CN103306292B - 输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，包括抗滑支撑墩、梯型槽钢筋混凝土承台和管道变形调节装置的施工，通过在管道与抗滑支撑墩顶部槽型承台上设置可自由滑动的管道变形调节装置，当管道受到滑坡推力作用时，管道可以通过管道变形调节装置自行调节，从而降低管道受力，实现应变设计，达到保护管道安全的目的。另外本发明通过在槽内管道与槽两侧壁之间考虑抗震的需要，加入了弹性较好的填充材料，在强地震时可使管道在梯型承台槽内随地震晃动而左右微微移动来缓解地震强大冲击力作用，从而达到保护管道安全的目的。

Description

输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法

技术领域

本发明涉及一种输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，可广泛用于管道横穿表土层滑坡区（滑面埋深<5m）时对管道进行防护。

背景技术

随着山区长输油气管道的建设和发展，许多地段不可避免地要穿越表土层滑坡发育区，虽然在初期对滑坡进行了治理，使滑坡处于稳定状态，但是在强降雨或地震条件下，表部土体会发生蠕变或者较大的移动，然而管道建设期大多未考虑这种情况，从而没有采取针对性的管道保护措施。管道工程竣工运行后在降雨和地震等条件下，由于表部土体发生移动，进而推动管道变形，甚至造成管道折断破坏，引起石油泄漏、火灾，给管道运营和周围环境造成重大危害。因此对表土层滑坡区管道采取合理的防护措施是非常必要的。

现有技术中，管道通过滑坡区域时往往采取以绕避为主的措施进行防治。在必须通过滑坡区时，虽然对滑坡采取了治理措施，但是在强降雨和地震时，由于滑坡体的蠕变，仍然会造成管道的变形甚至破坏。管道通过表土层滑坡时如何保证管道安全成了技术人员最为关心的问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，可广泛用于管道横穿表土层滑坡区（滑面埋深<5m）时对管道进行防护。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，包括如下步骤：

一、抗滑支撑墩施工：

（1）抗滑支撑墩的几何尺寸

抗滑支撑墩采用长方形方桩形式，平行管道的边视为长方形的长，垂直管道的边视为宽，长方形的长和宽与管道的直径满足以下条件：

1）当管道直径R≤1.0m时，长×宽=1.0×1.2m；

2）当管道直径R满足1.0m＜ R≤1.4m时，长×宽=1.2×1.4m；

3）当管道直径R满足1.4m＜ R≤1.6m时，长×宽=1.4×1.6m；

（2）抗滑支撑墩的长度

抗滑支撑墩长度的1/2需深入滑动面以下；

二、梯型槽钢筋混凝土承台施工：

（1）梯型槽钢筋混凝土承台的基本尺寸

梯型槽钢筋混凝土承台底长与抗滑支撑墩顶面长一致，下底内宽与管道直径一致，下底外宽为管道直径加40~60cm；底厚30~40cm；两侧壁厚20~30cm；与底相交成110°~130°夹角；梯型槽钢筋混凝土承台的高为管道直径的0.7~0.8倍；

（2）梯型槽钢筋混凝土承台与抗滑支撑墩的衔接

1）抗滑支撑墩钢筋笼编制时，主要受力钢筋顶部应伸长至墩顶25cm左右处，折弯5cm左右，衔于梯型槽底20cm左右；

2）编制梯型槽钢筋笼与抗滑支撑墩顶部钢筋笼紧捆在一起；

3）梯型槽与抗滑支撑墩顶部衔接采用现场一次性浇筑施工；

三、管道变形调节装置施工：

管道变形调节装置包括滑条和滑套，其中滑条为高硬度合金钢条，长为管道直径的70%~90%；宽2~3cm；高4~5cm；顶面为半圆形，打磨光滑；滑套为高硬度合金钢管半圆，直径与管道直径相同，长与支撑墩长方形的长相同，壁厚2mm左右；

（1）每个梯型槽底中间及两侧各安装一条滑条，两侧滑条离墩边距离10cm左右，待梯型槽现场浇筑2小时后，在垂直管道延伸方向，用橡皮铁锤轻打入，半圆形上顶面露出槽底面，以便滑条与梯型槽充分接触，并保持固定；

（2）管道安装时下半圆装上滑套，与管道外防腐层紧贴；

（3）梯型槽内下部填塑性材料，上部用碎石土填实。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：通过在管道与抗滑支撑墩顶部槽型承台上设计了一个可自由滑动的装置，当管道受到滑坡推力作用时，管道可以通过滑动装置自行调节，从而降低管道受力，实现应变设计，达到保护管道安全的目的。另外本发明通过在槽内管道与槽两侧壁之间考虑抗震的需要，加入了弹性较好的填充材料，在强地震时可使管道在梯型承台槽内随地震晃动而左右微微移动来缓解地震强大冲击力作用，从而达到保护管道安全的目的。

