中缅油气管道(国内段)工程建设难点及对策
2014-04-06周子栋林罡徐娜夏政杨开玖李永军杨学青
周子栋,林罡,徐娜,夏政,杨开玖,李永军,杨学青
西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安710018
中缅油气管道(国内段)工程建设难点及对策
周子栋,林罡,徐娜,夏政,杨开玖,李永军,杨学青
西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安710018
中缅油气管道是目前我国管道建设史上难度最大的工程,极其恶劣的建设环境对管道安全提出了严峻挑战。建设难点主要包括社会条件复杂、环境敏感点众多、地质条件复杂、地质灾害点多、地震频繁、活动断裂带多等。针对建设难点提出了相应对策,主要包括优化线路路由、油气站场合建、管道并行敷设、设置隧道及跨越、进行地质灾害专项治理、开展抗震设计、加强水工保护和水土保持等。通过采取以上对策有效保证了中缅油气管道在横断山脉、云贵高原、喀斯特地区等复杂地貌单元的安全敷设。
中缅油气管道;建设难点;施工措施;水土保持;管道并行
0 引言
中缅油气管道起点为缅甸西海岸,从云南省瑞丽市入境,途经云南省、贵州省,原油管道终点为重庆市,天然气管道终点为广西贵港市。在贵阳和贵港,天然气管道分别与中贵联络线和西气东输二线联网。原油管道干线国内段全长1 631 km,管径813 mm。天然气管道干线国内段全长1 727 km,管径1 016 mm。油、气管道并行长度1 101 km(其中同期建设606 km),原油管道与已建的中贵天然气管道并行243 km。为配套中缅原油管道,拟在昆明建设1 300万t/a规模的炼厂,届时炼厂所产成品油将主要满足云南地区成品油消费需求,部分油品输送至四川中南部地区,为此在云南省配套建设“三干五支”共8条成品油管道。在云南境内,原油、天然气、成品油管道错综复杂,敷设在本来就狭窄、破碎的通道上,工程建设面临巨大挑战。
中缅油气管道是继中亚油气管道、中俄原油管道、海上通道之后的第四大能源通道,也是我国管道建设史上难度最大的工程[1]。国内段自2011年开工以来,克服了重重困难,其天然气管道已于2013年7月底投产,原油管道也已接近完工。中缅油气管道的建设是我国管道建设史上的一座里程碑,解决了诸多世界级难题,为管道建设积累了宝贵的工程经验。
1 工程建设难点
1.1 社会条件复杂
中缅管道沿线多为山区,沿线山多地少,土地贫瘠。管道途经地区近几年经济快速发展,城镇规划和基础设施建设多,矿产资源丰富,少数民族聚居。管道规划与建设时间跨度较大,各类资源、设施与管道线位冲突严重。
1.2 环境敏感点多
中缅管道沿线生态与自然环境优美,途经地域山高林密,环境保护区、风景名胜区、水源地等多有分布;穿跨越瑞丽江、澜沧江、怒江等多条国际河流,对安全环保设计提出更高要求。
1.3 地势险要,地质复杂
中缅管道大地构造位置处于印度洋板块和欧亚板块碰撞结合带,地壳活动剧烈,沿线地质环境复杂,地质灾害类型众多。管道途经横断山脉、云贵高原、喀斯特地区等复杂地貌单元,沿线地形起伏剧烈、山高谷深、河流深切,极为险要。且地质条件极为复杂,具有“三高四活跃”不良地质特点,即高地震烈度、高地应力、高地热,活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件、活跃的岸坡再造过程。
1.4 地质灾害点多
中缅管道沿线80%以上为山区,滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害多发、频发。地质灾害数量多、类型多,严重威胁管道安全。
1.5 地震频发,活动断裂带多
云南地处著名的欧亚地震带,是我国地震最活跃的地区之一,管道沿线断裂带密布,地震多发。管道在寻甸县境内通过了地震烈度9度区,长度约56 km;管道沿线涉及全新世活动断裂带18条,其中与管道相交的有5条,分别是龙陵-瑞丽断裂南支、镇安盆地西缘断裂、凤仪-定西岭断裂、小江西支断裂和小江东支断裂,这些断裂带历史上曾发生过7级及以上地震,具备发生强烈地表错位的地震构造条件,严重威胁管道安全。
2 主要对策
2.1 优化线路
管道选线与各类评价报告紧密结合,邀请专家审线,尽可能避开规划区、保护区、采矿区等,确实无法避开的则加大协调力度;山区段尽量选择山间河谷敷设,避免长距离横坡敷设。
2.2 管道并行敷设
本工程为国内首次大口径、高压力、长距离天然气管道与原油管道并行敷设,油气管道并行敷设(局部同沟)1 101 km,部分地段与成品油三管并行(同沟)。并行敷设可节约土地,资源共享,降低建设、运行维护费用;同时减少了对社会和环境的影响。设计中严格遵守中国石油天然气与管道分公司编制的《油气储运项目设计规定》,油气管道近距离并行净间距为10 m或6 m,管道净距低于6 m时采用同沟敷设方式,同沟段管道净间距为1.5 m。为保证并行或同沟段管道安全,采用了局部加大壁厚、同沟段用袋装土隔离、提高同沟段防腐等级以及同沟段管道各自设置独立的阴极保护系统等措施。
2.3 油气站场、阀室合建
本工程是国内管道建设中第一次将油气管道站场、阀室合建,中缅油气管道共合建8座站场、21座阀室。站场、阀室合建可以节省用地面积,降低规划及用地手续办理周期,共用供配电、给排水、消防、热暖、值班办公等设施,既节省投资,降低施工成本,又利于生产运营统一管理。
