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穿越河流輸油管道搶維修技術(shù)

文檔作者：常向東董紅亮楊勝凡趙麗新文檔來源： 1．后勤工程學(xué)院供油系儲運教研室 2．海軍工程設(shè)計研究局		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月09日
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2011往
第1期
茬 技 術(shù)
Pipeline Technique
2011
No．1
穿越河流輸油管道搶維修技術(shù)
常向東 ，董紅亮 ，楊勝凡 ，趙麗新
(1．后勤工程學(xué)院供油系儲運教研室，重慶401311；2．海軍工程設(shè)計研究局，北京100070)
摘要：穿越河流輸油管道由于受其所處自然環(huán)境的影響，容易發(fā)生各種破壞，其搶維修的工作也是
輸油管道維護工作中的重點和難點。文中在分析了穿越河流輸油管道的破壞因素、破壞形式及其破壞
原因的基礎(chǔ)上，總結(jié)分析了當(dāng)前穿越河流輸油管道破壞搶維修的主要技術(shù)和基本方法，并分析了各自
的適用條件和特點。歸納了穿越河流輸油管道搶維修工作的基本流程，對針對各種管道破壞形式、河
流情況及環(huán)境狀況，提出了相應(yīng)的管道搶維修技術(shù)方案。
關(guān)鍵詞：輸油管線；穿越河流；搶維修
中圖分類號：TE832 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004—9614(2011)01—0040—04
Study of the River-traversing Pipeline Rescue Service Technology
CHANG Xiang—dong ，DONG Hong—liang ，YANG Sheng—fan ，ZHAO Li—xin
(1．Logistics Engineering University，Chongqing 401311，China；
2．Project Design and Investigation Ofice of PLA Navy，BeUing 100070，China)
Abstract：Because of the environment，the fiver—traversing pipelines are often destroyed，so the work of the rapidness servi—
cing is the key dificulty of the oil pipeline maintenance work．Based on the breakage factor，the breakage form and the cause of
breakage that has been analyzed，the main current rescue service technologies are summarized，and their application condition and
characteristic are analyzed．The rapidness servicing steps of the river—traversing pipeline are concluded．The rapidness servicing
technology projects are brought forward in light of the breakage form ，the rivers’condition and the environment．
Key words：oil pipeline；traversing river；rapidness servicing
0 引言
輸油管線穿越河流由于不受水流速度、水域?qū)?
度、通航等限制，且安全可靠，成為很多管道工程通過
河流的首選方案。
但是管道一但受到破壞，由于處于河流這種特定
自然環(huán)境下，搶維修工作十分困難，后果也十分嚴(yán)重，
影響范圍大，所以一直是管道搶維修的一個重點和難
點? 。
1 穿越河流管道破壞因素、破壞形式及原因
1．1 穿越河流管道破壞因素
穿越河流管道處于潮濕復(fù)雜的環(huán)境，導(dǎo)致管道破
壞的因素很多，如圖1所示。
1．2 管道破壞形式及原因
穿越河流輸油管道由于受到不同環(huán)境、不同情況
的影響，破壞形式也多種多樣，主要破壞形式如表1所
示 。
收稿日期：2010一O1—12 收修改稿日期：2010—08—31
內(nèi)腐蝕
外腐蝕
施工缺陷
管材缺陷
圖1 穿越河流管道破壞因素
～一一一～一一一一一一一一一一一 環(huán)穿越河流
第l期 常向東等：穿越河流輸油管道槍維修技術(shù) 41
表1 穿越河流輸油管道的主要破壞形式 進行輸油，主要有3種方法 ，如表2所示。
2 穿越河流管道事故搶維修技術(shù)
2．1 臨時搶維修技術(shù)
