油气管道水毁悬空事件现场处置技术

油气管道水毁悬空事件现场处置技术严金涛灾害的产生。关键词现场处置管道水毁悬空悬索斜拉索发生管道断裂事件易造成环境污染，尤其是水源污染。正视水毁险情特点，组织快速有效的抢修及防范措施是避免事故发生或减轻事故灾害工作的重中之重。1、管道水毁的破坏形式常见的管道水毁方式主要包括：由于不均匀的浸水导致不均匀的地基、管沟沉降或塌陷而引起的管道露管或悬空；冲沟的溯源侵蚀、沟床下切、沟岸拓宽和扩展，使得沟壁边坡土体失稳，所造成的管道悬空裸露；在暴雨作用下影响管道安全的边坡滑塌；覆盖层上部被径流冲刷，管道暴露；管道横穿河流、沟谷，管沟遭受横向破坏，使管线暴露。2、悬空管道的现场处置方案悬空管道的应急措施遇到险情，在展开抢险作业的同时，应考虑第一时间在条件允许的情况下进行管道的临时提固，减小管道断裂危害的可能性；必要的输油生产运行安排，降压或者停输；次生灾害的防范措施（事件管段的封堵置换以及防污染控制措施）以及险情发展的预警工作。悬索类处置方案该类险情的现场处置，以桥梁建设的悬索桥原理为蓝本。其主要组成部分一般可分为：塔架、主索、悬索及锚固体。双塔架悬索处置方案图2-1双塔架悬索处置示意图单塔架悬索处置方案图2-2单塔架悬索处置示意图无塔架悬索处置方案图2-3无塔架悬索处置示意图视现场抢险现场条件，可否进入大型抢险设备和机械，并根据管道悬空高度的不同选用不同的抢险方案。预置或使用提前制作的支撑塔架对称分布在悬空管道两侧稳固地面。埋设地锚作为主索紧固依靠。连接（可采用卷扬机、倒链、滑轮组、汽车牵引或几种方式结合。主索可选用单根对中敷设以及双根平行敷设。单根对中敷设即只采用一根主两侧水平布置。成悬空管道的临时提固。悬索类抢险处置方案，作为管道悬空处置最常用的手段之一，广泛的应用于典型长2007-20093（φ325*7）82#73#桩+340727斜拉索类处置方案该类险情的抢险，以桥梁建设里的斜拉索桥原理为蓝本。其主要组成部分一般可分但对塔架的要求较高，支持塔架的高度也要视悬空管段的长度而相对增加。其中斜拉索23°。单塔架斜拉索图2-4单塔架斜拉索处置示意图双塔架斜拉索图2-5双塔架斜拉索处置示意图根据现场险情特点以及悬空管段长度选择选取单侧或双侧树立塔架。在塔架外侧根据受力大小方向等埋设多个抗拉地锚并与塔架连接。通过塔架顶部限位槽向管道敷设斜拉索并收紧。支撑类处置方案悬空管道下方可进入施工抢险设备、车辆以及大型抢险机械，消除了再次洪水冲刷等危害的情况下可采用下列抢险方案。在管体悬空高度小于1.5米，可组织大量人员机械设备施工时，可采取草袋素土支持，但一般采用立柱支撑。立柱支撑图2-6立柱支撑处置示意图选用适宜的钢管或枕木自悬空管道下竖直支撑。支撑柱下方硬化或夯实或铺垫枕木钢板，使其受力后不沉降。贴防滑胶皮等，增大受力面积防止管道受力变形。支撑类的处置方案，有着快捷、适宜等优点，作为现场应急处置的重要手段之一能效组织实施，而且抢险材料易准备，条件具备的现场可同时开展多点的抢险，最大程度减缓管道断裂危险，同时也作为后续抢修手段的先期预控措施。本类处置方案在2007年7月马惠线80#桩+200米处管道悬空的抢险作业中得到应用，效果明显。3、悬空类事件现场处置技术塔架的制作与就位塔架：是支承主索的主要构件，分担主索所受的竖向荷载，并传递到下部的塔墩和基础。另外，在风等荷载的作用下，还可对的总体稳定提供安全保证。由于刚性塔架接方式便捷快速，预置时间短，便于拆装及运输，一般抢险现场多位采用。刚性塔架又可做成单柱形或A字形，可单独使用或多塔联合使用，它的使用可提高结构纵向刚度，减小纵向位变，从而减小应力。图3-1单柱型塔架示意图 图3-2塔架主杆及其焊道加强示意图高度（m）起重量高度（m）起重量81015202530（t）金属管截面尺寸（长度*壁厚（mm）5152*8168*10 245*8 299*11 351*11426*1010194*8194*10 245*10 299*13 351*12426*1220245*8245*10 299*10 325*10 377*12426*1430325*9325*9 325*9 325*12 377*14426*14架主杆。钢丝绳主索的选择主索是通过塔架顶部的鞍座限位槽悬挂于主塔上并锚固于两端锚固体中。主索的布置形式一般是采用并行两根，或单根敷设。双根对称平行布置于与鞍座两侧，而单根对中布置与鞍座中心均处于悬空管道的正上方。主索的选择要充分考虑悬空管道及内部介质总重以及悬索的自重。钢丝绳破断拉力计算（一般可查表获得：在缺少钢丝的公称抗拉强度数据，现场作业要求精确数值不高时，可采用经验公式估算：

