周子棟,林罡,徐娜,夏政,楊開(kāi)玖,李永軍,楊學(xué)青
西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司,陜西西安710018
中緬油氣管道(國(guó)內(nèi)段)工程建設(shè)難點(diǎn)及對(duì)策
周子棟,林罡,徐娜,夏政,楊開(kāi)玖,李永軍,楊學(xué)青
西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司,陜西西安710018
中緬油氣管道是目前我國(guó)管道建設(shè)史上難度最大的工程,極其惡劣的建設(shè)環(huán)境對(duì)管道安全提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。建設(shè)難點(diǎn)主要包括社會(huì)條件復(fù)雜、環(huán)境敏感點(diǎn)眾多、地質(zhì)條件復(fù)雜、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多、地震頻繁、活動(dòng)斷裂帶多等。針對(duì)建設(shè)難點(diǎn)提出了相應(yīng)對(duì)策,主要包括優(yōu)化線路路由、油氣站場(chǎng)合建、管道并行敷設(shè)、設(shè)置隧道及跨越、進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)治理、開(kāi)展抗震設(shè)計(jì)、加強(qiáng)水工保護(hù)和水土保持等。通過(guò)采取以上對(duì)策有效保證了中緬油氣管道在橫斷山脈、云貴高原、喀斯特地區(qū)等復(fù)雜地貌單元的安全敷設(shè)。
中緬油氣管道;建設(shè)難點(diǎn);施工措施;水土保持;管道并行
中緬油氣管道起點(diǎn)為緬甸西海岸,從云南省瑞麗市入境,途經(jīng)云南省、貴州省,原油管道終點(diǎn)為重慶市,天然氣管道終點(diǎn)為廣西貴港市。在貴陽(yáng)和貴港,天然氣管道分別與中貴聯(lián)絡(luò)線和西氣東輸二線聯(lián)網(wǎng)。原油管道干線國(guó)內(nèi)段全長(zhǎng)1 631 km,管徑813 mm。天然氣管道干線國(guó)內(nèi)段全長(zhǎng)1 727 km,管徑1 016 mm。油、氣管道并行長(zhǎng)度1 101 km(其中同期建設(shè)606 km),原油管道與已建的中貴天然氣管道并行243 km。為配套中緬原油管道,擬在昆明建設(shè)1 300萬(wàn)t/a規(guī)模的煉廠,屆時(shí)煉廠所產(chǎn)成品油將主要滿足云南地區(qū)成品油消費(fèi)需求,部分油品輸送至四川中南部地區(qū),為此在云南省配套建設(shè)“三干五支”共8條成品油管道。在云南境內(nèi),原油、天然氣、成品油管道錯(cuò)綜復(fù)雜,敷設(shè)在本來(lái)就狹窄、破碎的通道上,工程建設(shè)面臨巨大挑戰(zhàn)。
中緬油氣管道是繼中亞油氣管道、中俄原油管道、海上通道之后的第四大能源通道,也是我國(guó)管道建設(shè)史上難度最大的工程[1]。國(guó)內(nèi)段自2011年開(kāi)工以來(lái),克服了重重困難,其天然氣管道已于2013年7月底投產(chǎn),原油管道也已接近完工。中緬油氣管道的建設(shè)是我國(guó)管道建設(shè)史上的一座里程碑,解決了諸多世界級(jí)難題,為管道建設(shè)積累了寶貴的工程經(jīng)驗(yàn)。
1.1 社會(huì)條件復(fù)雜
中緬管道沿線多為山區(qū),沿線山多地少,土地貧瘠。管道途經(jīng)地區(qū)近幾年經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城鎮(zhèn)規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)多,礦產(chǎn)資源豐富,少數(shù)民族聚居。管道規(guī)劃與建設(shè)時(shí)間跨度較大,各類資源、設(shè)施與管道線位沖突嚴(yán)重。
1.2 環(huán)境敏感點(diǎn)多
中緬管道沿線生態(tài)與自然環(huán)境優(yōu)美,途經(jīng)地域山高林密,環(huán)境保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、水源地等多有分布;穿跨越瑞麗江、瀾滄江、怒江等多條國(guó)際河流,對(duì)安全環(huán)保設(shè)計(jì)提出更高要求。
1.3 地勢(shì)險(xiǎn)要,地質(zhì)復(fù)雜
中緬管道大地構(gòu)造位置處于印度洋板塊和歐亞板塊碰撞結(jié)合帶,地殼活動(dòng)劇烈,沿線地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,地質(zhì)災(zāi)害類型眾多。管道途經(jīng)橫斷山脈、云貴高原、喀斯特地區(qū)等復(fù)雜地貌單元,沿線地形起伏劇烈、山高谷深、河流深切,極為險(xiǎn)要。且地質(zhì)條件極為復(fù)雜,具有“三高四活躍”不良地質(zhì)特點(diǎn),即高地震烈度、高地應(yīng)力、高地?zé)幔钴S的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、活躍的地?zé)崴h(huán)境、活躍的外動(dòng)力地質(zhì)條件、活躍的岸坡再造過(guò)程。
1.4 地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多