這種搶維修方式主要是當(dāng)管道發(fā)生破壞事故時，
由于搶維修條件不好(如河水流速大)或搶維修條件
不成熟，為了防止事故的進一步擴大，所采取的臨時
措施，當(dāng)搶維修條件達到時再進行維修。
2．1．1 帶壓封堵技術(shù)
帶壓封堵技術(shù)是油料在管道中流動的條件下，用
大于系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)壓力的外部推力將具有熱塑性、熱固
化的密封劑壓入由專用夾具與泄漏部位外表面構(gòu)成
的密封空間，使之流滿管道泄漏孔隙和通道，密封劑
在延滯一定時間、加熱一定溫度后，先變成可塑體，然
后迅速固化，在泄漏部位建立起一個固定的新密封結(jié)
構(gòu)，從而消除管內(nèi)介質(zhì)的泄漏。_3
這種技術(shù)可以在不停產(chǎn)的情況下進行搶維修，但
是所需的技術(shù)條件較高，管道壓力不高，對大型穿越
河流管道無法實現(xiàn)。
2．1．2 臨時固定管道
在汛期，當(dāng)管線被洪水沖蝕，露出河床時，為防止
管道被沖斷，就要馬上對其實施搶維修。搶維修時，
在沖管上下游鋪石籠、管道上鋪石籠被，并相互連接
成一體，管道附近沖溝用編織袋防護并打鋼管固定。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)漂管或可能漂管時，一般用石籠或水泥U形塊
壓在管道上，限制管道繼續(xù)上漂，管道兩端打樁限制
管道兩邊悠動。
這種方法只是臨時固定管道，一旦維修條件成
熟，立即進行維修。
2．1．3 敷設(shè)臨時輸油管道
當(dāng)管道已經(jīng)斷裂時，為防止油料的大量泄漏，必
須關(guān)閉河流兩邊的應(yīng)急閥門，并架設(shè)臨時輸油管道，
表2 敷設(shè)臨時輸油管道形式
2．2 永久性搶維修技術(shù)
永久性管道搶維修技術(shù)是對事故管道進行徹底
的搶維修，經(jīng)搶維修的管道可以達到設(shè)計要求，恢復(fù)
到管道事故前狀態(tài)的管道搶維修技術(shù)。
2．2．1 管道埋深恢復(fù)
管道由于洪水的沖蝕而露出河床，可能會形成沖
管或漂管事故，但經(jīng)過技術(shù)評估，管道并沒有受到破
壞，還可以繼續(xù)使用，只需把管道埋人河床即可。l5 這
種情況下，可采用管道埋深恢復(fù)方法。
(1)圍堰深埋
河流處于枯水期，河流流量不大。搶維修時，可
以在事故管道的上下游進行圍堰排水后，在圍堰內(nèi)對
露出河床的管道重新開挖管溝，對管道進行填埋，達
到管道的設(shè)計深度及其他指標(biāo)，并對管道進行箱形蓋
板保護。
(2)打樁回淤
當(dāng)河流長期流量較大且含沙泥較多，不便設(shè)圍堰
或圍堰工程量較大時采用該方法。在事故管道下游
0．5 m處打一排緊密的木樁，利用木樁對河水的攔截
作用使河水中的沙泥沉降回淤至事故管道處，逐漸把
事故管道埋入河床。
(3)挖泥船埋覆
在管線的上、下游挖掘泥沙，然后埋覆在裸露的
管子上，若管線已露出水面，還需在河床上挖掘一條
管溝，將管線重新放到管溝以后再進行埋覆。在進行
這項工作時，兩岸需有微波測距儀精確地測定挖泥船
沿管線的位置，以便保證挖泥船始終在整個管線的上
方。船上應(yīng)裝有回音測深儀檢查各個位置的溝深和
管子的埋深。
(4)泥漿橡膠袋加固
使用一個夾緊管線的裝置，在夾緊裝置上安裝幾
個彈性橡膠袋和1根連接橡膠袋與船上灌漿裝置的軟
絲Pipeline Technique and Equipment Jan．20 1 1
管。操作步驟為：從船上將夾持裝置放下并夾持住水
下待加固的懸空管線；夾持裝置的側(cè)面裝設(shè)有幾個彈
性容器；借助滑動的方式將彈性容器隨夾持裝置滑到
懸空管線的底部；通過軟管由船上向容器中注入泥
漿，泥漿凝固后，懸空段即被加固完畢。
2．2．2 管道更換
當(dāng)管道已經(jīng)破壞或斷裂就需對管道進行更換，重
新安裝新管道。
(1)枯水期更換
當(dāng)河流處于枯水期時，可以對管道進行全面的更
換和維修，可采用人工開溝或單斗挖溝機、推土機開
挖管溝，挖出事故管道，并切割下事故管道，焊上新管
道，經(jīng)試壓、焊縫檢測后埋入管溝，并做箱形蓋板保
護。
(2)圍堰導(dǎo)流法
如河流沒有枯水期，當(dāng)河流的流量及流速不大
時，可采用圍堰導(dǎo)流法開挖管溝。圍堰法是利用堤壩
(堰)把施工區(qū)和水流隔斷，用導(dǎo)流渠疏導(dǎo)水流，然后
在施工區(qū)排水、搶維修管道的方法。l6
圍堰導(dǎo)流的施工流程如圖2所示。
圖2 圍堰導(dǎo)流法施工流程
圍堰導(dǎo)流的施工示意圖如圖3所示。
便橋
管
管道預(yù)制區(qū) 溝
I ＼l
上游堰上游截水堰 下游裁7f(塥下游塥
圖3 圍堰導(dǎo)流的施工示意圖
圍堰要求施工簡單，維護容易，拆除方便，并能滿
足抗滑穩(wěn)定、防滲、抗沖及具有一定強度等要求。圍
堰布置在搶維修主體工程輪廓線以外。圍堰主要有
土石方圍堰和無土圍堰法。土石方圍堰是利用當(dāng)?shù)?
