当前中缅油气管道工程论文

1、当前中缅油气管道工程论文1中缅油气管道特点中缅管道被认为是国内建设难度最大的管道，主要呈现9大特点：（1）管 道线位受沿线地理和社会环境制约严重。管道沿线81%为山区，近年来经济发 展快速，平坦地带大多被城镇占据，规划范围大，基本农田分布广泛；基础设施 建设活动多，高速公路、铁路等线形工程与管道频繁交叉；山区有限的有利地形， 与城镇规划和基础设施建设矛盾突出，严重制约了管道线位。（2）管道沿线具 有“三高四活跃”不良地质特点。管道途经横断山脉、云贵高原、喀斯特地区等 复杂地貌单元，具有高地震烈度、高地应力、高地热，活跃的新构造运动、活跃 的地热水环境、活跃的外动力地质条件、活跃的岸坡再造过程等不良地质特点， 表现为滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害多发，地震活跃，岩溶发育，矿区密布。 复杂地质条件为设计、施工、运行带来严峻挑战。（3）沿线地震活动频繁，地 震烈度高。云南省地处欧亚地震带，是我国地震最活跃的地区之一，沿线断裂带 密布，管道穿越活动断裂带5条，在地震加速度0.3g地段敷设184km，0.4g地 段连续敷设56km，为国内在0.4g以上地区敷设长度最长的管道。（4）沿线地 形起伏剧

2、烈。原油管道高差变化剧烈，工艺系统落差超过1000m以上有10段， 最大落差达到1800m；全线陡坡段近100处。油气管道试压分段多，施工难度前 所未有。（5）为国内首次天然气、原油与成品油长输管道长距离并行敷设。其 中干线三管并行敷设段占天然气管道线路总长的23%，两管并行段占天然气管 道线路总长的41%，且存在并行但不同期建设的情况，油气管道线路及站场的 建设协调关系复杂。（6）复杂山区管道大量采用山体隧道穿越方式。隧道总长 占山区线路长度的5%，其中60%为V、丑级围岩，50%为强富水隧道，72%处 于高地应力区，66%处于地震W度区以上，断层破碎带最长占隧道长度达29%， 5处隧道发现岩溶现象，9条隧道穿越煤层区。隧道地质条件异常复杂、施工风 险大，是国内最复杂的管道隧道工程。（7）沿线河流深切，山川峡谷并行，多 处采用跨越方式通过，创国内管桥跨越主跨最长、多管同跨、荷载最大、桥隧直 连、地质条件最复杂、跨越国际河流等多项之最。（8）沿线生态与自然环境优 美。管道途经地域山高林密、环境优美，环境保护区、风景名胜区、水源地等多 有分布；管道穿跨越瑞丽江、澜沧江、怒江等多条国际河流

3、。（9）沿线为少数 民族聚居区。全国55个少数民族中，云贵两省涉及51个，仅云南省境内，管道 经过的少数民族聚居地即达26个，管道建设的社会要求较高。2设计创新中缅管道建设难度空前，很多问题以往的管道建设从未涉及，首先进行重点、 难点识别，对识别出的重难点问题开展了 9项专题研究和11项专题评价，根据 专题研究和评价成果，在以下方面开展了创新设计。2.1大落差原油管道输送工艺设计中缅管道（国内段）途经横断山脉、云贵 高原、黔中峰林谷地、黔南中低山盆谷区等，沿线山势险峻、峡谷纵横、地形起 伏剧烈，全线海拔最高达2624m，整体高差逾2500m，工艺系统落差超过1000m 的有10段，堪称中国管道建设史上工艺落差最大的管道。在起伏如此剧烈的地 形建设管道，主要存在以下问题：翻越点多且落差大，管道能耗高；管道内 原油存在不满流运行的可能，流速突然变化时造成液柱分离和撞击，可能激增水 击压力，对安全运行产生威胁；管道试压过程中存在水击破坏的可能；作为 高含硫、高含盐原油，复杂流态可能加剧管道内壁的腐蚀。基于此，对高含硫、 高含盐原油管道连续大落差地形下的输送工艺、不满流运行以及腐蚀影响进行研

