澳门机场航煤及柴油输油管线工程方案设计20120323

澳门机场航煤及柴油输油管线工程方案设计（第2版）概述1.1设计依据1、南光石油化工有限公司《工程设计任务委托函》，2011年8月21日；3、中国航空工业规划设计研究院《澳门国际机场业务油库工程施工图》，1994年6月；4、中国航空工业规划设计研究院《澳门国际机场南停机坪扩建二期工程施工图》，2006年5月；5、亚洲顾问有限公司《澳门北安码头油库设计图纸》，2009年3月；6、《澳门机场输油管线方案评审会议纪要》，2012年3月6日；7、南光石油化工有限公司提供的相关资料。1.2遵循的主要法律、法规及标准规范《中华人民共和国石油天然气管道保护法》（中华人民共和国主席令第30号）《中华人民共和国民用航空法》（中华人民共和国主席令第56号）《中华人民共和国环境保护法》（中华人民共和国主席令第22号）《民用机场运行安全管理规定》（CCAR-140）（中国民用航空总局令第191号）《民用机场供油工程建设技术规范》MH5008-2005《输油管道工程设计规范》（2006年版）GB50253-2003《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007《油气输送管道跨越工程设计规范》GB50459-2009《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T3323-2005《压力管道规范工业管道》GB/T20801.1～6-2006《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：A级钢管》GB/T9711.1-1997《埋地钢质管道阴极保护设计规范》GB/T21488-2008《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》GB/T23257-2009《石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计规范》SH/T3022-2011《绝缘接头与绝缘法兰技术规范》SY/T0516-20081.3项目背景澳门国际机场是中华人民共和国澳门特别行政区内唯一的机场，1995年11月正式投入运作，它是珠江三角洲与世界各地之间的重要桥梁。机场跑道建于一个条状的填海地段（机场岛）之上，跑道长3360米，宽45米，与氹仔岛上的主楼及空中交通管制设施相连接。机场岛上还建有1条平行滑行道，长1460米，宽23米。跑滑间距182.5米。机场岛与航站楼停机坪（氹仔岛）之间由两条滑行道桥相连接，两座跨海联络桥分别长700米（北桥），1600米（南桥），宽44米。澳门国际机场航站楼建筑面积45000平方米，设计旅客吞吐量为每年600万乘客量。澳门国际机场目前共有24个停机坪，其中4个廊桥近机位，澳门国际机场最大能够起降B747型航班，并以此构筑了澳门本地到海外市场的主要货运航线。澳门国际机场是按国际民航组织的“CAT”型标准设计，并以此构筑了澳门本地到海外市场的主要货运航线。根据2011年统计数据，澳门机场旅客吞吐量4045014人次，货邮吞吐量39524吨，飞机起降架次38946架次，航煤加油量达到109850吨。澳门国际机场专营股份有限公司（CAM）成立于1989年，是澳门国际机场之承建商及业权人，由澳门特区政府委任为澳门国际机场之经营者，获授25年的专营合约，负责机场之兴建和营运。2001年3月获特区政府延长经营权至2039年。南光（集团）有限公司是总部是设在澳门的国务院国资委直属中央企业，集团前身南光贸易公司成立于1949年8月，是澳门最早的中资机构。南光石油化工有限公司成立于1972年，主营燃气和燃料供应系统的安裝维修等业务，是澳门最大的石油产品供应商之一。2011年8月21日，南光石油化工有限公司正式委托我公司进行澳门九澳油库至澳门北安的柴油及航煤管线工程设计。我公司随即成立项目组，于2011年11月21日至23日，进行了为期三天的现场调研，我公司项目组对澳门国际机场现状九澳油库、机场油库（油库与航空加油站合并）、输油管线、机坪加油管线及拟建的北安码头油库进行了调研，与南光石油有限公司及澳门民航局进行了初步方案的沟通。澳门国际机场拟于明年开始机场扩建工程，届时机场计划将向南北两侧延长跑道，回填两条滑行道桥之间的水域，扩建机坪、滑行道等。扩建前，敷设于即将拆除的南滑行道桥边的现状航煤输油管线需完成改线。另外，根据澳门政府规划，将在北安码头处建设油库为船舶加油，需要在机场内建设1条至北安码头的柴油输油管线。输油管线起点均为九澳油库，机场油库和拟建的北安码头油库位置临近，因此，本次设计的航煤和柴油两条输油管线同路由同沟设计。2012年1月，第1版输油管线方案设计完成。2012年3月6日，由澳门民航局组织CAM、南光石油化工有限公司和专家来京对第1版方案设计进行了评审，第2版方案设计根据《澳门机场输油管线方案评审会议纪要》进行了调整。1.4澳门国际机场规划自1995年正式投入运作以来，澳门国际机场迅速地成为全球经济发展最快之珠江三角洲与世界各地之间的重要桥梁。澳门比邻是生产厂房密集的中国珠海经济特区。邻近海陆交通便利，如此得天独厚的地理位置，使澳门国际机场成为亚太地区理想的货运及速递中心。因此，澳门特区政府决定近期投资对澳门国际机场设施进行扩建，以应对未来的空中交通增长。根据澳门民航局3月6日来京介绍的澳门国际机场最新规划方案，澳门国际机场将以2015年为第一期目标年，以旅客吞吐量560万人次，对机场进行一期扩建，将向南北两个方向延长跑道，并延长现有平行滑行道，新建1座通用航空客运大楼、3座停机库、1座维修机库及可停放18个机位的32000平方米的停机坪。另外，机场还将拆除现有南滑行道桥，机场第一阶段扩建将填海117公顷。考虑到现状机场油库位于飞行区外，不利于机场的安全管理，且油库占地仅有11.35亩，再没有发展空间，因此，在机场最新规划中，机场油库将随着机场一期扩建工程进行搬迁，搬迁后机场油库将位于现有南北两条滑行道桥之间围合区域，将位于扩建的平行滑行道西侧，属于一期填海区域。机场油库搬迁项目将单独立项分析。按照规划，澳门国际机场将在2015年以后，以700万、1100万旅客吞吐量对机场进行第二期和第三期扩建，后两期填海面积分别为15公顷和42公顷。终端澳门机场旅客吞吐量将达到1500万人次。届时，机场将拥有2座航站楼、2条平行滑行道、82个停机位。1.5机场油料设施简介1.5.1九澳油库九澳油库依山傍水而建，1994年6月竣工投产，油库占地76000m2，约合114亩。总库容86000m3，油库经营石油产品有液化石油气（LPG）、98#无铅汽油、煤油、航空煤油、柴油、低硫柴油、80#燃料油、航空汽油等。其中，柴油库容22500m3，航煤库容20000m3。油品主要通过2500吨级泊位卸油。航煤靠输油管线输至机场油库，2台输油泵（流量分150m31.5.2机场油库机场油库围墙内占地11.35亩，建有4座2000m3航煤储罐、1座200m3底油罐，建有1920m2办公楼、263m2油泵棚及177m2装卸油综检棚，油库总建筑面积2360m2。油泵棚内建有5台(1.5.3航煤输油管线现状九澳油库至机场油库航煤输油管线管径DN200，设计压力1.6MPa，输油流量150m3/h，总长度4515m1.5.4机坪加油管线机场现有24个停机位（11D13E），其中4个E类机位为廊桥近机位，机坪加油管线总长度约5km，其中机场油库至停机坪之间主管采用DN350，进入停机坪后机坪加油管线沿近机位和远机位分别双DN250支管敷设，规划到停机坪西南侧4根DN250机坪加油管线汇合，但由于机坪扩建时东南侧远机位管线未按规划连接，使目前管线未形成一个整环。