中緬長輸管道跨越設(shè)計(jì)運(yùn)營的安全措施

中國石油北京油氣調(diào)控中心

中緬長輸管道跨越設(shè)計(jì)運(yùn)營的安全措施

尚義中國石油北京油氣調(diào)控中心

中緬長輸管道設(shè)計(jì)中所采取的安全措施主要考慮懸索跨越和斜拉跨越各種結(jié)構(gòu)的計(jì)算、材料的選用及工藝是否合理。設(shè)計(jì)時(shí)對跨越管道進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)識別，對15個(gè)可能導(dǎo)致管道失效的危險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析，并應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)矩陣對不同危險(xiǎn)事件發(fā)生的可能性及嚴(yán)重性進(jìn)行評估，得到了不同危險(xiǎn)事件的風(fēng)險(xiǎn)級別，其中高風(fēng)險(xiǎn)事件2個(gè)，分別為由風(fēng)振引起的破壞和岸庫再造引起的岸坡失穩(wěn)。參照國內(nèi)外的相關(guān)做法，設(shè)計(jì)考慮中緬跨越設(shè)置4～6人的專人值守，同時(shí)設(shè)置跨越管道預(yù)警和監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)技防和人防相結(jié)合的安全保衛(wèi)方案。

長輸管道；跨越；運(yùn)營；措施；安全

1 跨越設(shè)計(jì)中的安全措施

中緬長輸管道設(shè)計(jì)中所采取的安全措施主要考慮懸索跨越和斜拉跨越各種結(jié)構(gòu)的計(jì)算、材料的選用及工藝是否合理。

（1）管橋計(jì)算。除了懸索跨越或者斜拉跨越的纜索計(jì)算采用容許應(yīng)力法外，其他均采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。

（2）纜索計(jì)算。采用彈性的分析方法，計(jì)算出纜索在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的內(nèi)力，按2.5的安全系數(shù)控制，按照容許應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。

（3）基礎(chǔ)計(jì)算。在強(qiáng)度和變形驗(yàn)算的基礎(chǔ)上，對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。對于有承臺的基礎(chǔ)，需要對承臺進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算。

（4）對于鋼筋混凝土橋塔，按照極限狀態(tài)法分別驗(yàn)算在最不利荷載工況下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形，通過基礎(chǔ)尺寸設(shè)計(jì)和配筋設(shè)計(jì)使結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)范要求，對于地震裂度高的地區(qū)按規(guī)范進(jìn)行抗震驗(yàn)算。

（5）抗風(fēng)計(jì)算。結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)主要考慮百年一遇風(fēng)速引起的基本風(fēng)壓，按照橋梁規(guī)范進(jìn)行風(fēng)載計(jì)算。

（6）地震。大型跨越按照50年超越概率為2%的地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。主要抗震措施如下：①跨越結(jié)構(gòu)采用明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；②支座處設(shè)置橡膠板，提高結(jié)構(gòu)吸能能力；③管道支座橫向適當(dāng)加寬，使管道在地震作用下有一定的變形空間；④樁基礎(chǔ)在滿足規(guī)范要求下，適當(dāng)加深；⑤合理分布結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，避免局部產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中，跨越兩側(cè)設(shè)置截?cái)嚅y；⑥跨越段管材選用直縫埋弧焊鋼管，技術(shù)規(guī)格書中對管材的韌性、可焊性要進(jìn)行嚴(yán)格的要求以保證質(zhì)量，對跨越段所用管材，應(yīng)駐廠監(jiān)造；⑦跨越管道的壁厚嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，考慮跨越等級的管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)，對于熱煨彎管，除了考慮壁厚增大系數(shù)，還考慮制造過程中的減薄量；⑧鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及跨越段管道均采用三層復(fù)合結(jié)構(gòu)防腐，氟碳面漆，防腐性能好，耐紫外線強(qiáng)；⑨在大型跨越管道的上游設(shè)置監(jiān)控閥室，在下游設(shè)置截?cái)嚅y室，保證跨越管道在出現(xiàn)泄漏的極端情況下能及時(shí)截?cái)唷?/p>

2 運(yùn)營期間安全考慮

2.1安全保衛(wèi)

針對中緬管道作為中國能源通道的戰(zhàn)略意義，參照國內(nèi)外的相關(guān)做法，設(shè)計(jì)考慮中緬跨越設(shè)置4～6人的專人值守，同時(shí)設(shè)置跨越管道預(yù)警和監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)技防和人防相結(jié)合的安全保衛(wèi)方案。