S=520d²bb——钢丝绳的估算破断拉力N；d——钢丝绳的钢丝直径（mm；b用途机构用支撑臂用起重机械自身用缆风绳用途机构用支撑臂用起重机械自身用缆风绳挂钩捆绑用安全系数4-942.53.56注：结合钢丝绳的破断拉力计算是现场处置过程中钢丝绳主索、悬索规格选择的重要依据。钢丝绳悬索和斜拉索的选择悬索和斜拉索是将加悬空管道上的的竖向荷载通过管道护板传递到主索的受力构悬索和斜拉索一般选择柔性较好钢丝绳索。油气管道的最大允许悬空长度是悬挂吊索的重要依据。应保持各悬索或斜拉索间距均匀且在安全范围内。表3-3管段最大悬空长度（依据Q/SYGD0008-2008油气管道管理与维护规程）管径管材Φ720×8Φ529×7Φ426×7Φ377×7Φ377×7允许悬空长度（m）16Mn<1816Mn<1616Mn<1316Mn<11AF3<7注：是现场处置过程中悬索数量确定的重要依据。钢丝绳的连接悬空管道处置作业中，钢丝绳的使用较为普遍，无论是主索的就位、地锚绳的牵引以及吊索的悬挂都将使用到。在具体作业中还要将不同的钢丝绳相互连接，钢丝绳的连接方法一般分为卡接法和编接法。其中在应急处置作业现场卡接法使用较为普遍。在卡接法连接钢丝绳时，应注意某一规格的钢丝绳要配合相应规格的钢丝绳卡，以及保证钢丝绳连接可靠时所必须使用的钢丝绳卡个数。钢丝绳直径（mm）7-16钢丝绳直径（mm）7-1619-2728-3738-45绳卡数量（个）≥3≥4≥5≥6注：绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍。是现场处置过程中钢丝绳连接紧固的重要依据。锚固体的选择锚固体是塔架固定以及主索着力点的重要组成部分。根据现场环境特点可选择使用地锚、桩锚以及配重方式。这其中地锚的使用最为普遍。30°—45°抵抗向前移动的能力。图3-4一般地锚计算示意图一般地锚的抗拔力基计算：Q=10G+F=5(b+b

)HLΥ+μPcosα1为了保证锚桩在锚坑中有足够的稳定性，其抗拔力必须大于外力向上的垂直分力，即Q>KPsinα式中 K——安全抗拔系数，一般取K=1.8-2.1；一般地锚抗拉力的计算：Q=hLση式中 ——地锚的抗拉力（N；h——锚桩的高度（m；L——锚桩长度σ——锚桩在H深度时土壤允许的耐压力（Pa）(可查表获得)；η——由于锚桩变形引起土壤耐压力的折减系数（可查表获得。抗拉力一定要大于外力的水平向前分力，这样才能保证锚桩在受力后不向前移动，即Q>Psinα在3.5.1,3.5.2中，土壤的单位容重、抗拔角、被动土抗力系数、材质间的滑动系数、作用在H力均可通过查表获得。护板的选择管体护板直接作用在悬空管道上，一般采用与悬空段管道相同直径管道切割扩弧制作而成，护板弧长保持在管道断面周长的1/2—1/3内。主要是为了增大管道受力点处的受力面，