1.5.5拟建北安码头油库拟建北安码头位于机场油库北侧，拟建10个泊位，码头油库位于码头后方，预计占地10亩，拟建1座地上航煤卧罐57m3及16座柴油埋地卧罐，单罐罐容190m3，总库容1.6主要经济技术指标本工程设计主要内容包含2条九澳油库至北安的航煤及柴油输油管线，其中，航煤管线利用现有九澳油库输油泵输油，柴油管线需要在九澳油库内增加2台为北安码头油库输油的专用输油泵。输油管线单线长度为5600m。1、主要工程量序号项目规格单位数量备注一输油管线1直缝电阻焊钢管Φ219.1x7.0Lm8800直缝电阻焊钢管Φ219.1x7.9m2400定向钻穿越2DBB阀门8”个73阀门井2mx2mxh/2.5x2.5xh座54航煤管线内防腐036耐油防腐涂料m236505埋地管线外防腐3PEm267506地上管线外防腐丙烯酸聚氨酯m210007光固化套穿跨越段m226508管沟（箱涵）跑道附近m33009测漏井DJ20套40二九澳油库1离心式油泵Q=200m3/hH=P=90kW台2一用一备2直缝电阻焊钢管Φ219.1x7.0Lm1003直缝电阻焊钢管Φ273.1x7.1Lm1004DBB阀门8”个25安全泄压阀2”个16粗过滤器DN200PN1.6台17螺旋转子流量计LLT-200144～220m3台12、工程投资概算详见概算分册。

2输油管线建设方案2.1线路走向方案2.1.1方案介绍（1）方案一方案一油管从九澳油库定向钻向北穿越九澳湾后，一直沿跑道东侧100m向北敷设，绕过跑道后，管线采取挂桥方式向西跨越北联络道桥，进入北安管线终点区域。该方案主要考虑避开了机场一期扩建施工区域，且完全在澳门机场管辖范围内施工，协调工作量小，该路由总长度5600m，定向钻穿越长度1200m，挂桥跨越长度700m。（2）方案二方案二油管路由主要考虑与现有输油管线路由基本一致，从九澳油库向北沉管方式穿越九澳湾后，沿平行滑行道外侧海堤向北敷设，至南滑行道桥南侧，管线采取挂桥方式向西北跨越南联络道桥，进入机坪后管线沿机坪管线路由进入北安管线终点区域。该方案管线长度最短，仅为4500m，沉管穿越长度500m，挂桥跨越长度1600m。（3）方案三方案三油管从九澳油库引出，沿公路向西敷设，向北绕过九澳山后穿过九澳村，再沿机场大马路路边一直向北敷设，至澳门科技大学与龙伟马路路口处转向东，沿航站楼和机场油库前公路敷设至北安管线终点区域。该方案长度最长，为6000m，该方案除穿越几条路路口外，全部沿路边敷设，施工难度小2.1.2方案三个方案比较，方案三施工难度小，基本无穿跨越，但管线长度最长，施工费用最高，且该方案涉及协调沿线的单位、居民及公路部门较多，协调量大，协调费用难以估计，因此该方案经济性差。方案二管线长度最短，施工费用最低，但方案二管线紧贴平行滑行道，不满足不停航施工安全间距要求，所挂南滑行道桥即将拆除，且沉管穿越九澳湾涉及方案上报大陆海事部门审批，所以该方案可行性差。方案三相对来说方案一管线长度及施工费用都适中，方案一的优势主要在于完全绕开了机场扩建施工区域，从机场整体规划考虑，施工可行性强，推荐选择路由方案一。2.1.3经过现场调研，初步确定两根管线采用同路由同沟敷设，单线长度约5600m。两条管线起点位于九澳油库柴油罐区北侧消防道路附近，以该处作为定向钻施工起点，定向钻穿过九澳湾和机场滑行道及跑道后，从跑道东侧出土。根据《民用机场运行安全管理规定》（CCAR-140）（中国民用航空总局令第191号）第十章“不停航施工管理”中的第二百三十五条规定：“在跑道有飞行活动期间，禁止在跑道端之外300米以内、跑道中心线两侧75米以内的区域进行任何施工作业。”定向钻出土端拟设在距跑道东侧约100米位置，两条管道在同一隔断阀井内设置隔断阀，然后沿现有围场路排水沟西侧采用管沟方式平行跑道敷设，沿跑道端头转向西，两条管线在此设置隔断阀井，其中，航煤管线为预留发展设一个双阀阀井，柴油管线仅设单阀阀井。随后，两条管线以挂桥方式跨越北联络道桥，至停机坪后，输油管线改为埋地敷设，两条管线终点阀井设在北安油库附近。2.2管径选择2.2.1航煤根据澳门国际机场统计，本报告汇总了近10年来机场的主要相关业务量数据，如下表：年份年加油量（t）年旅客吞吐量（人次）年货邮吞吐量（kg）年起降架次（架次）平均架次加油量（t/架次）200186841380530676075513325065.342002976944171703111267673375645.2020031038652905566141294285312936.6420041585083714259220828358405067.8320051705204250742227232634450047.5820061964084976093220572754510497.6920072104955498878180935284533867.8920081796165097802100767418497647.222009146848425024952464119406017.232010134995407883652165711371487.272011109850404501439523531389465.64由于仅从澳门机场规划中得到旅客吞吐量的预期值，因此，航煤预测先从旅客吞吐量和航煤加油量比例关系分析。将10年来旅客吞吐量总和除以10年来飞机航煤加油量总和，计算结果为341t/万人次，即远期机场1500万人次时航煤加油量约为51.15万吨。2.2.根据现有输油管道管径，参考本工程的推荐路由，本次设计初步选取了DN150及DN200两种管径方案，开列设计条件中所涉及的基础数据，列表测算两种管径在不同流量下的水力摩阻损失，估算输油泵所需扬程。1、输油管道长度：L=5600m2、地势高差：未得到首末站地势标高情况，暂估机场油库液位与九澳油库输油泵出口高差为20m。输油管线的管径试算如下表：序号油管规格(mm)管长(m)最大流量(m3/h)最大输量(万t)流速(m/s)高差(m)沿程摩阻(m)局部摩阻(m)总摩阻(MPa)泵扬程(m)设计压力(MPa)1219x756003001352.5220180381.702502.52219x75600200901.682073270.801201.63219x75600150681.262045250.55851.64168x656003001354.2520668866.008006.45168x65600200902.8320310502.854004.06168x65600150682.1220150351.502052.5注：按年输油350天，每天输油16小时计算年输量。以上管径方案均满足机场远期加油量需求，但考虑到船运来油的不确定因素，且九澳油库码头小，远期机场航煤加油量大时，来船卸油批次将会很多，这些因素都会制约管道的输送能力，管道输送将达不到每天16小时的理论计算值。目前机场油库目前为2000m3油罐，考虑到输油时间，结合南光石油有限公司意见，推荐输油流量为200m根据上表计算结果，表中1、2、4、5方案均能满足远期目标年需求，但方案1和4输油压力较高，经济性差。下面就对表中2、5两种管径方案（DN200、DN150）进行详细比选：方案2（DN200）比方案5（DN150）直接投资多，但方案2由于输油压力低，输油的单位能耗也较低，从现有的输油管线使用情况看，输油管线的使用年限很多都要超过20年，管线钢材总重量只差140吨，按每吨管线连安装费1.4万元计算，本期投资增加196万元。