跨越兩岸基礎(chǔ)在跨越結(jié)構(gòu)施工完成后，將用圍欄封閉，圍欄采用鐵絲網(wǎng)圍欄，圍欄上預(yù)留大門，在靠公路近的一側(cè)大門內(nèi)設(shè)置值班室。

2.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)

中緬長輸管道工程跨越點(diǎn)處設(shè)置視頻監(jiān)控設(shè)備，對跨越的管道進(jìn)行監(jiān)視。根據(jù)需要在兩側(cè)跨越點(diǎn)各設(shè)置固定槍式攝像機(jī)1臺，攝像頭安裝在6m高的電桿上，根據(jù)跨越距離的長度選擇20倍的自動(dòng)變焦鏡頭，管道跨越點(diǎn)處于南部地區(qū)，氣溫較高，因此防護(hù)罩只需設(shè)置雨刷器，不必設(shè)置風(fēng)扇和加熱等設(shè)備。監(jiān)控視頻信號利用與管道同溝敷設(shè)的光纖傳輸?shù)洁徑y室的光傳輸設(shè)備上，然后通過光傳輸系統(tǒng)上傳至監(jiān)控中心。

2.3應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)

鑒于中緬管道作為能源通道的重要性，管道跨越備受關(guān)注，跨越處有些河流（怒江、瀾滄江）是國際性河流，管道面臨的安全形式非常嚴(yán)峻，管道一旦遭到破壞，將造成巨大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)損失，故管道懸索跨越擬設(shè)置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)。

設(shè)置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)的跨越有怒江跨越、瀾滄江跨越、漾濞江跨越、烏江跨越、龍江跨越、紅水河跨越共6處。

該監(jiān)測系統(tǒng)主要包括主受力構(gòu)件鋼絲繩的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測，初步考慮設(shè)置16個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，主索6個(gè)、風(fēng)索主索4個(gè)、吊索2個(gè)、風(fēng)索拉索2個(gè)、連接索2個(gè)。該監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能：①系統(tǒng)可以容納多個(gè)測點(diǎn)；②采集儀具有低功耗，標(biāo)配電池供電時(shí)，待機(jī)時(shí)間長達(dá)半年以上；③在受到干擾的情況下，系統(tǒng)能自行判斷復(fù)位重啟，保證系統(tǒng)長期可靠的運(yùn)行；④采集儀具有防水、防潮、防酸功能，能夠勝任惡劣環(huán)境下長期監(jiān)測任務(wù)。

該監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)采用傳感器采集數(shù)據(jù)，傳感器通過可靠卡具固定在鋼絲繩上，并通過有線方式傳送至采集儀，采集儀設(shè)置在橋面上，方便更換電池。

跨越一側(cè)的值班室設(shè)置1臺終端機(jī)，采集的數(shù)據(jù)通過光通信系統(tǒng)遠(yuǎn)傳至中緬管道運(yùn)行維護(hù)管理處，數(shù)據(jù)由管理處專人分析，分析軟件由系統(tǒng)廠家提供。

3 風(fēng)險(xiǎn)識別及措施

設(shè)計(jì)時(shí)對跨越管道進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)識別，對15個(gè)可能導(dǎo)致管道失效的危險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析，并應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)矩陣對不同危險(xiǎn)事件發(fā)生的可能性及嚴(yán)重性進(jìn)行評估，得到了不同危險(xiǎn)事件的風(fēng)險(xiǎn)級別，其中高風(fēng)險(xiǎn)事件2個(gè)，分別為由風(fēng)振引起的破壞和岸庫再造引起的岸坡失穩(wěn)。

（1）針對風(fēng)振引起破壞，設(shè)計(jì)采取的措施為：①進(jìn)行管橋的頻率分析；②風(fēng)索系統(tǒng)與平面角度不小于10°，代替共軛索；③設(shè)置風(fēng)索預(yù)拉力，增加管橋的整體剛度，增大管橋的震動(dòng)頻率，風(fēng)索主索預(yù)拉力設(shè)為最大風(fēng)載作用下拉力的50%；④設(shè)置連接索，連接索為主索與風(fēng)索主索的連接索，每10m設(shè)置1根，目的是防止風(fēng)引起顫振、抖振和渦振，干擾整個(gè)索系的頻率。

（2）針對岸庫再造對跨越位置的影響，設(shè)計(jì)采取下列措施：①對于有岸庫再造影響，可能引起邊坡失穩(wěn)的河流，委托權(quán)威單位進(jìn)行岸庫再造專項(xiàng)評價(jià)；②根據(jù)專項(xiàng)評價(jià)結(jié)果，對于可能發(fā)生的小型滑坡，采取護(hù)坡、抗滑樁等工程措施。

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.2.008