油气田工艺管道的沉降分析与防护

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【摘要】在油气田地面工程建设中，如净化厂、集输站场与单井站场施工过程，工艺管道安装是必不可少的重要部分，并且大多数管道将进行埋地敷设。在施工过程中，以及完工后的使用中，埋地段工艺管道往往由于管道回填、基础处理等多种因素会造成管道的沉降。本文就工艺管道的沉降进行分析，并提出相关防护措施。

【关键词】埋地工艺管道 沉降 防护措施

1 概述

在油气田地面工程建设的厂站施工过程，工艺管道安装是必不可少的重要部分，其中大部分工艺管道采用埋地敷设。因此在施工中必须先根据施工图纸进行放线、管沟开挖，对焊接完成的工艺管道进行检测、防腐、保温之后进行回填。埋地工艺管道回填过程很多不确定性因素导致在回填过程中或回填完成后，回填土会有不均匀沉降现象。回填土沉降导致工艺管道弯曲形变，一旦超过容许变形值，最终可能导致管道输送介质泄漏或爆炸事故。因此对工艺管道的沉降问题的防护在油气田地面建设中是很重要的。本文就工艺管道沉降问题进行分析，并提出一定的防护措施。2 对沉降的分析2.1 管道受力分析

（1）管道自身所受重力：包括埋地管道自身重力、埋地管道连接的管道及阀门等重力传递至埋地管道上的载荷和管道输送介质所受重力（将管道与输送介质作为整体进行分析）；

（2）管道基础对管道本体向上的支撑力；

（3）管道输送介质时介质波动对管道产生的动载荷；

（4）管道上覆土对管道本体产生的附加载荷，载荷数值随埋深的增加而增加；通常站场内工艺管道埋设方式采用沟埋式，即开挖管沟后进行管道敷设，然后进行分层夯实回填。假设沟内任一深度的平面上，回填土的竖向压力均匀分布，且管顶承担全部填土压力，则管顶竖向土压力为：

在管道下沟前，将基底的积水、杂物等清理干净后，再对管沟基础进行分层强夯，每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定。夯压时，夯迹应互相搭接，防止漏压、漏夯。进行分层强夯可增加土体密实度，减小地表水下渗量，降低渗流破坏的可能。强夯法对软土基础的加固有较好的效果，并且简单易行、适用性广，在施工中，遇到软土层厚、湿陷性变形大，且管道自重大，对管道安全性要求高的情况下，可采用强夯法来处理地基。

3.2.3？浇注垫层

在管道下沟前，对管沟沟底浇注混凝土垫层，加固基础，保护基础原来土体状态，减小对基础土体的扰动，有效增强土体稳定性。

3.2.4？打桩加固

对处于场地大面积填方区管沟，在管道下沟前，对管沟进行打桩加固。按施工方法可分为预制桩和灌注桩。预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，然后用锤击、静压、振动或水冲沉入等方法打桩入土。一般有混凝土预制桩与钢桩。灌注桩则就地成孔，然后在钻孔中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。灌注桩根据成孔的方法，又可分为钻孔、挖孔、冲孔及沉管成孔等方法。工程中一般根据土层情况、周边环境情况及上部荷载等确定桩型与施工方法。

3.2.5？连续砼覆盖保护

在管道下沟后，将管道同基础一起进行连续混凝土覆盖保护，此法还能在安装时保护管道的防腐涂层，降低对回填土的等级要求。连续混凝土的搅拌、涂敷可在施工现场进行，连续砼覆盖保护方法设备简单、施工方便、经济易行、效果显著。

4 总结

油气田地面工程中工艺管道输送的介质多为液态油品、可燃气体、有毒气体等，由于存在很多不确定性因素导致埋地管道沉降发生，一旦管道失效，导致输送介质泄漏，不仅影响正常运行，导致严重经济损失，而且可能对人身安全、社会和环境超成恶劣影响。在油气田地面工程建设的厂站施工过程，施工过程中存在很多不确定性因素导致埋地管道沉降发生。因此应根据具体现场情况对各种因素进行分析后，选择合理的施工方法，提高施工质量，防止发生沉降现象，确保埋地工艺管道安全。

参考文献

[1] 帅健. 管线力学[M]. 北京：科学出版社，2010

[2] 石继. 回填土对管道稳定性影响的分析[J].给水排水，2007.33（11）：197-199