但选用DN200管线每年每吨油将节省1.09度电，按每度电0.77元计算，预计15年以后方案2比方案5节省的电费将超过196万元。经过以上比较，从经济、节能角度考虑，建议采用方案2，即采用Φ219x7管线，设计输油流量200m3/h，输油泵扬程120m，管线设计压力1.6MPa，最大年输油量约2.3管道材质及壁厚计算2.3.1主要工艺参数1、设计压力：1.6MPa2、设计系数：地形复杂穿跨越多，全线取0.63、输送介质：航煤（3号喷气燃料）、柴油2.根据当前我国钢管生产厂家生产的情况和管道建设及管理的应用情况来看，目前，国产用作长输管道的钢管主要有输送流体用无缝钢管、直缝电阻焊钢管、螺旋缝埋弧焊钢管和直缝埋弧焊钢管等四种类型。无缝钢管和直缝电阻焊钢管多用于小口径管道，本工程DN200管道管径小，适合采用无缝钢管和直缝电阻焊钢管。依据本工程特点，对两种管材比选如下：1、直缝电阻焊钢管比无缝钢管尺寸精度高。这是由于无缝钢管是钢锭在热轧机组中连续穿孔成型，而直缝电阻焊钢管则是由钢带在冷轧状态下成型，相比之下，直缝电阻焊钢管在外观尺寸方面的控制比无缝钢管更容易实施。直缝电阻焊钢管的外观质量缺陷较少优于无缝钢管。此外，由于电脑飞锯的使用，直缝电阻焊钢管的定尺率及定尺长度的精度也较高。2、直缝电阻焊钢管的无缝化，直缝电阻焊钢管的无缝化分为几何无缝化和物理无缝化。几何无缝化就是清除直缝电阻焊钢管的内外毛刺，现在内毛刺可控制在0.5mm以下。物理无缝化是指焊缝内部的金相组织与母材之间存在差别而导致焊缝区域机械性能下降，需要采取措施使其均匀化、一致化。优质的直缝电阻焊钢管焊缝系数可达到1.0，实现了焊缝区域组织与母材的匹配。3、从化学成份上看，直缝电阻焊钢管的成份设计是低C高Mn，而无缝钢管是高C低Mn，所以可焊性比后者更好，同时纯度更高。4、从机械性能来看，抗拉伸性能相当，冲击性能中直缝电阻焊钢管的韧性优于无缝钢管，特别是在低温条件下。5、直缝电阻焊钢管价格比无缝钢管低。综上所述，本工程管道线路用管采用直缝电阻焊钢管；由于国内直缝电阻焊钢管生产技术已较成熟，生产厂家较多，国产钢管能够满足本工程线路用管要求，因此本工程直缝电阻焊钢管采用国产钢管。钢管管材要求执行标准《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：A级钢管》（GB/T9711.1-1997），管道规格选定为Φ219.1x7.0。2.3.2由于埋地管道不能自由伸缩并受温度变化的影响，管道内会产生轴向应力，为保证输油管道的安全、可靠运行，按照管道的工作条件和环境状况进行管道强度及稳定性校核，并满足抗震的要求。1、直管段壁厚计算按照国家标准《输油管道工程设计规范》（2006年版）（GB50253-2003）提供公式：δc=PD2[σ][σ]=KσsФ式中：δc—直管段管子计算壁厚（mm）P—管道的设计内压力（MPa）[σ]—钢管的许用应力（MPa）Ф—焊缝系数（Ф=1）D—钢管外直径（mm）σs—钢管的最低屈服强度MPa（σs=245MPa）K—设计系数（K=0.6）本管道设计压力为1.6MPa，按此压力由上式计算得出如下数据：管径计算壁厚δc（mm）包含负偏差后的计算壁厚（mm）包含腐蚀裕量后的计算壁厚（mm）DN2001.21.44.4尽管从管道强度角度计算钢管所需壁厚较薄，但考虑到国内现有钢管的规格、钢管的负偏差、腐蚀裕量、材质韧性以及钢管的稳定性等因素，同时考虑管道沿线的环境，采取加强管线壁厚的安全措施，普通敷设及跨越段设计管道材质选用L245，设计壁厚取7mm，穿越段选用L245材质，设计壁厚取7.9mm。2、强度校核计算根据《输油管道工程设计规范》（GB50253-2003）提供公式，按最大剪应力破坏理论计算当量应力，进行强度校核。σa=Eα（t1-t2）+μσhσh=Pd2δσe=σh-σa≤0.9σs式中：σa—由于内压和温度变化产生的轴向应力MPaE—钢材的弹性模量（MPa），取2.05x105MPaα—钢材的线膨胀系数（m/m℃），取1.2x10-5m/mt1—管道安装闭合的大气温度（℃），取35t2—管道内被输送介质的温度（℃），取20μ—泊桑比，取0.3σh—由于内压产生的环向应力（MPa）P—管道的设计内压（MPa）d—管道的内直径（mm）δ—管道的公称壁厚（mm）σe—当量应力（MPa）由上式计算得：管径环向应力σh（MPa）轴向应力σa（MPa）当量应力σe（MPa）0.9σs（MPa）DN20025.0444.42-19.38220.5从上表可以看出，管道计算的环向应力σh小于许用应力，当量应力σe远小于0.9σs，以上条件满足规范要求，强度校核安全可靠。3、穿越段管道径向变形计算根据《澳门机场输油管线方案评审会议纪要》，考虑到定向钻穿越段管道埋深在20m左右，设计对土面以下20m的油管进行径向变形校核计算如下：（1）载荷计算单位管长上的垂直载荷单位管长上的垂直土载荷H=20m钢管外径D=0.325m土壤容重γ=0.025MN/m3We=0.025×0.219×20=0.1095MN/mWh单位管长上的行动载荷，考虑到管道埋深在20m，即使按飞机动载荷考虑，传递到地下20m以下，也可忽略不计，该值取0即W=We=0.1095MN/m（2）管道径向变形计算管道径向变形①（GB50253-2003—附录G）管道最大允许变形量3%D=0.03×0.219=0.00657m②（GB50253-2003—由①、②，取临界状态时，惯性矩I=δ3/12滞后系数J=1.5基座系数K=0.085变形模量E'=4.8MPa（查表J.0.1）平均半径弹性模量E=2.05×105MPa带入W=We=0.1095MN/m，计算可得理论最小壁厚为5.08mm，本次设计选用7mm壁厚，满足20m覆土下管道的径向变形要求。2.4线路设计1、管道敷设输油管道主要采用管沟埋地敷设的方式，根据管道稳定的要求、沿线地形和地质条件、地下水位情况，以确定管道的埋深和需要采用的保护措施。对本工程大部分平坦开阔地段，尽量采用弹性敷设，弹性弯曲曲率半径应满足管道强度要求，垂直面上弹性敷设曲率半径应大于管子自重作用下产生挠度曲线的曲率半径。本工程管道埋设深度不小于1.0m。沟槽开挖后，施工管沟（箱涵），然后先用细土或细砂（最大粒径不得超过3mm）回填0.2m，敷设管道，再回填细土或细砂直至填满管沟，管沟盖板施工完后，再用原土回填并压实。回填土需填至超过自然地面约0.3m。管线改变方向且在较为平直的区段内优先采用弹性敷设，曲率半径不应小于钢管外直径的1000倍。当水平转角＜3°或纵向转角≤2°时按自然弯曲处理；当水平转角≤8°或纵向转角≤6°时可采用弹性敷设。因地形限制无法实现弹性敷设时，采用冷弯管（曲率半径为50倍钢管直径）或热煨弯管（曲率半径为5倍钢管直径）。管道在设计时尽量避免在平面和纵断面内同时发生转角，此段范围不允许采用弹性敷设，以免形成空间曲线。本管道焊接采用氩电联焊方式（100%氩弧焊打底）。环形焊缝所有焊口应100%进行射线探伤检查，应符合《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB/T3323-2005）Ⅱ级标准的规定。2、管沟（箱涵）施工油管在跑道附近采用管沟敷设，埋地管沟采用现浇钢筋混凝土槽型沟结构，顶部盖板采用预制钢筋混凝土板，管涵内铺砂，管涵顶面埋深约为1.1m。箱涵每隔40m设置伸缩缝一道，内设松散防水填充材料。