邹议海底管道稳定
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摘要：随着越来越多海底管道的应用，在给我们的工业生产提高效率带来便利的同时，海底管道的稳定性问题也变得日益突出，本文主要从维护海底管道稳定的角度出发，着重介绍了影响海底管道稳定性因素和应该采取的一些保护性措施。主要有增加管道配重、稳定压块、埋设和机械锚固等。
关键词：资源 海洋油气 LNG船 负浮力 管道配重 压块 埋设 锚固
海底油气管道，是海洋油气集输与储运生产系统中的重要组成部分。通过海底油气管道，把海上油气田的整个油气集输与储运系统联系起来，也使海上油气田与整个石油工业系统联系起来。同时，随着世界各国对海底油气资源开采力度的加大、沿海LNG的迅速良好发展以及越来越多陆上油气管道的穿江越河，海底管道的应用更是日益广泛。
由于海底管道的施工安装、敷设周期短、投产快，而且一旦建成，可以几乎不受水深、地形、海况等各种条件的限制，运输能力较大、运输效率高，所以，海底管道在海洋油气集输与储运工作发挥着不可替代的作用。但是由于海底地形及土壤稳定性的不同，加上波浪及海流对管道的稳定性影响极大，保证海底管道稳定的任务也就显得尤其重要且十分艰巨。
从目前的技术来看，保证海底管道稳定性的措施主要有增加管道配重、稳定压块、埋设和机械锚固等。
首先，由海底管道稳定性及其设计可知，加大管子的负浮力值，就可以获得管道在海底的稳定性。而加大负浮力值的主要措施有加大钢管的壁厚和加重混凝土涂层的重量。但是随着管道及其涂层等重量的加大，管子外表面包裹的混凝土体积也相应加大，这时管子在海底所受的浮力也在增大，而所受浮力的增大势必会影响到增大有效的负浮力值。同时，在加大负浮力值的同时，会大大增加敷设时管子的应力，增大托管时的牵引力和敷管时的轴向张力等。所以，从施工安装与敷设角度考虑，管子的设计负浮力并不是越大越好，一般可取在50~400 Nm左右。
由于上述原因，增加管道配重有时会受到限制很难实现，这时，可在不设或设有薄层混凝土防护层的管道上，在其敷设到海底以后用连续或间隔地盖压稳定压块，利用稳定压块和管子本身具有的负浮力值共同保证管子在海底面上的稳定性。稳定压块盖压在敷设后的管道上，可以克服管子控制负浮力与加大管子水下重量所出现的矛盾。同样，为了减少波浪、潮流对压块本身的作用力，也可以用重质混凝土来代替普通混凝土，以减小稳定压块的体积。同时，在完成了稳定压块的计算工作之后，还要根据计算得出的所需稳定压块的重量和体积，确定稳定压块的几何形状和尺寸，常用的有铰链式和各种鞍马形块等常用的稳定压块型式。但是，稳定压块需要消耗大量混凝土材料，还可能在管道局部引起较大的集中力，以及安装时可能对管子有撞击等因素而造成管道钢管的局部屈曲和屈曲传播，再者，盖压在海底管道上的稳定压块，容易损伤钢管外表面缠绕的防腐绝缘层或防腐胶带，加速海底金属管道的腐蚀加剧，所以需要加强防范。
将海底管道埋置于海底面以下，可以不再受波浪、潮流的直接作用，从而获得管道在海底的稳定性。管道海底埋设深度主要是考虑两个方面：一是从管道安全性、稳定性考虑；二是从海底管沟的施工方面。出于管道安全性、稳定性方面的考虑，管道埋设深度应在冲刷深度和液化深度以下，同时，管道埋深与锚重和海底土质有关，需要强调的是，根据诸多抛锚试验结果表明，多数的管道破损是由抛锚时的冲击载荷作用使土壤变形所引起，而不是管道直接受锚冲击所造成。所以，对于抛锚而言，既要考虑埋设安全深度，还应核算抛锚时冲击载荷作用可能引起土壤变形而使管道破坏的可能性。
对于近岸地段的管道，有时不可避免的会遇到有坚硬土层或者是岩礁，这时仍需将管道埋置于海底面以下，但是，在这种情况下，开挖沟槽埋设显然是极为困难。综合分析并比较各方面信息，不妨可以考虑利用锚杆将管道与岩盘基础锚固在一起，或是利用螺旋锚杆将管道与坚硬土层锚固在一起，用以保持管道在近岸区段海地面上的稳定性。即利用锚杆或螺旋锚杆锚固海底管道，使得作用于管道的外力，通过锚杆或螺旋锚杆传递给岩盘或地基深部，使之能抵御波浪、潮流及浮力等作用，保持管道在海底面上的稳定性。
以上分别对保证海底管道稳定性所采取的通常措施作出了一一的介绍，其实，上述几种措施并不是完全独立的，它们之间相互联系、各有利弊，有时同一条海底管道由于不同的海底情况或者是出于施工安全的要求，可能会在同一条管道的不同管段用到上述的各个方法，所以这就要求我们熟练掌握，灵活运用，勇于探索，因地制宜。
参考文献：
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