中緬管道沿線80%以上為山區(qū),滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)、頻發(fā)。地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量多、類型多,嚴(yán)重威脅管道安全。
1.5 地震頻發(fā),活動(dòng)斷裂帶多
云南地處著名的歐亞地震帶,是我國(guó)地震最活躍的地區(qū)之一,管道沿線斷裂帶密布,地震多發(fā)。管道在尋甸縣境內(nèi)通過(guò)了地震烈度9度區(qū),長(zhǎng)度約56 km;管道沿線涉及全新世活動(dòng)斷裂帶18條,其中與管道相交的有5條,分別是龍陵-瑞麗斷裂南支、鎮(zhèn)安盆地西緣斷裂、鳳儀-定西嶺斷裂、小江西支斷裂和小江東支斷裂,這些斷裂帶歷史上曾發(fā)生過(guò)7級(jí)及以上地震,具備發(fā)生強(qiáng)烈地表錯(cuò)位的地震構(gòu)造條件,嚴(yán)重威脅管道安全。
2.1 優(yōu)化線路
管道選線與各類評(píng)價(jià)報(bào)告緊密結(jié)合,邀請(qǐng)專家審線,盡可能避開(kāi)規(guī)劃區(qū)、保護(hù)區(qū)、采礦區(qū)等,確實(shí)無(wú)法避開(kāi)的則加大協(xié)調(diào)力度;山區(qū)段盡量選擇山間河谷敷設(shè),避免長(zhǎng)距離橫坡敷設(shè)。
2.2 管道并行敷設(shè)
本工程為國(guó)內(nèi)首次大口徑、高壓力、長(zhǎng)距離天然氣管道與原油管道并行敷設(shè),油氣管道并行敷設(shè)(局部同溝)1 101 km,部分地段與成品油三管并行(同溝)。并行敷設(shè)可節(jié)約土地,資源共享,降低建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用;同時(shí)減少了對(duì)社會(huì)和環(huán)境的影響。設(shè)計(jì)中嚴(yán)格遵守中國(guó)石油天然氣與管道分公司編制的《油氣儲(chǔ)運(yùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)定》,油氣管道近距離并行凈間距為10 m或6 m,管道凈距低于6 m時(shí)采用同溝敷設(shè)方式,同溝段管道凈間距為1.5 m。為保證并行或同溝段管道安全,采用了局部加大壁厚、同溝段用袋裝土隔離、提高同溝段防腐等級(jí)以及同溝段管道各自設(shè)置獨(dú)立的陰極保護(hù)系統(tǒng)等措施。
2.3 油氣站場(chǎng)、閥室合建
本工程是國(guó)內(nèi)管道建設(shè)中第一次將油氣管道站場(chǎng)、閥室合建,中緬油氣管道共合建8座站場(chǎng)、21座閥室。站場(chǎng)、閥室合建可以節(jié)省用地面積,降低規(guī)劃及用地手續(xù)辦理周期,共用供配電、給排水、消防、熱暖、值班辦公等設(shè)施,既節(jié)省投資,降低施工成本,又利于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)一管理。
(1)合理性。根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定,中緬項(xiàng)目的原油管道、天然氣管道的輸送介質(zhì)均屬于甲B類,即它們的火災(zāi)危險(xiǎn)類別相同,因此從規(guī)范角度來(lái)分析,這兩種類型的站場(chǎng)是可以合并建設(shè)的。
(2)適用性。從站場(chǎng)等級(jí)的角度考慮,原油站場(chǎng)和天然氣站場(chǎng)合并建設(shè)時(shí),站場(chǎng)整體的等級(jí)取兩者中的較高者,站場(chǎng)與周圍環(huán)境的區(qū)域安全距離以及站場(chǎng)內(nèi)部各設(shè)施的安全距離均按照較高級(jí)別的站場(chǎng)等級(jí)來(lái)確定。
(3)總圖布局措施。從原油、天然氣這兩種輸送介質(zhì)的物性來(lái)看,原油是液體,天然氣是氣體,為避免相互之間的干擾和影響,總體規(guī)劃布局時(shí)盡量將原油部分布置在較低處,天然氣部分布置在較高處,并使天然氣部分處于原油部分的下風(fēng)側(cè),以避免相互之間的事故干擾和蔓延。
2.4 設(shè)置隧道及跨越
設(shè)置隧道穿越崇山峻嶺,局部采用跨越;對(duì)并行段共用隧道、涵洞、管橋、伴行路及施工作業(yè)帶。隧道穿越共64處,比較典型的為博南山隧道,原油、天然氣、成品油三管同隧,采取鉆爆法開(kāi)挖,全長(zhǎng)2 502 m。河流大型穿跨越14處,其中控制性工程有8處,比較典型的有瀾滄江、怒江、紅水河、北盤江跨越等。瀾滄江跨越為油、氣、成品油三管同跨,且跨越兩端直接連接隧道,兩隧一跨工程氣勢(shì)宏大,蔚為壯觀。
2.5 進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)治理