(1)设计恒荷载：顶板：板顶覆土+顶板自重，底板：板顶覆土+除底板外箱涵总重量，壁板：侧向土压力；(2)设计活荷载：按照A380-800F飞机考虑：起落架总重1602kN（6轮重，轮距横向轮距1.53m，纵向轮距1.7m、1.7m）。箱涵顶板埋深按1.1m考虑，则扩散至顶板顶面飞机轮压活荷载为122.5kN/m2；考虑1.5的动力系数，为184KN；按照B777-300ER飞机考虑：最大组轮荷载取值1597KN（6轮重，轮距横向轮距1.4m，纵向轮距1.45m、1.45m）。箱涵顶板埋深按1.1m考虑，则扩散至顶板顶面飞机轮压活荷载为144kN/m2；考虑1.5的动力系数，为216KN；设计按照的活荷载较大值为216kN/m2考虑。(3)计算如下：①、顶板配筋计算：按弹性板计算:a.计算条件计算跨度:Lx=1.Ly=1.000m板厚h=250mm板容重=25.00kN/m3；板自重荷载设计值=7.50kN/m21.1m厚覆土重：22kN/m2恒载合计：7.5+22=39.5kN/m2活载：216kN/m2恒载分项系数=1.20；活载分项系数=1.40荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=39.5x1.2+216x1.4=349.8kN/m2砼强度等级:C35,fc=16.70N/mm2,Ec=3.15×104N/mm2支座纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2板底纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2纵筋混凝土保护层=15mm,配筋计算as=20mm,泊松比=0.20b.计算结果 弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:双向板查表挠度计算方法:双向板查表b.1跨中:[水平] [竖向] 弯矩8.0 22.5 面积500(0.20%) 500(0.20%)b.2四边:[上] [下] [左] [右] 弯矩-29.5 -29.5 0.0 0.0 面积500(0.20%) 500(0.20%) 500(0.20%) 500(0.20%)b.3挠度结果(按双向板计算):经查<<结构静力计算手册>>:挠度计算系数α=0.002594b.3.1截面有效高度：b.3.2计算构件纵向受拉钢筋的等效应力σsk，根据《混凝土规范》式7.1.4-3计算：b.3.3按有效受拉混凝土截面面积计算纵向受拉钢筋配筋率ρte：b.3.4裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，根据《混凝土规范》7.1.2计算：ψ小于0.2，ψ取0.2b.3.5短期刚度Bs，根据《混凝土规范》7.2.3计算：b.3.6挠度增大的影响系数θ，根据《混凝土规范》7.2.5计算：b.3.7长期作用影响刚度B，根据《混凝土规范》7.2.2计算：=0.162mm挠度验算:0.16<fmax=5.00mm,满足b.4支座最大裂缝:0.06<[ωmax]=0.30mmb.5跨中最大裂缝:0.12<[ωmax]=0.30mm②底板配筋。按弹性板计算：a.计算条件计算跨度:Lx=1.850mLy=1.000m板厚h=350mm板容重=25.00kN/m3；板自重荷载设计值=10.50kN/m2底板顶面以上箱涵+覆土重：51kN/m2恒载合计：51kN/m2活载：216kN/m2荷载设计值:均布荷载q=51x1.2+216x1.4=363.60kN/m2砼强度等级:C35,fc=16.70N/mm2,Ec=3.15×104N/mm2支座纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2板底纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2纵筋混凝土保护层=15mm,配筋计算as=20mm,泊松比=0.20b计算结果 弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:双向板查表挠度计算方法:双向板查表b.1跨中:[水平] [竖向] 弯矩8.1 23.1 面积700(0.20%) 700(0.20%)b.2四边:[上] [下] [左] [右] 弯矩-30.7 -30.7 0.0 0.0 面积700(0.20%) 700(0.20%) 700(0.20%) 700(0.20%)b.3挠度结果(按双向板计算):经查<<结构静力计算手册>>:挠度计算系数α=0.002594b.3.1截面有效高度：b.3.2计算构件纵向受拉钢筋的等效应力σsk，根据《混凝土规范》式7.1.4-3计算：b.3.3按有效受拉混凝土截面面积计算纵向受拉钢筋配筋率ρte：b.3.4裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，根据《混凝土规范》7.1.2计算：ψ小于0.2，ψ取0.2b.3.5短期刚度Bs，根据《混凝土规范》7.2.3计算：b.3.6挠度增大的影响系数θ，根据《混凝土规范》7.2.5计算：b.3.7长期作用影响刚度B，根据《混凝土规范》7.2.2计算：=0.037mm挠度验算:0.04<fmax=5.00mm,满足b.4支座最大裂缝:0.03<[ωmax]=0.30mmb.5跨中最大裂缝:0.03<[ωmax]=0.30mmeq\o\ac(○,3).壁板计算：壁板因箱涵内以砂填实，无需计算，按构造设计3、管道试压①、试压程序(1)管子在制管厂内按制管要求进行出厂前试压。(2)穿越道路段应单独进行强度试压，在全线连通后进行整体强度试压和严密性试压。(3)试压前应对管段进行清扫后再进水。②、试压介质使用无腐蚀性（或加防腐剂）的洁净水进行管道试压。③、强度试压(1)按《输油管道工程设计规范》（2006年版）（GB50253-2003）及《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-2007）中的有关规定，普通段强度试压压力取设计压力的1.25倍，本管道的强度试压压力为2.0MPa，穿越段强度试压压力取设计压力的1.5倍，为2.4MPa。(2)强度试压稳压时间为4h，以无泄漏降压为合格。④、严密性试压(1)强度试压后接着以1.1倍设计压力进行严密性试压，本管道的严密性试压压力为1.76MPa。(2)严密性试压稳压时间为24h，以无泄漏降压为合格。4、管道防腐为了延长管道寿命，保证油品质量，航煤输油管线内外壁均做防腐处理，柴油管线仅作外壁防腐，本工程管道外壁选用3PE加强级防腐，航煤管道内壁采用036耐油防腐涂料。同时考虑阴极保护防腐措施。管道表面处理：喷（抛）丸除锈不低于Sa2.5级，锚纹深度50～75μm。（1）管道外防腐综合分析，埋地管道的外防腐层结构为挤压聚乙烯加强级防腐层（3PE），加强级最小总厚度为2.7mm，其中环氧粉末厚度大于100μm，胶粘剂层：厚度170～250μm。管道补口采用辐射交联热缩套（带）。跨越联络道桥段管道地上敷设，采用丙烯酸聚氨酯外防腐，涂层干膜总厚度不低于200μm。对于定向钻和挂桥处穿跨越机坪加油管线保证其寿命，防腐尤为重要。采用光固化套对油管进行加强保护。（2）管道内防腐管道内壁采用036耐油防腐涂料进行防腐，总厚度不低于200μm。