的土和石進行圍堰，無土圍堰主要是采用標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁
圍堰穿越河流和水渠，適用于可斷航的河流和水渠，
是一種實用的、先進的穿越技術(shù)和方法。
在上、下游堰圍好以后，立即用水泵進行抽水，將
上、下游堰體內(nèi)的積水排到堰外。為了控制滲水，在
上、下游堰之間圍截水堰，截水堰與上(下)游堰間存
水槽用土工布鋪墊控制滲水，每個存水槽用多臺潛水
泵排積水。
(3)截流法
截流法是在流量較小的河流上、下游設(shè)置一道截
水壩，在其中間位置進行管道搶維修的方法。截流后
不建導(dǎo)流渠，可輔助安放導(dǎo)流管或采用水泵向下游倒
水。
在管道上、下游修筑兩條攔水壩時，由于此類河
渠的水較深，可采用通常的袋裝土筑壩。對于水深小
于等于2 m的河流，采用單排槽鋼圍堰；對于水深大
于2 m的河流，采用雙排槽鋼圍堰?？紤]到防滲功
能，可在兩條壩的迎水面上用無紡布作防滲層。完成
圍堰后，立即用水泵排圍堰內(nèi)的明水。
(4)潛水沉艙法
對水速超過1 m／s，水深在10 Ul以內(nèi)的河流，采
用設(shè)計成上面敞口的潛水沉艙，將管子封閉到艙內(nèi)，
排除艙內(nèi)的水，然后進入干燥的艙內(nèi)進行修理工作。
這種方法的缺點是造價高。
3 穿越河流管道事故搶維修技術(shù)選擇
3．1 穿越河流管道事故搶維修流程
穿越河流管道事故搶維修流程如圖4所示。
l到達搶修現(xiàn)場，關(guān)閉截斷閥，管道放空f
醫(yī)
‘
清理施工現(xiàn)場(圍堤、筑壩、引流、管溝開挖)
I
I清除絕緣層，超聲波測量壁厚l
I
l切除破壞管段l
I
f焊接新管段f
●
I射線探傷，磁粉檢測焊縫l
●
l對更換管段進行絕緣、防腐處理l
●
f管段清理(通球)，現(xiàn)場恢復(fù)l
圖4 搶維修流程圖
3．2 各種事故搶維修方案的選擇
由于穿越河流管道事故的類型多種多樣，環(huán)境復(fù)
雜，水文情況不同，對搶維修方案的選擇有所不同，表
3、表4為各種情況下的搶維修方案。
(上接第39頁)據(jù)及流程等環(huán)節(jié)，造成在修復(fù)補強并
回填一段時間后，開挖驗證時發(fā)現(xiàn)修復(fù)點會出現(xiàn)修復(fù)
材料與管體脫粘、分層、空鼓、開裂等現(xiàn)象。因此，為
了減少這些工程問題的出現(xiàn)，急需建立一種管道修復(fù)
補強用纖維復(fù)合材料現(xiàn)場施工驗收流程。
另外，從以上復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用存在的
問題可以看出，脫粘、分層、空鼓、壓邊搭邊及邊界端
頭無封口或封口不完整等問題的存在，給已修復(fù)補強
的在役管道的安全運行和完整性管理又帶來了新的
難題，急需建立與復(fù)合材料修復(fù)補強技術(shù)相對應(yīng)的檢
驗及評價體系。目前，國內(nèi)對新發(fā)展起來的復(fù)合材料
修復(fù)補強技術(shù)的應(yīng)用評價研究尚為空白。因此，急需
建立一種簡單易行的管道修復(fù)補強用纖維復(fù)合材料
現(xiàn)場應(yīng)用效果的檢驗及評價指標(biāo)體系。
3 結(jié)束語
隨著管道大修、改造l工作量的不斷增大，國內(nèi)含
缺陷油氣輸送管道的修復(fù)和補強工作將不斷增加，各
油氣輸送機構(gòu)正尋求更加經(jīng)濟、安全和簡捷的維修方
法，從而使采用復(fù)合材料補強技術(shù)修復(fù)含缺陷管道的
市場需求也隨之加大。
為了提高補強修復(fù)工程質(zhì)量，減少因施工而引起
的脫粘、分層、空鼓等現(xiàn)象的發(fā)生，急需建立一種管道
修復(fù)補強用纖維復(fù)合材料現(xiàn)場施工驗收流程。另外，
還需建立一種簡單易行的管道修復(fù)補強技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)
用效果的檢驗及評價指標(biāo)體系，確保對已補強修復(fù)的
在役管道修復(fù)點的狀態(tài)和修復(fù)效果有一個全面清楚
的認(rèn)識。
參考文獻：
[1] TRUE W R．Composite Wrap Approved for US Gas Pipeline
Repairs．Oil＆Gas Journal，1995(2)：17—21．
【2] 楊紅，耶潔，毛華，等．復(fù)合修復(fù)材料在輸氣管道的應(yīng)用．
天然氣與石油，2006，24(5)：4—6．
[3] 王巨洪，姜世強．管道缺陷補強修復(fù)新技術(shù)．管道技術(shù)與
設(shè)備，2006(5)：30—32．
[4] STEPHENS D R，KILINSKI T J．Field validation of composite
repair of gas transmission pipelines．Final Report to the Gas
Research Institute，Chicago，Illinois，1998，GRI-98：0032．
作者簡介：馬衛(wèi)鋒(1979一)，工程師，博士，從事油氣輸送管道
復(fù)合修復(fù)補強技術(shù)等研究工作。

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