中缅长输管道跨越设计运营的安全措施

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中缅长输管道跨越设计运营的安全措施

尚义中国石油北京油气调控中心

中缅长输管道设计中所采取的安全措施主要考虑悬索跨越和斜拉跨越各种结构的计算、材料的选用及工艺是否合理。设计时对跨越管道进行了风险识别，对15个可能导致管道失效的危险因素进行了分析，并应用风险矩阵对不同危险事件发生的可能性及严重性进行评估，得到了不同危险事件的风险级别，其中高风险事件2个，分别为由风振引起的破坏和岸库再造引起的岸坡失稳。参照国内外的相关做法，设计考虑中缅跨越设置4～6人的专人值守，同时设置跨越管道预警和监控系统，实现技防和人防相结合的安全保卫方案。

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1 跨越设计中的安全措施

中缅长输管道设计中所采取的安全措施主要考虑悬索跨越和斜拉跨越各种结构的计算、材料的选用及工艺是否合理。

（1）管桥计算。除了悬索跨越或者斜拉跨越的缆索计算采用容许应力法外，其他均采用极限状态设计方法。

（2）缆索计算。采用弹性的分析方法，计算出缆索在标准荷载作用下的内力，按2.5的安全系数控制，按照容许应力法进行计算设计。

（3）基础计算。在强度和变形验算的基础上，对基础结构进行稳定性验算。对于有承台的基础，需要对承台进行抗冲切验算。

（4）对于钢筋混凝土桥塔，按照极限状态法分别验算在最不利荷载工况下的结构内力和变形，通过基础尺寸设计和配筋设计使结构达到规范要求，对于地震裂度高的地区按规范进行抗震验算。

（5）抗风计算。结构抗风设计主要考虑百年一遇风速引起的基本风压，按照桥梁规范进行风载计算。

（6）地震。大型跨越按照50年超越概率为2%的地震动参数进行抗震设计。主要抗震措施如下：①跨越结构采用明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；②支座处设置橡胶板，提高结构吸能能力；③管道支座横向适当加宽，使管道在地震作用下有一定的变形空间；④桩基础在满足规范要求下，适当加深；⑤合理分布结构的刚度和强度，避免局部产生过大的应力集中或塑性变形集中，跨越两侧设置截断阀；⑥跨越段管材选用直缝埋弧焊钢管，技术规格书中对管材的韧性、可焊性要进行严格的要求以保证质量，对跨越段所用管材，应驻厂监造；⑦跨越管道的壁厚严格按照相关规范进行计算，考虑跨越等级的管道强度设计系数，对于热煨弯管，除了考虑壁厚增大系数，还考虑制造过程中的减薄量；⑧钢结构构件及跨越段管道均采用三层复合结构防腐，氟碳面漆，防腐性能好，耐紫外线强；⑨在大型跨越管道的上游设置监控阀室，在下游设置截断阀室，保证跨越管道在出现泄漏的极端情况下能及时截断。

2 运营期间安全考虑

2.1安全保卫

针对中缅管道作为中国能源通道的战略意义，参照国内外的相关做法，设计考虑中缅跨越设置4～6人的专人值守，同时设置跨越管道预警和监控系统，实现技防和人防相结合的安全保卫方案。

跨越两岸基础在跨越结构施工完成后，将用围栏封闭，围栏采用铁丝网围栏，围栏上预留大门，在靠公路近的一侧大门内设置值班室。

2.2视频监控系统

中缅长输管道工程跨越点处设置视频监控设备，对跨越的管道进行监视。根据需要在两侧跨越点各设置固定枪式摄像机1台，摄像头安装在6m高的电杆上，根据跨越距离的长度选择20倍的自动变焦镜头，管道跨越点处于南部地区，气温较高，因此防护罩只需设置雨刷器，不必设置风扇和加热等设备。监控视频信号利用与管道同沟敷设的光纤传输到邻近阀室的光传输设备上，然后通过光传输系统上传至监控中心。

2.3应力应变监测系统

鉴于中缅管道作为能源通道的重要性，管道跨越备受关注，跨越处有些河流（怒江、澜沧江）是国际性河流，管道面临的安全形式非常严峻，管道一旦遭到破坏，将造成巨大社会和经济损失，故管道悬索跨越拟设置应力应变监测系统。

设置应力应变监测系统的跨越有怒江跨越、澜沧江跨越、漾濞江跨越、乌江跨越、龙江跨越、红水河跨越共6处。

该监测系统主要包括主受力构件钢丝绳的应力应变监测，初步考虑设置16个监测点，主索6个、风索主索4个、吊索2个、风索拉索2个、连接索2个。该监测系统应具有如下功能：①系统可以容纳多个测点；②采集仪具有低功耗，标配电池供电时，待机时间长达半年以上；③在受到干扰的情况下，系统能自行判断复位重启，保证系统长期可靠的运行；④采集仪具有防水、防潮、防酸功能，能够胜任恶劣环境下长期监测任务。

该监测系统监测点采用传感器采集数据，传感器通过可靠卡具固定在钢丝绳上，并通过有线方式传送至采集仪，采集仪设置在桥面上，方便更换电池。

跨越一侧的值班室设置1台终端机，采集的数据通过光通信系统远传至中缅管道运行维护管理处，数据由管理处专人分析，分析软件由系统厂家提供。

3 风险识别及措施

设计时对跨越管道进行了风险识别，对15个可能导致管道失效的危险因素进行了分析，并应用风险矩阵对不同危险事件发生的可能性及严重性进行评估，得到了不同危险事件的风险级别，其中高风险事件2个，分别为由风振引起的破坏和岸库再造引起的岸坡失稳。

（1）针对风振引起破坏，设计采取的措施为：①进行管桥的频率分析；②风索系统与平面角度不小于10°，代替共轭索；③设置风索预拉力，增加管桥的整体刚度，增大管桥的震动频率，风索主索预拉力设为最大风载作用下拉力的50%；④设置连接索，连接索为主索与风索主索的连接索，每10m设置1根，目的是防止风引起颤振、抖振和涡振，干扰整个索系的频率。

（2）针对岸库再造对跨越位置的影响，设计采取下列措施：①对于有岸库再造影响，可能引起边坡失稳的河流，委托权威单位进行岸库再造专项评价；②根据专项评价结果，对于可能发生的小型滑坡，采取护坡、抗滑桩等工程措施。

（栏目主持张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.2.008