（3）管道阴极保护埋地管道可采用牺牲阳极和强制电流两种保护方式，两种方式各有适用的环境与条件：牺牲阳极适用于长度较短，周边设施及地形较复杂的输油管线；强制电流适用于长距离输油管道，需要设置阴极保护站（含恒电位仪、阳极地床等）。考虑到本工程输油管道首末站均没有设置阴极保护站的位置，且管道周边的机场设施众多，管道长度仅为5.6km，为了减少对机场设施的干扰，决定采用牺牲阳极保护方式，同时由于保护管道位于填海区段表层土壤电阻率较高，因此，采用镁合金阳极为保护阳极材料。双管道沿线约每250m埋设一组镁牺牲阳极，每组3支11kg镁合金阳极，共23组，阳极重量：11阳极电化学特性：开路电位-1.55V管道保护电位：-0.95V预计使用寿命：30年阳极填包料（重量比）：膨润土20%，石膏粉75%，工业硫酸钠5%管线沿线设3处电位测试桩，测试桩设在两组牺牲阳极的中点处，管线起点和终点各设置一个电化学测试桩。为保证阴极保护效果，防止阴极保护电流的流失，两条管线在管线起点及跨越段两端分别设置绝缘接头，绝缘接头的设置安装应当符合下列要求：①、绝缘接头的规格尺寸与压力等级，应当与安装位置处的连接管线的相关技术要求相一致；②、绝缘接头连同附带的短管应当整体接入管线系统，严禁拆装；③、绝缘接头在焊入管线之前，应当进行严格的绝缘性现场检测。5、标志桩和警示牌、警示带管道线路每公里设里程桩一个，里程桩可与阴极保护桩合用。穿越道路、埋地管线及地下光缆等地上或地下建（构）筑物时设一个标志桩。管道靠近工业建设地段等需加强管道安全保护的地方设警示牌。根据《澳门机场输油管线方案评审会议纪要》输油管道施工期间应在不停航施工的跑道中心线75m处安装警示带，以免施工过程中人员、机具误入跑道安全线内。另外，在管道挂桥跨越段两条管线外面也敷设警示带起到警示和防撞的作用。6、测漏措施目前，机场内航煤管道测漏措施主要有通过实测数据和系统软件计算分析的测漏系统和通过人工方式检查的测漏井两种方式。测漏井的测漏方式因其投资少，检查方式简单，相比测漏系统抗干扰能力强的特点广泛应用于各大中型机场。本工程管道长度短，按专家意见，采用测漏井的测漏方式对输油管线进行监测。本工程除穿越段路由长度约为3700m，以每100m设置1套测漏井计，本工程约设测漏井40套。7、主要工程量两条输油管线主要工程量见下表。序号项目规格单位数量备注1直缝电阻焊钢管Φ219.1x7.0Lm74002直缝电阻焊钢管Φ219.1x7.0Lm1400挂桥跨越3直缝电阻焊钢管Φ219.1x7.9Lm2400定向钻穿越4DBB阀门8”个75阀门井2mx2mxh座3单阀6阀门井2.5mx2.5mxh座2双阀7航煤管线内防腐036耐油防腐涂料m236508埋地管线外防腐3PEm267509地上管线外防腐丙烯酸聚氨酯m2100010光固化套穿跨越段m2265011牺牲阳极11kg镁合金阳极支6912绝缘接头DN200PN1.6个613管沟（箱涵）m330014测漏井DJ20套4015警示带m5000

3穿跨越工程本工程输油管线穿跨越工程依据国家标准《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-2007）和《油气输送管道跨越工程设计规范》（GB50459-2009）进行设计。本工程输油管线起点处有1处定向钻穿越九澳湾河道及机场跑道、滑行道，另外，输油管线终点附近有1处采用挂北联络道桥方式跨越敷设。穿跨越段管道的环形焊缝所有焊口应100%进行射线和100%超声波探伤检查，应符合《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB/T3323-2005）Ⅱ级标准的规定。穿越段管道应单独进行强度试压，强度试压压力取设计压力的1.5倍，即为2.4MPa，检验方式与其他段相同。3.1穿越工程本工程管道穿越九澳湾，穿越水面宽度约450米，水深约4米，水平面高度为±0.00米。两条输油管线均采用定向钻方式穿越九澳湾及机场跑道、平行滑行道，两条管道并行10m穿越，定向钻穿越弯管段曲率半径300m（1500D）,穿越长度各为1200米。根据机场岛回填资料显示，机场岛抛石回填处理的深度约为20m，因此，定向钻穿越九澳湾油管穿越深度距离河床底大于20m，穿越跑道、平滑处管道开始上行，但距离道面以下至少保持1、定向钻施工方案（1）试钻挖泥浆池：泥浆池出入土点各1个及地锚坑1个，泥浆池尺寸为10m×10m×2m，内铺塑料彩条布，防止泥浆池塌方。地锚坑中心线分别在穿越管的中心线上，地锚坑尺寸为1.5m×3m×1.6地锚坑开挖完成后，将地锚放入后，地锚与墙的余空填混凝土加固。同时将地锚、挡板、管桩和钻机下所垫钢板用20#槽钢进行连接，保证在回拖管线过程中地锚的稳固。泥浆用料准备:施工用水取自来水，经沉淀后利用；膨润土及必要的添加剂及时运到。钻机及配套设备就位:钻机就位完成后，进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。测量控向参数：按操作规程标定控向参数，本穿越工程现场地形复杂，不利于测量，为保证数据准确，在管中心线的五个不同位置测取，且每个位置至少测四次，进行对比，并做好记录。泥浆配制：按照穿越地质、穿越长度及穿越管径，需在钻导向孔、预扩及回拖中采取措施，具体措施除保证传统配比外，再按一定比例加大泥浆材料用量，从而达到提高泥浆粘度，保证孔壁。钻机试钻：各系统运转正常、钻杆和钻头清扫完毕后试钻，钻进1、2根钻杆后检查各部位运行情况，各种参数正常后按次序钻进。（2）钻导向孔导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键，采用先进的DDW-1600水平定向钻机进行整个穿越工程的施工。钻具组合方式：钻具组合方式为了增强钻柱的刚度，钻具的连接方式如下：DDW-1600钻机→Φ127钻杆→无磁钻铤→无磁短接→泥浆马达→钻头泥浆马达选用5LZ165型螺杆钻具，性能参数见下表：钻具型号马达流量范围（L/s）马达压降（MPa）额定扭矩（N.m）最大扭矩（N.m）钻压（kN）功率（kW）5LZ16519～382.593001627580110钻进时，在钻杆之间每隔一段距离安装一个泥浆分流器。钻导向孔时，在穿越沿线适当的位置多次布设强磁场线圈，保证钻孔精度。控向设备：英洛克导向系统有导向探测器、接口单元、安装导向系统软件的计算机和司钻表组成。在导向孔钻进过程中指导司钻手按照预定轨迹完成导向孔施工。可以实现钻头定位、穿越轨迹计算、穿越曲线设计、导向数据存储打印等功能。系统主要性能指标系统供电：AC220V或DC24V最大功耗：≤30W（不包括PC）穿越精度：纵向偏差＜5‰，横向偏差＜2.5‰工作温度：0～70℃线圈铺设范围线圈铺设范围强磁场线圈导向探头在导向孔钻进过程中，严格按设计曲率半径行进，河流穿越曲率半径大于1500D。在钻进过程中，还应注意每根钻杆的折角，折角不宜过大。（3）预扩孔导向孔钻成后，卸掉钻头、无磁钻铤及控向系统，安装扩孔器进行预扩孔。扩孔时钻机、钻具链接方式：DDW-1600型钻机→钻杆→扩孔器→钻杆根据穿越工程的实际情况，在穿越距离长的特定条件下，减小扩孔器的级差，增多扩孔次数，加快单次扩孔的速度，采取三次预扩孔及一次洗孔。第一级采用Φ220扩孔器扩孔；第二级采用Φ320扩孔器扩孔；第三级采用Φ420扩孔器扩孔。完成第三次扩孔后用Φ420洗孔器洗孔，最终使管线回拖的环形空间达到回拖要求。在扩孔作业时应严格控制钻压，将钻机输出扭矩控制在钻具允许的范围内，使用粘度在60秒以上的泥浆，流量根据扩孔直径的不同略有不同，使孔洞中的钻屑排出良好。