開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)調(diào)查,油氣管道沿線共查出崩塌、滑坡、泥石流、不穩(wěn)定斜坡、巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)共計(jì)529處。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查結(jié)果對(duì)既定線路進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)線路調(diào)整可以避讓的有377處,受條件限制無(wú)法避讓必須進(jìn)行治理的有152處。針對(duì)152處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行專項(xiàng)勘察及治理設(shè)計(jì),對(duì)高陡岸坡進(jìn)行邊坡治理,對(duì)砂土液化段特殊處理。管道沿線部分地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)在施工過(guò)程中由于施工擾動(dòng)及降雨等造成現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)計(jì)不符時(shí),對(duì)其開(kāi)展動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),及時(shí)調(diào)整方案,有效保證管道安全。
管道首站瑞麗油氣合建站為嚴(yán)重砂土液化場(chǎng)地,液化土層深,最大超過(guò)20 m,液化場(chǎng)地面積廣,地基處理難度大。設(shè)計(jì)采用振沖碎石樁進(jìn)行地基處理,該方法是消除場(chǎng)地液化最有效的方法。處理面積達(dá)75 539 m2,總樁數(shù)21 244根,平均樁長(zhǎng)14.62 m。管道在芒市段連續(xù)20 km敷設(shè)在液化段,經(jīng)詳細(xì)勘察,為中度、重度砂土液化,專家會(huì)審后,確定采用平衡壓袋穩(wěn)管方法進(jìn)行處理。龍陵站高陡邊坡最高處達(dá)60 m,進(jìn)行了針對(duì)性的高陡邊坡治理。
2.6 開(kāi)展抗震設(shè)計(jì),加強(qiáng)地震監(jiān)測(cè)
對(duì)強(qiáng)震區(qū)及活動(dòng)斷裂帶進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),開(kāi)展地震工況應(yīng)力分析,對(duì)斷裂帶管溝進(jìn)行特殊處理,采用大變形鋼管,斷層兩側(cè)各500 m范圍內(nèi)加寬管溝,用非黏性土回填。對(duì)處于9度區(qū)的昆明東分輸站采取隔震設(shè)計(jì)。
結(jié)合云南省已有的地震臺(tái)網(wǎng)的分布情況,管道沿線設(shè)置地震監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng),全線設(shè)置了20個(gè)強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測(cè)臺(tái)、3個(gè)GPS斷層形變觀測(cè)站、3個(gè)管道應(yīng)變觀測(cè)站、1個(gè)數(shù)據(jù)中心以及2個(gè)顯示終端。新建地震觀測(cè)房5個(gè),與站場(chǎng)合建地震監(jiān)測(cè)房2個(gè),與閥室合建地震監(jiān)測(cè)房9個(gè),利用云南省已建的強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站觀測(cè)房4個(gè)。強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站實(shí)時(shí)地將地震觀測(cè)數(shù)據(jù)傳送到云南省強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)中心,由數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)對(duì)發(fā)生的地震事件進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,并依據(jù)觀測(cè)站的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合判斷是否向管道管理機(jī)構(gòu)發(fā)出地震預(yù)警信息。
2.7 加強(qiáng)水工保護(hù)設(shè)計(jì)
管道所處的特殊地理環(huán)境和地質(zhì)條件,決定了水工保護(hù)在保證管道安全及防止水土流失和次生災(zāi)害中的重要作用,管道干線平均水工保護(hù)量達(dá)到4 000 m3/km。針對(duì)中緬管道沿線地形、地貌的復(fù)雜性,研制了水工保護(hù)新材料、新工藝,以確保管道安全。考慮到本工程的復(fù)雜性,為解決峽谷溝內(nèi)帶水作業(yè)和陡坡段石料無(wú)法進(jìn)場(chǎng)的問(wèn)題,首次使用混凝土截水墻結(jié)構(gòu)形式;穿越高差數(shù)十米且坡度大于60°的高陡邊坡,采用實(shí)體護(hù)面墻的結(jié)構(gòu)形式;順河溝道敷設(shè)條件下,采用穩(wěn)管式截水墻新結(jié)構(gòu)形式。
2.8 加強(qiáng)環(huán)保和水土保持
管道線路盡量避開(kāi)環(huán)境敏感區(qū),對(duì)怒江、瀾滄江進(jìn)行定量環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)專題評(píng)價(jià);管道經(jīng)過(guò)環(huán)境敏感點(diǎn)、主要穿跨越及人口稠密區(qū)采取特殊保護(hù)措施及加強(qiáng)警示;強(qiáng)化環(huán)保理念,對(duì)管道全線進(jìn)行水土保持設(shè)計(jì),與有資質(zhì)的行業(yè)知名企業(yè)長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站開(kāi)展合作,水土保持與管道的水工保護(hù)密切結(jié)合,有效做到了保護(hù)管道和防止水土流失。