4、究。根据研究成果，对不同工况进行了动态仿真模拟，优化了输油工艺方案设计， 采用了变频泵与固定频率泵相结合、串联泵与并联泵相结合的工艺方案；在落差 高达1800m、静压将达17.7MPa的贵州盘县及落差高达1600m、静压将达15.7MPa 的贵州丁山设置两座减（静）压站，节省了投资，保证了安全。该研究是中国管 道设计史上首次对管道在大落差工况下不满流运行进行工程应用研究，分析了在 管道末端采用不满流运行的可行性，为管道运行方式的革新提供了重要的技术依 据；形成了一套能够计算输油管道不满流、水联运模拟的软件，可作为连续大落 差管道的输送工艺设计手段和模拟方法；针对大管径、高落差的特点，研究了投 产中管内存气的各种可能，得出了积气点位置的计算方法，提高管道投产排气效 率;通过理论分析和多工况试验，表明在各种运行工况下不会出现明显的内腐蚀。2.2并行管道设计中缅管道工程沿线地形条件复杂，地质灾害发育，矿产资 源丰富，风景名胜、自然保护区众多，因上述各种因素的制约，选择一条合理的 线路非常困难。基于此，采用油气管道并行敷设的总体方案，即可以发挥并行敷 设所具有的节约土地、资源共享、减少运维费用

5、等优点，又可减少对社会的干扰， 降低对环境的影响。据统计，仅节约占地一项，油气管道并行比各自单独敷设节 约临时占地约1500X104m2。中缅天然气管道与原油管道并行1101km，其中并行 但不同期建设管段为268km，中缅油气管道与云南成品油管道三管并行366km， 中缅原油与中贵天然气管道并行243km。很多问题在现行规范Q/SY1358-2010 油气管道并行敷设技术规范中属于空白。为此，对北美和欧洲类似并行管道 进行了调研，结合近期西二线等相关研究成果，确定了并行管道设计方案。结合 中缅管道地形地貌情况，并行管道总体设计原则是：隧道、涵洞及跨越管桥共用； 伴行道路和施工作业带共用；原则上不允许油气管道同沟敷设，特别是三管同沟。 在以下方面可考虑同沟方案：受地形限制，管道沿窄沟、窄脊敷设；管道沿 道路敷设或是横坡敷设劈方量较大；管道线位受规划限制或是受环境敏感点限 制；林区、拆迁房屋地段、高赔偿的经济作物地段；油气管道同沟敷设段（图 1），净间距要求不小于1.5m，原油和成品油管道同沟间距不小于1.2m。对于同 沟敷设段管道，除了保持一定的距离之外，还要求采取其他措施，以保证管道

6、安 全。包括：提高管道的韧性要求；管道之间采用沙袋隔离；加密管道标识；加强 钢管的工厂质量检查；对焊缝进行双百探伤；合理组织施工等。2.3油气站场合建在油气两条管道长距离并行的条件下，油气站场合并建设 可以统筹考虑站内公用设施，具有减少占地、节约投资、便于运维等诸多优点。 因此，在满足工艺要求和保证安全的前提下，油气站场合建是必要的。在火灾 危险类别方面，根据GB50183 -2004石迪天然气工程设计防火规范的规定， 中缅原油管道、天然气管道的输送介质均属于甲B类，火灾危险类别相同，因此， 从防火安全和规范规定的角度分析，这两种类型的站场合建是可行的。从站场 等级的角度考虑，合建站场整体等级取两者中的较高级别，站场与周界环境的区 域安全距离及站场内部设施的安全距离均依该等级确定。从原油、天然气两种 输送介质的物性考虑，原油是液体，天然气是比空气轻的气体，总体布局上将原 油部分布置在较低处，天然气部分布置在较高处，并处于原油部分的最小频率风 向的下风侧，以避免相互之间的事故干扰及事故蔓延。从已有工程实例看，油气 管道站场合建在利比亚管道项目上已经得到成功应用，该项目轻质油和天然气管 道

7、并行，所有站场（包括阀室和清管站）均为合并建设。因此，中缅油气管道并 行段11座站场中，有9座为油气管道合建站场（图2）。油气合建站场布局总 体原则是：油气生产区分别设置，辅助动力区在兼顾油气需求前提下尽量合并设 置，值班办公设施合并设置。王学军，等：中缅油气管道工程建设难点与创新设 计通过站场用地面积与用地指标的对比分析，合建站用地较用地指标减少17% 46%，据计算，9座合建站较分别单独建设共计节省用地130715m2，这在山多 地少的云贵地区具有明显的生态和社会效益。2.4抗震设计2-3中缅管道通过长度约56km的地震9度区，是国内连续通 过9度区最长的管道；管道穿越全新世活动断裂5条；处于地震8度区和9度区 的站场3座，昆明东站处于地震9度区。针对该特点，开展了 9度区专项评价和 研究，并依据其结果进行管道抗震专题设计。9度区管道线路设计按设防标准为 50年超越概率5%考虑；采用X70HD1大变形钢管，通过活动断层采用X70HD2 大变形钢管，均为管道建设首次应用；合理选择穿越断裂带的位置，优化管道与 断层交角，满足管道应变要求；管道穿越断层两侧各400m范围内，采用宽大管 沟