输油气管道从表土层滑坡（滑动面埋深<5m）横穿通过时，采用本方法能确保管道的运行安全，具有：（1）抗滑坡推力功能；（2）支撑稳定管道的功能；（3）在表土层微蠕变作用下，具有微应变调节的功能。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的施工原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，包括抗滑支撑墩1、梯型槽钢筋混凝土承台2和管道变形调节装置3的施工，具体方法如下：

一、抗滑支撑墩施工：

抗滑支撑墩（桩）主要是用来防治表土层滑坡的，其主要作用是防止滑坡滑动，维持滑坡的稳定性，在本发明中还起到桩基的作用，用来支承管道。

（1）抗滑支撑墩几何尺寸设计

抗滑支撑墩1采用长方形方桩形式，平行管道的边视为长方形的长，垂直管道的边视为宽。长方形的长和宽与管道的直径有关，据此分为以下三组：

1）长×宽=1.0×1.2m，适用于管道直径R≤1.0m；

2）长×宽=1.2×1.4m，适用于管道直径1.0m＜ R≤1.4m；

3）长×宽=1.4×1.6m，适用于管道直径1.4m＜ R≤1.6m。

（2）抗滑支撑墩的长度设计

抗滑支撑墩的长度L为管道底面以下的长度，取决于滑动面4的埋藏深度。其中，抗滑支撑墩长的1/2需深入滑动面4以下，若滑动面4为岩层顶面，则墩长的1/3应深入岩层中。

（3）施工要求

本发明采用人工挖孔施工，由于表土层滑坡土质松散，滑动面埋深不大，选择扰动较小的人工挖孔施工更为合理。针对滑坡防治工程的特殊要求，施工期应避开雨季，最好安排在当年9月到次年5月之间的少雨季节。

二、梯型槽钢筋混凝土承台施工：

梯型槽钢筋混凝土承台2是承接油气管道和上端覆土压力的结构，无论上端何种压力类型，来源方法和大小，都要汇集于梯型槽钢筋混凝土承台，再传于下部抗滑支撑墩1上，并且管道变形调节装置3也设置在其上。

（1）梯型槽钢筋混凝土承台基本尺寸设计

梯型槽钢筋混凝土承台2底长与抗滑支撑墩1顶面长一致，下底内宽与管道直径一致，下底外宽为管道直径加40~60cm，以50cm为优；底厚30~40cm，以35cm为优；两侧壁厚20~30cm，以25cm为优；与底相交成110°~130°夹角，以120°为优。梯型槽钢筋混凝土承台的高H为管道直径的0.7~0.8倍，以0.8倍为优。

（2）梯型槽钢筋混凝土承台与抗滑支撑墩的衔接

1）抗滑支撑墩钢筋笼编制时，主要受力钢筋顶部应伸长至墩顶25cm左右处，折弯5cm左右，衔于梯型槽底20cm左右。

2）编制梯型槽钢筋笼与抗滑支撑墩顶部钢筋笼紧捆在一起。

由于管道运营过程中，会产生轻微的震动，若梯型槽与支撑墩连接不好，会发生变形破坏。所以梯型槽的钢筋笼应与支撑墩顶部钢筋笼紧捆在一起。

3）梯型槽与抗滑支撑墩顶部衔接采用现场一次性浇筑施工

待挖孔完成，首先放入支撑墩钢筋笼，进行混凝土浇筑，并在支撑墩顶部预留一部分钢筋；浇筑完以后立即将顶部留出部分的钢筋与梯型槽钢筋笼紧密捆绑，并立即进行混凝土浇筑，边灌注边用振动棒充分振动搅匀。

三、管道变形调节装置施工：

管道变形调节装置3包括滑条和滑套，其中滑条为高硬度合金钢条，长为管道直径的70%~90%，以80%为优；宽2~3cm，以2.5cm为优；高（厚）4~5cm，以4.5cm为优。顶面为半圆形，打磨光滑。滑套为高硬度合金钢管半圆，直径与管道直径相同，长与支撑墩长方形的长相同，壁厚2mm左右。

（1）每个梯型槽底中间及两侧各安装一条滑条，两侧滑条离墩边距离10cm左右，待梯型槽现场浇筑2小时后，垂直管道延伸方向，用橡皮铁锤轻打入，半圆形上顶面露出槽底面，以便滑条与梯型槽充分接触，并保持固定。

