。

參考文獻：

[1]李瑞鑫.油氣輸送管道水工保護設(shè)計方法研究[J].化工管理，2017(4):115.

[2]李曉明.油氣輸送管道線路設(shè)計與施工技術(shù)探究[J].居舍，2020(12):90.

作者：邰天翔 單位：西南石油大學(xué)