8、，采用非黏性土回填，增大管道适应变形的能力。站场抗震设计针对地震作用 工况，进行应力分析，校核工艺管道设计方案；对单体设备、橇装设备采用抗震 设计，对处于9度区的昆明东站，燃气发电机等主要设备提出明确抗震性能要求； 站场建筑物采取隔震设计方案（图3）；在地震峰值加速度为0.3g和0.4g地段 每2km增加1个用于盘留通信光缆的人孔，单侧盘留长度加长，采用抗震性能好 的卫星通信作为数据传输备用信道；光缆穿越活动断裂带处用D114钢管保护。 管道地震监测和报警系统由19个强震动预警台和3个GPS连续形变测量站组成 （图4）： 2个强震动台布设在油气站场中，11个强震动台布设于阀室内，其余 6个强震动台和3个GPS观测台沿断裂带布设。图2瑞丽油气管道站场合建站鸟 瞰图图3综合值班室隔震设计模拟图图强震动台实时传送地震观测数据全云南 省强震动台网中心，由数据处理软件系统（图5）对发生的地震事件进行实时处 理，并依据GPS的观测结果综合判断是否向管道公司发出地震预警信息。管道公 司接到地震预警信息后，立即启动相应的应急预案。2.5地质灾害防治设计中缅管道处于险峻山区，地质条件复杂，地质灾害频 发

9、，对此开展了管道地质灾害防治专题研究，并对管道沿线地质灾害进行了深入 细致、系统全面的识别和评价4-8，对于无法绕避的地质灾害开展了治理工程 设计（图6），这在国内管道建设中尚属首次。根据现场地质灾害调查成果，共 查出460处地质灾害点，线路调整避让的以及经评价后不需治理的有287处，受 条件限制无法避让需治理的有173处。沿线地质灾害主要包括崩塌、滑坡、泥石 流、不稳定斜坡、岩溶塌陷5种类型。针对这些地灾点开展了有针对性的治理工 程设计，满足了地灾防治的要求。同时，由于部分站场如龙陵合建站、禄丰合建 站、都匀分输站等位于高差大的山区，大削方和大填方形成的高陡边坡，以及河 流跨越两岸的高陡边坡也纳入地灾专业进行专门评价，并依据评价结果采取防护 措施，确保站场和管道安全。除了地质灾害治理工程外，中缅管道工程在通过地 质灾害区段采用X70大应变钢管，以提高管道本体抗变形能力，保证管道的本质 安全。对4处规模较大的地质灾害点，除了采取治理措施外，还提出了运行期监 测的要求。地质灾害具有复杂性、突发性和隐蔽性的特点，根据上述特点，开展 了动态设计，并提出群测群防的管道地质灾害防治理念。对管道施工可能诱发的 地质灾害进行了预评价，确定了高风险地段，针对这些地段，要求合理选择施工 时机，快速施工通过，施工过程中加强监测，防止诱发地质灾害；对施工诱发的 地质灾害要进行应急处置，必要时进行永久性治理；对于建设期和运行期的管道 还要充分依托地方的地质灾害管理部门以及地质灾害防治体系，充分发动群众， 保证管道的长治久安。2.6水工保护设计针对中缅管道沿线地形、地貌的复杂性，根据兰成渝、忠 武线等以往山区管道工程的经验和教训，结合中缅管道实际情况，采用了新的水 工保护形式，主要体现在以下3个方面：（1）高陡边坡采用混凝土截水墙、实 体护面墙。为解决峡谷沟内带水作业和陡坡段石料无法进场的问题，中缅管道首 次使用混凝土截水墙结构形式，这种形式可带水作业、稳定性高、施工方便。对 于沿线多处沿高差数十米且坡度大于60高陡边坡敷设的管道，普通的挡土墙 和护坡无法满足防护要求，结合公路、铁路和以往工程的成功经验，中缅管道采 用实体护面墙的结构形式，极好地解决了高陡边坡的防护问题。（2）顺河沟敷 设管道采用稳管式截水墙

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