小断面盾构隧道内大口径管道曲线敷设技术

盾构法是管道穿越江河普遍采用的施工方法。以中俄东线天然气管道黑龙江盾构穿越工程中的管道安装为例,介绍了适用于大口径管道的曲线敷设技术。盾构隧道设计轴线为4%下坡段+弹性敷设段+平巷段+弹性敷设段+4%上坡段,安装直径1 420 mm、壁厚33.4 mm的K65直缝埋弧焊钢管。由于竖井操作空间有限,因此管道牵引过程不可逆。采用轨道小车运输管道+牵引的安装方式,小车面临悬空、脱轨及管道被卡风险,安装极为困难。采用小断面盾构隧道内大管径管道曲线敷设技术,解决了管道牵引系统的设计制造、管道小车在隧道曲线段的脱轨与悬空、竖井内S形管道穿针式吊装的技术难题,为今后此类盾构、顶管隧道内安装大口径管道提供了参考。     

盾构竖井内大口径管道预制安装设计及施工

中俄东线天然气管道黑龙江盾构穿越工程需要在竖井内安装直径1 422 mm、壁厚39 mm、曲率半径为5倍直径的热煨弯管,但在竖井内无法采用分段焊接安装的常规方法。基于此,设计了针对盾构竖井内安装大口径管道的技术方案。该方案在地面对盾构竖井内的热煨弯管和直管采用自动化焊接工艺形成一个大S弯管,再采用"穿洞法"吊装安装就位。所有焊缝经外观检查合格,并采用射线检验和超声波检验,16道口无损检测均满足中俄两国标准的要求,全部合格。该技术的成功应用实现了竖井内大口径管道和弯管一次吊装就位,解决了狭小空间无法使用全自动焊接的安装技术难题,可为今后此类盾构、顶管竖井内安装大口径管道提供参考。(图7,表1,参20)     

川气东送管道工程长江穿越

川气东送管道穿越长江7处,总长15.3 km.通过分析管道穿越方式和选择穿越方案的技术要点,最终基于不同穿越点的地理位置、地质情况和技术难点,分别采用了盾构隧道、钻爆隧道及定向钻穿越方式.其中:南京定向钻长江穿越,创长输管道定向钻穿越长江最长和管径最大的世界纪录;忠县长江隧道穿越创长输管道过江隧道净空断面最大的国内纪录...     

水下盾构隧道管道支座受力分析与设计

基于精细化设计水下盾构隧道管道支座的目的,以西气东输三线中卫黄河盾构穿越为例,通过采用CAESAR_Ⅱ软件对整个穿越段管道进行应力和位移分析,最终指导管道支座的设计。中卫黄河盾构隧道穿越处设计压力为12 MPa,管径为1 219 mm。盾构隧道两岸竖井中心之间水平投影长度为450 m,隧道内预留西四线管道。盾构内管道安装分为竖井内管道安装和平巷内管道安装,竖井内管道作为穿越段整体管道进行补偿计算。平巷内输气管道均安装在已浇筑好的钢筋混凝土管道支座上,西三线和西四线并排敷设,管道中心距为2.08 m,支座沿管道轴向间距每15 m一组,与管道之间铺10 mm厚绝缘橡胶板,并用管卡固定管道,防止管道运营时侧移和上浮。盾构隧道竖井中心两侧25 m外各设置固定墩1个,西三线和西四线管道合用1个固定墩。经软件计算得出支座管箍与管道之间的间隙距离,模拟了管道的位移情况,从而使管道支座设计更加精细化。     

山体隧道群双管安装流水施工方法

兰州-成都原油管道工程、中卫-贵阳联络线康县隧道穿越段管道双管敷设难度大,传统的隧道管道安装施工设备、机具无法在隧道内使用.针对隧道内管道双管施工空间狭小问题,研制出隧道专用自行龙门架、机械运管炮车和隧道焊接小车,并针对两种不同管材提出焊接施工要求.详细介绍了隧道管道安装流水作业施工方法中施工前准备、运管、布管、管道组对和焊接等安装流程及操作要点.同传统的隧道轨道安装法相比,该管道安装施工操作方便、施工进度快、经济效益显著.(表1,图5,参4)     

大口径长输油气管道非开挖穿越的适应性

大口径长输油气管道非开挖穿越方式选择的合理性和正确性直接影响整个工程的工期、造价以及成败。从地质条件、穿越长度、管径、管道的保护与维修、施工效率、经济性和局限性等方面对比分析了水平定向钻、顶管、盾构3种常用大口径长输油气管道非开挖穿越方式的局限性和适应性，并给出一般选取原则。若地质条件适合，应首选定向钻穿越，顶管和盾构次之。若地质不适合水平定向钻穿越或受管道最小曲率半径的影响穿越距离较短（800m以内），应选择顶管穿越，穿越距离大干800m时．刚采用盾桕．     