中緬油氣管道被業(yè)界譽(yù)為世界上最難建設(shè)的管道之一,惡劣的建設(shè)環(huán)境對(duì)管道的安全提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),經(jīng)過(guò)反復(fù)論證,行業(yè)專家層層把關(guān),對(duì)管道線路進(jìn)行優(yōu)化,在管道建設(shè)中采取了油氣站場(chǎng)合建,雙管(或三管)并行(或同溝)敷設(shè),油氣管道同跨或同隧,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行專項(xiàng)治理,專項(xiàng)抗震設(shè)計(jì),加強(qiáng)水工保護(hù)、水土保持等措施,保證了管道安全。
[1]夏劍鋒.論中緬油氣管道與中國(guó)石油安全[J].云南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版),2012,29(2):110-114.
[2]詹勝文,馮義軍,伍興中,等.中緬油氣管道跨越雙管同橋的可行性分析[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2011,30(11):827-829.
[3]易云兵.中緬油氣管道國(guó)內(nèi)段砂土液化處理措施[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2013,32(6):659-660,665.
[4]王學(xué)軍,李可夫,潘薇薇,等.中緬原油管道跨越國(guó)際河流定量環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2012,31(8):572-577.
Construction Difficulties and Countermeasures of Domestic Pipeline Section of Myanmar-China Oiland Gas Pipeline
Zhou Zidong,Lin Gang,Xu Na,Xia Zheng,Yang Kaijiu,LiYongjun,Yang Xueqing
Xi’an Changqing Technology Engineering Co.,Ltd.,Xi’an 710018,China
Myanmar-China Oil and Gas Pipeline is so far the most difficult project in Chinese pipeline construct history. Extremely bad construction environment is a big challenge for pipeline safety.The main construction difficulties include the complex social conditions,lots of environmentally sensitive spots,complex geological conditions,many geologicalhazard points,frequent earthquakes and many active faults.Aiming at the construction difficulties,the article puts forward some corresponding countermeasures such as line routing optimization,building oil and gas stations together,parallel oil and gas pilelines laying,setting tunnels and overpass bridges,making special treatment of geological disaster,conducting antiseismic design,strengthening hydraulic protection and soil and water conservation.By taking these measures the construction safety is effectively ensured in the Hengduan Mountains,the Yunnan Guizhou Plateau,the Karst areas and other complex geomorphic units of Myanmar-China Oiland Gas Pipeline.
Myanmar-China Oiland Gas Pipeline;construction difficulties;construction measure;soiland water conservation;parallelpipeline
10.3969/j.issn.1001-2206.2014.04.013
周子棟(1981-),男,工程師,2006年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè),碩士,現(xiàn)從事長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)及油氣集輸相關(guān)工作。
2013-11-26;
2014-01-06