(1)合理性。根据《石油天然气工程设计防火规范》的规定,中缅项目的原油管道、天然气管道的输送介质均属于甲B类,即它们的火灾危险类别相同,因此从规范角度来分析,这两种类型的站场是可以合并建设的。
(2)适用性。从站场等级的角度考虑,原油站场和天然气站场合并建设时,站场整体的等级取两者中的较高者,站场与周围环境的区域安全距离以及站场内部各设施的安全距离均按照较高级别的站场等级来确定。
(3)总图布局措施。从原油、天然气这两种输送介质的物性来看,原油是液体,天然气是气体,为避免相互之间的干扰和影响,总体规划布局时尽量将原油部分布置在较低处,天然气部分布置在较高处,并使天然气部分处于原油部分的下风侧,以避免相互之间的事故干扰和蔓延。
2.4 设置隧道及跨越
设置隧道穿越崇山峻岭,局部采用跨越;对并行段共用隧道、涵洞、管桥、伴行路及施工作业带。隧道穿越共64处,比较典型的为博南山隧道,原油、天然气、成品油三管同隧,采取钻爆法开挖,全长2 502 m。河流大型穿跨越14处,其中控制性工程有8处,比较典型的有澜沧江、怒江、红水河、北盘江跨越等。澜沧江跨越为油、气、成品油三管同跨,且跨越两端直接连接隧道,两隧一跨工程气势宏大,蔚为壮观。
2.5 进行地质灾害专项治理
开展地质灾害专项调查,油气管道沿线共查出崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡、岩溶塌陷等地质灾害点共计529处。根据地质灾害调查结果对既定线路进行优化,通过线路调整可以避让的有377处,受条件限制无法避让必须进行治理的有152处。针对152处地质灾害点进行专项勘察及治理设计,对高陡岸坡进行边坡治理,对砂土液化段特殊处理。管道沿线部分地质灾害点在施工过程中由于施工扰动及降雨等造成现场和设计不符时,对其开展动态设计,及时调整方案,有效保证管道安全。
管道首站瑞丽油气合建站为严重砂土液化场地,液化土层深,最大超过20 m,液化场地面积广,地基处理难度大。设计采用振冲碎石桩进行地基处理,该方法是消除场地液化最有效的方法。处理面积达75 539 m2,总桩数21 244根,平均桩长14.62 m。管道在芒市段连续20 km敷设在液化段,经详细勘察,为中度、重度砂土液化,专家会审后,确定采用平衡压袋稳管方法进行处理。龙陵站高陡边坡最高处达60 m,进行了针对性的高陡边坡治理。
2.6 开展抗震设计,加强地震监测
对强震区及活动断裂带进行抗震设计,开展地震工况应力分析,对断裂带管沟进行特殊处理,采用大变形钢管,断层两侧各500 m范围内加宽管沟,用非黏性土回填。对处于9度区的昆明东分输站采取隔震设计。
结合云南省已有的地震台网的分布情况,管道沿线设置地震监测及报警系统,全线设置了20个强震动监测台、3个GPS断层形变观测站、3个管道应变观测站、1个数据中心以及2个显示终端。新建地震观测房5个,与站场合建地震监测房2个,与阀室合建地震监测房9个,利用云南省已建的强震动台站观测房4个。强震动台站实时地将地震观测数据传送到云南省强震动台网中心,由数据处理软件系统对发生的地震事件进行实时处理,并依据观测站的观测结果进行综合判断是否向管道管理机构发出地震预警信息。
2.7 加强水工保护设计
管道所处的特殊地理环境和地质条件,决定了水工保护在保证管道安全及防止水土流失和次生灾害中的重要作用,管道干线平均水工保护量达到4 000 m3/km。针对中缅管道沿线地形、地貌的复杂性,研制了水工保护新材料、新工艺,以确保管道安全。考虑到本工程的复杂性,为解决峡谷沟内带水作业和陡坡段石料无法进场的问题,首次使用混凝土截水墙结构形式;穿越高差数十米且坡度大于60°的高陡边坡,采用实体护面墙的结构形式;顺河沟道敷设条件下,采用稳管式截水墙新结构形式。
2.8 加强环保和水土保持
管道线路尽量避开环境敏感区,对怒江、澜沧江进行定量环境风险专题评价;管道经过环境敏感点、主要穿跨越及人口稠密区采取特殊保护措施及加强警示;强化环保理念,对管道全线进行水土保持设计,与有资质的行业知名企业长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站开展合作,水土保持与管道的水工保护密切结合,有效做到了保护管道和防止水土流失。
3 结束语
中缅油气管道被业界誉为世界上最难建设的管道之一,恶劣的建设环境对管道的安全提出了严峻挑战,经过反复论证,行业专家层层把关,对管道线路进行优化,在管道建设中采取了油气站场合建,双管(或三管)并行(或同沟)敷设,油气管道同跨或同隧,对地质灾害点进行专项治理,专项抗震设计,加强水工保护、水土保持等措施,保证了管道安全。
[1]夏剑锋.论中缅油气管道与中国石油安全[J].云南民族大学学报(哲学社会科学版),2012,29(2):110-114.
[2]詹胜文,冯义军,伍兴中,等.中缅油气管道跨越双管同桥的可行性分析[J].油气储运,2011,30(11):827-829.
[3]易云兵.中缅油气管道国内段砂土液化处理措施[J].油气储运,2013,32(6):659-660,665.
[4]王学军,李可夫,潘薇薇,等.中缅原油管道跨越国际河流定量环境风险评价[J].油气储运,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
周子栋(1981-),男,工程师,2006年毕业于中国石油大学(北京)油气储运工程专业,硕士,现从事长输管道设计及油气集输相关工作。
2013-11-26;
2014-01-06