陡坡隧道大口径管道施工实践

以川气东送管道工程山区段大溪亮隧道陡坡段为例,总结了陡坡隧道大口径管道施工技术难点,提出了具体施工方案和关键技术:总体施工顺序为土建施工在先,管道安装施工在后;基于单管运输的需求和自然条件的限制,管道安装自上而下进行;单管运输采用加装变频器的卷扬机提供动力,专用轨道式运管小车完成运送;卸管和管子组对借助联合倒链架,并利用卷扬机进行动力牵引。上述技术均来源于实践,具有良好的可行性和实用性。     

长输管道隧道穿越区管体安全监测方法

为了研究隧道穿越区长输管道发生位移变形时的安全状态,对山东某输气管道隧道穿越区进行了安全监测。介绍了管体穿越隧道时产生位移形变的可能原因和判断方法,隧道自动监测系统的构成和原理,监测系统安装的推荐最优化布置方案,以及数据分析的方法和经验。总结了隧道内管体监测系统选用及安装的一些经验。研究表明:隧道内穿越管道初始投入使用时将产生较大的自适应变形,曲率较大处应尽量避免集中约束。管道产生较大位移及形变时,可采用该监测方法进行安全分析,最终得到穿越区管体的安全状态。     

油气管道寒区小断面隧道保温设计

为解决季节性冻土隧道冻害现象影响隧道结构和运营安全的问题,结合寒区的气象和油气管道隧道内常年恒温、洞门常闭、小断面的特点,提出了适用于油气管道寒区小断面隧道保温设计。对管道和隧道围岩整体温度场进行模拟分析,依据隧道围岩温度及冻融情况,确定了设置保温隔热层的位置与长度;形成了一种油气管道寒区小断面隧道隔热保温层合理厚度的计算公式;设计了保温层与保温门联合防冻的方案。保温设计可应用于油气管道寒区小断面山岭隧道,对于大断面管道隧道也具有一定的指导意义。     

钻爆法隧道在忠武输气管道穿越中的应用

忠县长江穿越工程位于三峡工程水库区，管道穿越设计难度较大。通过对大开挖、钻爆隧道、盾构隧道三个穿越方案进行比较，决定忠县长江穿越工程采用钻爆隧道穿越方案进行穿越，该施工方案技术成熟、难度低、工程投资较省，并介绍了穿越施工中防治水的设计及施工要求。     

小断面盾构隧道塌方清理方案

针对小断面盾构隧道直径小、无法采用大型机械设备挖掘清理的实际情况,借鉴盾构机泥水加压平衡模式原理,以某小断面盾构隧道塌方清理为工程背景,探讨了小断面盾构隧道塌方清理技术,制定了用水搅拌淤砂后由泵抽吸至地面泥水分离设备,析出淤砂后的水再返回隧道循环使用的清理方案,包括竖井抽水、隧道排水、隧道上下行段排砂以及设置隧道口安全门等措施.该技术适用于固体颗粒分布不均匀,固相含量较高的清理物,以及环境湿度95％、温度-20～50℃的工况,人工与补水需求量低,对于类似空间受限环境下的清理作业,具有较强的适用性和借鉴性.     

西气东输工程隧道内管道施工新方法

目前我国正在建设的西气东输管道工程需要建设16条陆上隧道，确保隧道内管道施工的工程质量和及时完工是工程的关键。论述了西气东输管道工程在岩石和黄土隧道内施工中使用的最新方法，介绍了隧道内安装1016mm口径输气管道使用的自动焊接和自动起声检测技术，以及焊接辅助装置滚管机和锚固系统的设计和应用，施工经验可为同类型管道的施工提供参考。     

川气东送管道安庆长江隧道穿越的施工监测

从接收井和始发井的围护结构、地质剖面及水文地质条件等方面介绍了安庆长江穿越隧道的工程概况,分析了盾构法隧道的掘进原理以及水文地质条件对施工、地表、堤坝沉降等方面的影响.结合工程实际,提出了盾构法隧道施工监测的原则、内容、方法、技术要点、监测精度要求以及地层沉降控制方法.施工实践表明,采用盾构法隧道施工监测技术,使川气东送管道安庆长江穿越隧道工程达到了有效控制地层变形的目的.     