扩孔过程中应注意：1）转速和工作钻压应符合钻具使用技术参数的要求；2）启动时旋转、回拉速度应缓慢；3）旋转和行进速度应均匀；4）控制泥浆流量和扩孔扭矩。由于某种原因需要停止扩孔时应注意：停止扩孔器回拉并前推，消除扩孔器的扩孔工作钻压；保证扩孔器的钻头体无工作钻压。（4）管道发送准备穿越管段预制完毕后，沿穿越中心线堆垫土堆，每个长1.5米宽1.5米高0.8米，间距12米。完成后，检查每个土堆上无石块、树根等硬物，然后将管道吊至土堆上，再根据入土方向微调管道在每个土堆上的位置，在管道下方垫上膨润土袋，如果条件允许，全段开挖发送沟。（5）回拖①工程回拖力计算管道回拖力计算管线长度=1200m/1200m（水平长度/定向钻穿越施工设计经验计算公式：回拖力计算：计算的拉力（t）：穿越管段的长度（m）：摩擦系数，0.1～0.3：管子的直径（㎜）：泥浆的密度（t/m3）：管子的壁厚（㎜）：粘滞系数，0.01～0.03=1200m；=0.2；=0.2；=1.05；=0.004；=0.02计算得：=18t经计算，管道回拖力为18t，选用DDW-1600型钻机最大回拖力为160t。②回拖前段准备a.发送沟的开挖：将管道预制全线开挖发送沟，将回拖管线置于发送沟内。不具备挖发送沟条件的地方架设滚轮或打成土堆。b.回拖主管道的链接头：管道回拖前应将钻具依照以下次序连接钻杆→扩孔器→旋转接头→U形环→工作管线c.回拖前要仔细检查扩孔器的各通道及泥浆喷嘴是否畅通；d.仔细检查、认真维护穿越设备。③管线回拖预扩孔、洗孔完毕后，检查扩孔参数，具备回拖条件后进行管线回拖，回拖工作连续进行，一气呵成。回拖时钻具连接方式：DDW-1600型钻机→钻杆→Φ320扩孔器→旋转接头→U形环→输油管线在管线回拖过程中要根据钻机显示回拖力的大小控制好回拖的速度；根据管线回拖过程中地质变化情况配比合理的泥浆。（6）现场清理及地貌恢复用单斗及人工回填发送沟，分层压实，填土方高出地表300mm。农地田坎、沟渠堤用铁锹分层拍打密实，逐层恢复到原貌。设备机具材料离场后，由单斗挖掘机对进出场道路进行翻整，达到该地农户的要求。（7）泥浆回收、处理施工前，用单斗将穿越工地的表层耕植土剥离，堆放在工地边沿。然后用土工布将可能跑、冒、流淌泥浆的地方覆盖铺垫。并开挖导流沟，将可能跑、冒、流淌的泥浆引向泥浆回收池，泥浆部分循环利用。残余的极少量泥土混合物用汽车拉走处理。施工完毕待设备全部撤离后，清除场地上的杂物，用人工平整场地，并将剥离的表层耕植土平铺在场地上。2、定向钻设备布置方案定向钻主要设备列表如下：序号设备名称型号数量备注1定向钻DDW-16001台2泥浆泵DDW12001台3泥浆回收系统ZX-2001台4控向系统WGS1台5焊接设备3台6储浆配浆灌FG-251台7射流混浆装置SLH150-401台8扩孔器Ф220、Ф320、Ф420各1个9全站仪GTS－3011台10钻杆Ф127×9.61400米11发电机T2H2-250-41台定向钻入土端需作业场地30mx30m，定向钻出土端需作业场地20mx20m，出、入土端示意图及现场照片如下：3、导向孔曲线与设计曲线偏差控制措施钻导向孔是定向钻穿越施工过程中重点控制的关键工序,导向孔质量的好坏直接影响钻机回拖时回拖扭矩与拉力的大小。因此,导向孔与设计穿越曲线是否重合是关系到管道最后回拖成功的关键。导向孔在钻进过程中偏离设计穿越曲线的原因可以归纳为四类：第一，钻机就位方位与管线设计穿越方位有偏差，造成在导向孔钻进的过程中其轨迹逐渐偏离设计穿越曲线。第二，受外部磁场的影响，控向方位角非管线走向的真实方位角，从而控向软件计算钻头方位的参数发生变化，导致从计算机采集的数据非钻头的真实位置。第三，受地质结构的影响。导向孔在钻进过程中要穿越不同的地层，由于各地层地质特征差异很大，即使是同一地层其硬度分布也会软硬不均，因此，钻头在钻进的过程中比较容易偏向相对较软的地层，造成与设计曲线发生偏移。第四，在导向孔钻进过程中，由于钻机操作人员（司钻员、控向员）人为操作有误，使穿越轨迹与设计曲线发生偏移。针对以上造成曲线偏移的原因，定向钻施工过程应制定如下措施：（1）防止定向钻在钻孔时呈“S”形的措施①定向设备采用进口的MGS定向系统，在钻进过程中严格控制全角变化率，尽量缩短测量间隔长度。②遇到地层软硬变化或砾石时，参数测量间距不得超过2米③调整方位要及时，并留有余量，禁止反复大幅度调整角度。④控向对穿越精度及工程成功与否至关重要，开钻前仔细分析地质资料，确定控向方案，泥浆工和司钻要重视每一个环节，认真分析各项参数，互相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况。⑤各系统运转正常后进行试钻，钻进1—2根钻杆后检测各部分运转情况，各种参数正常后按次序钻进。⑥导向孔完成，钻头及蒙乃尔管（无磁铤）出土后要及时卸掉，装上扩孔器进行预扩孔，因穿越距离长扭矩大，卸钻铤和钻头时，采用B型钳，必要时可以加热及锤击等配合拆卸。（2）确保定向钻出土点偏差控制在(设计轴向)纵向不大于穿越长度的1％且不大于1米、横向不大于穿越长度的0.2％且不大于0.5米的措施（特殊几个重要控制点局部精度可以控制在±0.2①钻机测量就位时,利用GPS定位系统,和全站仪准确放出钻机就位中心线。②准确测量标定控向参数，要求细心并尽可能多测取参数比较，以确定最佳参数，在管中心线的三个不同位置测取，且每个位置至少测四次，并做好记录。③利用地面信标系统跟踪定位。④控向对穿越精度及工程成功与否至关重要，开钻前仔细分析地质资料，确定控向方案，泥浆工和司钻要重视每一个环节，认真分析各项参数，互相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况。⑤各系统运转正常后进行试钻，钻进1—2根钻杆后检测各部分运转情况，各种参数正常后按次序钻进。（3）保证钻机就位方位与设计管线中心线重合的措施钻机就位前，用测量仪器（如经纬仪）放出管线穿越中心线，根据穿越入土角、钻机自身尺寸（车长、车宽、轮距等）等参数计算出钻机就位的精确位置，并用白灰或用线绳予以标记，并以此标记作为钻机就位的依据。在钻机就位过程中，除了利用白灰或线绳标记作为就位的标准外，就位后还要用测量仪器测量钻机就位偏差，经计算钻机就位方位相对于管线中心线的角度偏差如果超过0.1°时，需要根据偏左偏右情况重新调整钻机，经多次就位-测量-调整-再测量，直到偏差控制在0.1°范围内。钻机就位后，计算出精确的偏差数值，在开始钻导向孔时及时调整此偏差为零，从而保证导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。（4）外部磁场对方位角的影响及控制措施外部磁场主要由地下管道、地下光缆、刚性建筑物（构筑物）、大型船只、地上高压线等产生，这些外部磁场将影响地磁场强度和地磁角度，从而影响控向方位角，控向方位角的不确定最终导致钻孔时方向失控，本标段河流穿越位置或多或少存在影响钻进控向精度的外部磁场。根据现场确定的外部磁场的位置，在钻孔时，探测器到达外部磁场前，钻孔方向不能出现过大的左右偏移量，保持实际方位角与控向方位角的偏差在允许的范围内，在进入外部磁场时，实际方位角发生变化，此时的方位角与控向方位角不同，钻进时暂不考虑干扰后的方位角而直接按直线钻进，在进行数据测量时，根据控向工具面的位置输入与控向方位角接近的方位角。钻头穿越过磁场干扰区后，计算机控向数据恢复正常，此时导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差应当在许可范围内，万一两者偏差较大，首先计算出实际偏差量，然后将经过磁场干扰区的钻杆抽出后重新钻进进行偏差调整。