（2）管道安装时下半圆装上滑套，与管道外防腐层紧贴。由于防腐层强度不够，管道在滑坡推力作用下发生微小变形，防腐层与滑条会由于摩擦而产生破坏，这样不利于管道的长期使用。因此，在管道下半圆装上滑套，让滑套与滑条进行摩擦，达到减小摩擦阻力，自动调节的目的。滑套可采用与管材一致的钢材，在管道敷设时采用热焊接的方式将滑套安装在管道外，与防腐层紧贴。

（3）梯型槽内下部可填塑性材料（如塑料球、碎块、稻草、麦草等），上部填实当地碎石土。为保证管道在滑条上部可自由移动，梯型槽内的填充材料采用塑性大的材料为宜，在不阻碍管道运动的同时，对管道的摩擦也较小，可延长管道的使用寿命。梯型槽上部可就地取材，采用当地碎石土填实。这样，在强地震时可使管道在梯型承台槽内随地震晃动而左右微微移动来缓解地震强大冲击力作用，从而达到保护管道安全的目的。

Claims (5)

1.一种输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、抗滑支撑墩施工：

（1）抗滑支撑墩的几何尺寸

抗滑支撑墩采用长方形方桩形式，平行管道的边视为长方形的长，垂直管道的边视为宽，长方形的长和宽与管道的直径满足以下条件：

1）当管道直径R≤1.0m时，长×宽=1.0×1.2m；

2）当管道直径R满足1.0m＜ R≤1.4m时，长×宽=1.2×1.4m；

3）当管道直径R满足1.4m＜ R≤1.6m时，长×宽=1.4×1.6m；

（2）抗滑支撑墩的长度

抗滑支撑墩长度的1/2需深入滑动面以下；

二、梯型槽钢筋混凝土承台施工：

（1）梯型槽钢筋混凝土承台的基本尺寸

梯型槽钢筋混凝土承台底长与抗滑支撑墩顶面长一致，下底内宽与管道直径一致，下底外宽为管道直径加40~60cm；底厚30~40cm；两侧壁厚20~30cm；与底相交成110°~130°夹角；梯型槽钢筋混凝土承台的高为管道直径的0.7~0.8倍；

（2）梯型槽钢筋混凝土承台与抗滑支撑墩的衔接

1）抗滑支撑墩钢筋笼编制时，主要受力钢筋顶部应伸长至墩顶25cm处，折弯5cm，衔于梯型槽底20cm；

2）编制梯型槽钢筋笼与抗滑支撑墩顶部钢筋笼紧捆在一起；

3）梯型槽与抗滑支撑墩顶部衔接采用现场一次性浇筑施工；

三、管道变形调节装置施工：

管道变形调节装置包括滑条和滑套，其中滑条为高硬度合金钢条，长为管道直径的70%~90%；宽2~3cm；高4~5cm；顶面为半圆形，打磨光滑；滑套为高硬度合金钢管半圆，直径与管道直径相同，长与支撑墩长方形的长相同，壁厚2mm；

（1）每个梯型槽底中间及两侧各安装一条滑条，两侧滑条离墩边距离10cm，待梯型槽现场浇筑2小时后，在垂直管道延伸方向，用橡皮铁锤轻打入，半圆形上顶面露出槽底面，以便滑条与梯型槽充分接触，并保持固定；

（2）管道安装时下半圆装上滑套，与管道外防腐层紧贴；

（3）梯型槽内下部填塑性材料，上部用碎石土填实。

2.根据权利要求1所述的输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，其特征在于：当步骤一所述的滑动面为岩层顶面时，抗滑支撑墩长度的1/3需深入岩层中。

3.根据权利要求1所述的输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，其特征在于：所述梯型槽与抗滑支撑墩顶部衔接现场一次性浇筑施工方法如下：待挖孔完成，首先放入支撑墩钢筋笼，进行混凝土浇筑，并在支撑墩顶部预留一部分钢筋；浇筑完以后立即将顶部留出部分的钢筋与梯型槽钢筋笼紧密捆绑，并立即进行混凝土浇筑，边灌注边用振动棒充分振动搅匀。

4.根据权利要求1所述的输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，其特征在于：所述滑套采用与管材一致的钢材，在管道敷设时采用热焊接的方式将滑套安装在管道外，与防腐层紧贴。

5.根据权利要求1所述的输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法，其特征在于：所述塑性材料包括塑料球、碎块、稻草和麦草。