大坡度隧道管道安装

针对大坡度隧道内斜坡运管及管道安装困难的问题,通过多次模拟试验,研制出多功能管道运送组对小车,其采用遥控装置控制,液压升降装置具有横向和纵向调节能力,可以满足管道隧道内布管、卸管、组对等要求,成功解决了陡坡隧道内管道安装的施工技术难题。详细介绍了该方法的施工过程,西气东输二线工程东段第28标段密岭1#隧道管道施工使用该方法,比原计划提前16 d完成施工任务,相比传统的施工方法,有效缩短了工期,降低了施工成本,可以为类似的隧道内管道安装工程提供指导。     

管道穿越江底隧道安全风险识别与施工管理

某管道穿越江底隧道工程,具有双管同时敷设、江底隧道两侧为斜坡式、隧道底板湿滑、隧道中多处冒水等特点。对江底隧道穿越过程中管道管径大、吨位大、施工作业面狭窄、两斜向地面坡度大、隧道内通风不良、照明困难等安全风险因素进行识别,分别提出相应的解决措施。明确了管道安装进入江底隧道受限空间过程应采取的安全技术交底、临时安全用电、隧道内吊装作业、实施应急演练等监督管理要点。     

中俄东线天然气管道长江盾构隧道管片接头抗弯性能

油气管道水下盾构隧道处于高水压、大埋深的特殊环境，其管片接头的力学性能与常规盾构隧道差异较大。以中俄东线天然气管道长江盾构隧道工程为例，基于有限元软件ABAQUS建立了管片接头三维精细化模型，对接头变形特征、螺栓应力应变以及抗弯刚度变化进行分析，重点研究了接头抗弯性能变化的整体力学响应特性。结果表明：在管片接头压弯状态下，依据接头竖向位移、张开量以及螺栓应力应变情况，接头的受力状态可分为接缝缓慢张开、接缝张开螺栓受力以及接头失稳螺栓屈服3个阶段；在接缝缓慢张开阶段，轴力约束越强，螺栓开始分担压弯作用的时机越迟；接头张开量对于轴力大小有较强敏感性，随轴力增加，张开量增长速率的“减缓段”占接头压弯过程比例逐渐减小；对于大埋深、高水压的小断面盾构隧道，管片接头分别在正、负弯矩的作用下，其变形特征对比不明显，但同等轴力水平下正弯矩对接头螺栓变形的影响较大。中俄东线天然气管道长江盾构隧道接头的抗弯性能集中体现了油气管道盾构隧道接头受力特征，可为盾构隧道管片结构设计提供参考。（图9，表1，参22）     

清管站进出站管道应力分析与设计优化——以中亚天然气管道为例

为了确保大口径高压力的进出站管道在不设置锚固墩的情况下依然能安全运行,从管道柔性布局和应力分析着手,基于中亚天然气管道实例,综合考虑管道应力、位移、受力及施工等影响因素,对清管站场进出站管道的设计方案进行研究。通过管道应力分析软件CaesarⅡ,分别对锚固墩安装方案和管道柔性安装方案进行模拟计算和分析。结果表明:大口径高压力的干线管道,若采用锚固墩的传统安装方式,锚固墩受到的管道推力的理论计算值达到上千吨,这使得锚固墩尺寸巨大,投资较高,同时无法消除的巨大推力将永远保留在管道和锚固墩之间,对管道运行产生安全隐患;若采用柔性安装方式,通过曲率半径较大的清管弯头的移动和变形,则能够大大降低推力,减少投资,在不设置锚固墩的情况下,保证管道在全寿命周期内安全运行。     

论两佛线长江穿越复线管道工程

在总结油气管道穿越大型河流工程经验教训的基础上，结合长江上游水深流急工程地质条件复杂的特点，对四川输气南干线黄谦穿越复线工程进行了精心设计施工。穿越断面选在“Ｓ”河道顺直过渡的逆坡河段上，敷设方式采用全断面沟埋，管身结构选用大口径管道装配式重砼加重快，采用特加强外防腐和牺牲阳极保护，施工中采用新技术、新工艺、新设备，确保设计技术要求。与原穿越相比，缩短了穿越管道长度４００ｍ，节省钢材２００ｔ，水泥     

中俄东线天然气管道动态退磁实验

油气长输管道施工、检测过程中的剩磁会引发焊接电弧的磁偏吹,可能影响管道焊接作业的施工进度和质量,进而威胁管道本质安全.中俄东线天然气管道工程由于采用大口径、高钢级管道,具有较高的管道剩磁水平,对现有退磁技术与退磁设备的能力提出了更大的挑战.为此,引入永磁铁退磁技术,开展基于响应面法设计的中俄东线天然气管道动态退磁实验,...     

隧道口弯管系应力计算模型

基于隧道穿越管道进出洞口的约束状态及应力分析,提出了隧道进出口弯管设计形状简化的处理方法。推导了弯管参数简化后的受力平衡方程,利用该方程导出最大弯矩状态下的管壁应力σBmax的计算方法。可利用最大计算应力选取或验算弯管壁厚,以保证弯管形式的安全可靠。计算结果全面反映了施工安装阶段的实际情况,体现了隧道内管道施工安装中的工程参数,有利于工程质量的控制。（图4,参6）