在已知偏差量的情况下进行调整是很容易的，通过调整消除磁场影响，使导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。（5）采用人工磁场钻机控向系统是依靠地磁场进行方位控制，通过钻头后面的探头将导向孔参数传输到计算机。地磁场容易受到地下管线、地下电缆、地面高压线等金属构件的干扰，从而造成控向参数不准确。人工磁场是在穿越中心线两侧布设的闭合线圈，布设简单方便，在施工中既经济又有效，其优点是它不受外部磁场的干扰，可以准确无误的将钻孔数据反映出来，当探头到达此闭合的线圈区域内,接通直流电源产生磁场,通过人工磁场可以测得穿越轴线的左右偏移和穿越标高。通过人工磁场与地磁场左右偏差的比较,可以确定目前钻头方位角,从而确定下一根钻杆的行进方位。由于人工磁场在地磁场受干扰的情况下可以提供准确的管线穿越方位角，在地磁场不受干扰的情况下可以校正控向方位角的正确性，从而能够很好的控制导向孔与设计穿越曲线偏移，并能保证穿越曲线的平滑性。（6）控制人为因素造成导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差的措施开工前，进行有针对性的培训,加强控向人员与司钻人员的配合，司钻人员以控向人员的指令为准，按照指令进行操作，防止人为操作导致钻孔出现偏移设计曲线。控向人员应严格按照设计曲线计算每次倾角的调整度数，认真掌握并注意穿越过程中的轨迹变化，通过轨迹变化确定控向方向的变化。从而控制导向孔轨迹与设计穿越曲线的偏移。4、施工实例及定向钻对跑道影响分析（1）航煤管道定向钻发展历程早在1995年，中国航油便采用此项技术在塘沽—天津输油管道的项目中两次穿越了海河，长度在1000米左右，管径DN300。随后在1999年，在天津—北京输油管道的项目中两次穿越了北运河，长度在800～1000m。在浦东场外输油管线项目，定向钻穿越17处，共6642米。在机场内机坪加油管道穿越方面，于2004年，首例定向钻穿越青岛机场跑道，长度500m，管径DN300，穿越深度为道面下6m。在2006年6月，天津机场扩建工程中，华元公司同样采用定向钻穿越了机坪跑道，穿越长度740m，管径DN400，穿越深度为道面下8m。2007年7月，首都机场扩建工程中，为实施光缆敷设，四川安装公司同样采用定向钻穿越了机场滑行道，穿越长度1150m，管径DN150，穿越深度为道面下10m。2008年初，广州恒盛公司在广州新白云机场加油管线定向钻穿越A1滑行道和G联络道，两条定向钻均为DN500管线，长度各150m。2008年底，上海虹桥机场二期扩建工程施工过程中，中化四建成功地双管定向钻穿越跑道，定向钻长度1030m，深度13.3m，两根DN400管道间距5m。至今以上机场跑道、滑行道与供油管道均运转良好。（2）定向钻对跑道影响分析2008年，虹桥机场定向钻穿越跑道期间曾提出过《关于上海虹桥国际机场定向钻穿越管道对站坪安全运行影响的论述》，该论述结果为：在定向钻施工期间，泥浆充满钻孔，泥浆压力为0.3MPa，可以满足机坪的安全运行需要。管道上部的土层厚度远远大于孔洞的直径，这样就形成拱效应，使管道上部的荷载传递至管顶时也向两边扩散，管顶的压力极小，相对于机坪道面的5m×5m分隔尺寸其孔径所造成的影响微乎其微。虹桥机场组织对该定向钻与地铁共同穿越机场道面施工过程前、后，分别对道面标高进行了实测，经对比，道面无任何沉降。事实证明，定向钻对机场跑道将不会产生任何影响。（3）定向钻三维曲线变化技术事实上，定向钻在施工过程中都是一个三维立体的曲线变化过程，只要满足规范要求的1500D的曲率半径要求，定向钻施工过程中都可以通过钻机控向系统，对定向钻的三维曲线进行控制与调整，下图为杭州威尔蒙市政工程有限公司在中国航油镇海炼化至宁波栎社国际机场航煤管道工程中为躲避障碍物对DN200管道采用定向钻穿越机场路和西江河的三维曲线变化的实际竣工图。3.2跨越工程1、施工方式及对滑行联络道桥影响机场北滑行联络道桥长约700米，宽度约44米，桥面高度8米，桥下水平面高度为±0.00米，最高水位5m，最低水位0m。桥墩间距为8滑行道桥侧挂供油管道支架采用钢结构三角形支架，支架均采用焊接工字钢，支架通过化学植筋与现有滑行道桥固定，单片支架所承担的管道荷重及化学植筋不影响现有滑行道桥结构安全。锚筋采用化学植筋法：所谓化学植筋就是在混凝土结构或构件上根据工程拟需用的钢筋规格以适当的钻孔直径和深度，采用化学结合剂使新增的拟用钢筋与原混凝土粘合牢固，使新增的钢筋如同埋筋，钢筋的强度以充分利用，并发挥至设计所期望的性能。现有滑行道桥按照桥墩间距增加挂架，挂架间距约为8m。滑行道桥侧挂供油管道支架不对现有滑行道桥安全及正常使用构成影响，理由如下：①滑行道桥侧挂2根DN200油管相对滑行道桥承载而言所施加的附加荷载很小，不会造成滑行道桥超载。②滑行道桥侧挂供油管道支架与桥体采用化学植筋固定，化学植筋钻孔直径及深度都很小，不对桥体结构构成损害。③管道支架采用侧挂且其顶面在桥面以下不对滑行道桥正常使用构成影响。④新挂管道侧挂方式与现有（南滑行联络道桥）管道侧挂方式类同。2、滑行道桥侧挂供油管道支架设计计算油管空重为37Kg/m，油重40Kg/m。输油管间距为8m。单根油管恒荷载2.96KN，活荷载（油重）：3×3.2=9.6KN（3为动力系数）滑行道桥单个侧挂（油管满油）重量为：89KN（1）、按照简直梁计算：eq\o\ac(○,1)、截面特性计算A=3.7800x102;Xc=7.5000x102;Yc=7.5000x102;Ix=1.5824x105;Iy=5.6273x105;ix=6.47x102;iy=3.8584x102;W1x=2.1098x104;W2x=2.1098x104;W1y=7.5031x105;W2y=7.5031x105;eq\o\ac(○,2)、简支梁自重作用计算梁自重荷载作用计算:简支梁自重(KN):G=19.287自重作用折算梁上均布线荷(KN/m)p=29.673eq\o\ac(○,3)、梁上恒载作用荷载编号荷载类型荷载值1荷载参数1荷载参数2荷载值2142.960.320.000.00eq\o\ac(○,4)、梁上活载作用荷载编号荷载类型荷载值1荷载参数1荷载参数2荷载值2149.600.320.000.00eq\o\ac(○,5)、单工况荷载标准值作用支座反力(压为正,单位：KN)△恒载标准值支座反力左支座反力Rd1=1.576,右支座反力Rd2=1.576△活载标准值支座反力左支座反力Rl1=4.800,右支座反力Rl2=4.800eq\o\ac(○,6)、梁上各断面内力计算结果△组合1：1.2恒+1.4活断面号：1234567弯矩(kN.m)：0.0000.4660.9311.3951.8582.3192.780剪力(kN)：8.6128.5928.5738.5548.5358.515-8.496断面号：8910111213弯矩(kN.m)：2.3191.8581.3950.9310.4660.000剪力(kN)：-8.515-8.535-8.554-8.573-8.592-8.612△组合2：1.35恒+0.7x1.4活断面号：1234567弯矩(kN.m)：0.0000.3690.7381.1051.4711.8362.199剪力(kN)：6.8326.8106.7896.7676.7456.724-6.702断面号：8910111213弯矩(kN.m)：1.8361.4711.1050.7380.3690.000剪力(kN)：-6.724-6.745-6.767-6.789-6.810-6.832eq\o\ac(○,7)、局部稳定验算翼缘宽厚比B/T=7.20<容许宽厚比[B/T]=15.0腹板计算高厚比H0/Tw=21.67<容许高厚比[H0/Tw]=80.0eq\o\ac(○,8)、简支梁截面强度验算简支梁最大正弯矩(kN.m)：2.780(组合：1;控制位置：0.325m)强度计算最大应力(N/mm2)：12.549<f=215.000简支梁抗弯强度验算满足。