隨著技術(shù)交流的發(fā)展,將先進(jìn)技術(shù)引入我國(guó)長(zhǎng)輸管道工程勘測(cè)中是行業(yè)發(fā)展的必然需要。本文分別對(duì)國(guó)內(nèi)工程地質(zhì)勘察和測(cè)量在長(zhǎng)輸管道工程中的應(yīng)用情況、國(guó)外長(zhǎng)輸管道勘察技術(shù)狀況進(jìn)行了深入分析。希望本文的研究能為我國(guó)長(zhǎng)輸管道工程勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展起到借鑒作用。長(zhǎng)輸管道是是指產(chǎn)地、儲(chǔ)存庫(kù)、用戶間的用于輸送油、氣介質(zhì)的管道。管道運(yùn)輸與常規(guī)運(yùn)輸方式相比具有運(yùn)輸量大、運(yùn)費(fèi)低、自動(dòng)化程度高、占地少、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)長(zhǎng)距離、大管徑的管道輸送石油天然氣已經(jīng)成為一種通行的做法。
工程地質(zhì)勘察的設(shè)備正向著運(yùn)輸和安裝方便、鉆進(jìn)性能全面、鉆進(jìn)效率高方向發(fā)展,從國(guó)際到國(guó)內(nèi)、從政府到企事業(yè)都在投入大量的資金和人力發(fā)展長(zhǎng)輸管道工程勘察技術(shù)。
一、國(guó)內(nèi)工程地質(zhì)勘察應(yīng)用情況
1、工程鉆探
我國(guó)上世紀(jì)七十年代采用了DPP-100型車(chē)裝鉆機(jī)。它是油壓給進(jìn)轉(zhuǎn)盤(pán)式的車(chē)裝鉆機(jī)。該機(jī)全套設(shè)備都裝在一部載重4噸的解放牌、東風(fēng)牌汽車(chē)上,運(yùn)輸和安裝比較方便,鉆進(jìn)性能全面,鉆進(jìn)效率高。為了滿足設(shè)計(jì)和施工所需要的技術(shù)參數(shù),除常規(guī)的工程鉆探手段外,還要配合靜力觸探試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、靜力載荷試驗(yàn)等原位測(cè)試方法和手段。國(guó)內(nèi)有多家專業(yè)工程鉆機(jī)生產(chǎn)廠商,可以滿足在任意地層條件下的鉆探工作。大部分是油壓給進(jìn)轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī),包括車(chē)載和無(wú)動(dòng)力小型鉆機(jī)。歐洲常用的以鏈條為動(dòng)力的小型鉆機(jī),我國(guó)并不多見(jiàn)。
2、取樣和取土器
隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需要,工程鉆探的工作量日益增加,鉆孔深度不斷增大。目前國(guó)內(nèi)有成熟的取樣器標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,也由建設(shè)部指定生產(chǎn)廠商,但在實(shí)際勘察工作中,由于受到收費(fèi)、工期以及工程項(xiàng)目操作不規(guī)范等多種因素的影響,大部分取樣器采用的是敞口厚壁取土器,只能取到二級(jí)土樣,在工程中借助經(jīng)驗(yàn)提供土性指標(biāo)。要想取到高質(zhì)量的一級(jí)土樣,目前不是技術(shù)問(wèn)題,而是市場(chǎng)和管理問(wèn)題。
3、靜力觸探試驗(yàn)
九十年代采用了國(guó)產(chǎn)新一代產(chǎn)品:LMC-C21D型靜探微機(jī),實(shí)現(xiàn)了靜探微機(jī)化、自動(dòng)化。采用不同的探頭,可以獲取錐尖阻力、側(cè)壁摩擦阻力、孔隙水壓力等力學(xué)指標(biāo)。國(guó)內(nèi)還有其他幾個(gè)生產(chǎn)廠商,近幾年還生產(chǎn)出了波速探頭等新產(chǎn)品。此外原理相似的孔內(nèi)靜力試驗(yàn)裝置,比如扁鏟側(cè)脹、旁壓試驗(yàn)等都已經(jīng)積累了足夠的使用經(jīng)驗(yàn),設(shè)備和技術(shù)都是成熟的。
4、動(dòng)力觸探
圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn):目前國(guó)內(nèi)外所做的動(dòng)力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用基本上是建立在統(tǒng)計(jì)得出的相關(guān)關(guān)系上面,有時(shí)也用到經(jīng)修正的理論計(jì)算結(jié)果,這些關(guān)系的應(yīng)用都受到其統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)范圍和條件的限制。
二、國(guó)內(nèi)工程測(cè)量應(yīng)用情況
1、常規(guī)工程測(cè)量
常規(guī)的工程測(cè)量所使用的儀器由五十年代的光機(jī)型已轉(zhuǎn)為電子型,在儀器更新?lián)Q代的過(guò)渡階段,光機(jī)型儀器還沒(méi)有退出歷史舞臺(tái),在一些工作中仍發(fā)揮著一定的作用,但更多的使用是“電磁波測(cè)距儀+經(jīng)緯儀”及“全站儀”。 在管道中線和縱斷面測(cè)量的數(shù)據(jù)采集過(guò)程中,普遍實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化,一般用PC-1500(或PC-E500)、電子手簿(數(shù)據(jù)采集器)進(jìn)行半手工或自動(dòng)數(shù)據(jù)記錄采集,結(jié)束了歷史上的人工記錄。在地形圖測(cè)繪上,普遍采用“全站儀”進(jìn)行測(cè)量和記錄,對(duì)各種地形要素的記錄一般分為“無(wú)編碼”和“編碼”兩種,最后成圖一般均采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)制圖方式。地圖矢量化技術(shù)已于1997年得到應(yīng)用,通過(guò)對(duì)小比例尺地形圖或白紙圖原圖的掃描,最終實(shí)現(xiàn)了矢量化,使二維的白紙圖可變成三維數(shù)字圖,并可對(duì)圖紙的伸縮和掃描造成的誤差進(jìn)行校準(zhǔn)。
2、全球定位系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用
九十年代以來(lái),GPS技術(shù)在管道測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用,該技術(shù)的應(yīng)用不僅解決了因國(guó)家控制點(diǎn)被破壞而給坐標(biāo)聯(lián)測(cè)帶來(lái)的困難,而且提高了測(cè)量精度和工作效率。目前GPS技術(shù)普遍應(yīng)用在管道轉(zhuǎn)點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)量上。1990年12月管道勘察設(shè)計(jì)院首次引進(jìn)WM101接收機(jī)標(biāo)志著GPS技術(shù)在管道勘察中得到應(yīng)用,先后完成了多條管道的轉(zhuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量和輪南“輪一聯(lián)-LN12”地區(qū)測(cè)圖控制。1998年在蘇丹穆格萊德石油發(fā)展項(xiàng)目的“黑格里格-蘇丹港原油外輸管道工程”的特定的地理環(huán)境中,在短短的兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi),利用GPS技術(shù)不僅施測(cè)了管道轉(zhuǎn)點(diǎn)坐標(biāo),而且采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了1200km的管線縱斷面測(cè)量和部分站場(chǎng)、穿跨越地形測(cè)量,創(chuàng)下了管道測(cè)量史無(wú)前例的記錄,為整個(gè)工程贏得了時(shí)間。