简支梁最大作用剪力(kN)：8.612(组合：1;控制位置：0.000m)简支梁抗剪计算应力(N/mm2)：10.674<fv=125.000简支梁抗剪承载能力满足。eq\o\ac(○,9)、简支梁整体稳定验算平面外长细比λy：16.846梁整体稳定系数φb：1.000简支梁最大正弯矩(kN.m)：2.780(组合：1;控制位置：0.325m)简支梁整体稳定计算最大应力(N/mm2)：13.177<f=215.000简支梁整体稳定验算满足。eq\o\ac(○,10)、简支梁挠度验算△标准组合：1.0恒+1.0活断面号：1234567弯矩(kN.m)：0.0000.3450.6891.0321.3751.7162.057剪力(kN)：6.3766.3606.3446.3286.3126.296-6.280断面号：8910111213弯矩(kN.m)：1.7161.3751.0320.6890.3450.000剪力(kN)：-6.296-6.312-6.328-6.344-6.360-6.376简支梁挠度计算结果:断面号：1234567挠度值(mm)：0.0000.0060.0110.0150.0190.0210.022断面号：8910111213挠度值(mm)：0.0210.0190.0150.0110.0060.000最大挠度所在位置:0.325m计算最大挠度:0.022(mm)<容许挠度:3.611(mm)简支梁挠度验算满足。（2）压杆计算压杆的截面尺寸H150x150x6x10，压杆面积3780mm2杆所受压力N=（1.2x2.96+1.4x9.6）/2=8.5KNf=N/A=8.5x103/3780=2.25<[f]（3）埋件计算eq\o\ac(○,1)计算条件弯矩设计值M:0.00kN·m 轴力设计值N:0.00kN剪力设计值V:16.92kN 力的正方向如图所示直锚筋层数:3 层间距b1:125mm直锚筋列数:2 列间距b:120mm锚板厚度t:16mm 锚板宽度B:220mm锚板高度H:350mm 最外层锚筋之间距离z:250mm结构重要性系数γ0:1.0 层数影响系数αr:0.90地震作用:不考虑锚筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,fy＞300,取fy=300N/mm2直锚筋直径d：20mm砼强度等级：C30,fc=14.30N/mm2,ft=1.43N/mm2eq\o\ac(○,2)锚筋截面面积验算a.锚板受剪承载力系数αv:根据混凝土规范9.7.2-5计算:b.锚板弯曲变形折减系数αb:根据混凝土规范9.7.2-6计算:c.直锚筋面积验算:在剪力、轴力、弯矩的组合作用下，直锚筋的计算截面积按照混凝土规范式9.7.2-1及式9.7.2-2计算，并取其中较大值:=120.53mm2计算面积=max{120.53,0.00}=120.53mm2直锚筋实配面积As=6×π×(20/2)2=1884.96mm2≥120.53mm2满足系数=1884.96÷120.53=15.64满足eq\o\ac(○,3)锚固长度:根据混凝土规范9.7.4,受弯直锚筋锚固长度la:实际锚固长度取710mmeq\o\ac(○,4)构造要求a.锚筋间距b、b1和锚筋至构件边缘的距离c、c1:根据混凝土规范9.7.4:b、c≥max{3d,45}=60mm受剪构件,b1、c1≥max{6d,70}=120mm,且b、b1≤300mm由此得:300mm≥b=120mm≥60mm满足要求300mm≥b1=125mm≥120mm满足要求c≥60mm,c1≥120mmb.锚板:根据混凝土规范9.7.4要求,最外层锚筋中心到锚板边缘的距离≥max{2d,20}=40mmb1.宽度B=220mm≥Bmin=40×2+120×(2-1)=200mm满足要求b2.高度H=350mm≥Hmin=40×2+125×(3-1)=330mm满足要求根据混凝土规范9.7.1,锚板厚度不宜小于锚筋直径的0.6倍b3.厚度t=16mm≥tmin=0.6d=12mm满足要求c.焊缝:根据规范9.7.1要求，锚筋直径d≤20mm，宜采用压力埋弧焊。当采用手工焊时，焊缝高度不宜小于max{6,0.6d}=12.0mm。3.3结构防腐介于沿海地区对结构构件的强腐蚀作用，应对所有结构构件进行全面的防腐处理，具体措施如下：a.钢筋混凝土箱涵混凝土强度等级采用C35，混凝土裂缝控制等级为一级，混凝土保护层厚度35mm,混凝土构件外表面刷环氧沥青涂层,厚度不小于300μm，垫层采用C15混凝土垫层。b.钢结构管道支架钢结构加工完毕后,所有钢材表面的原始防腐蚀等级不得低于B级。钢结构在进行防腐涂料施工前，表面应进行喷砂除锈处理，除锈等级不低于Sa2.5，表面粗糙度达到40～70微米。钢结构板厚度不小于6mm,支架采用全面热浸镀锌处理。钢结构及管道支架刷醇酸防锈底漆两道，醇酸磁漆1道，涂层最小总干膜厚度不小于120μm。4九澳油库改造4.1航煤系统改造九澳油库具备航煤装、卸船船，公路装车，通过输油管线向机场油库输油功能。本次航煤系统改造并未改变该系统主要流程，仅在原航煤输油管线出离心泵后，为新建输油管线增加了1个三通和1个DN200口径DBB阀门，使九澳油库发油时可在新老输油管线之间切换选择，方便新老输油管线更替时的操作。现有2台航煤输油泵（一用一备），流量150m3/h，扬程119m，功率90kW，满足近期机场供油需求，预计远期机场航煤需求量增加，最终将更换为流量200m3/h，扬程120m，功率90kW的航煤系统改造流程详见油方-02，本工程涉及航煤工艺流程为：10000m3航煤储油罐→粗过滤器→输油泵→止回阀→流量计→过滤分离器→4.2柴油系统改造九澳油库具备柴油装、卸船船，公路装车，桶装，向锅炉房及发电机房供油的功能。本次柴油系统改造主要增加了通过输油管线向北安码头油库输油的流程，计划在原柴油泵房内替换现有废弃油泵，本次设计新增两台柴油输油泵（一用一备）流量200m3/h，扬程120m柴油系统改造流程详见油方-03，本工程涉及新增柴油工艺流程为：（15000m3或7500m3通过阀门切换）柴油储油罐→粗过滤器→输油泵→止回阀→流量计4.3新增工程量九澳油库改造新增工程量见下表。序号项目规格单位数量备注一航煤系统1直缝电阻焊钢管Φ219.1x7.0Lm502DBB阀门8”个1二柴油系统1离心式油泵Q=200m3/hH=P=90kW台2一用一备2直缝电阻焊钢管Φ219.1x7.0Lm503直缝电阻焊钢管Φ273.1x7.1Lm1004无缝钢管Φ168x620#m1005无缝钢管Φ60.3x3.520#m106无缝钢管Φ27x320#m27安全泄压阀2”个18DBB阀门8”个19平板闸阀DN250PN1.6个210平板闸阀DN200PN1.6个511平板闸阀DN50PN1.6个212平板闸阀DN20PN1.6个213止回阀DN200PN1.6个214螺旋转子流量计LLT-200144～220m3台115粗过滤器DN200PN1.6台216压力表Y-1000～