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深埋天然氣管道精確探測(cè)技術(shù)探討

作者:王勝炎 茅斌輝 顧紫娟 孫斌杰 黃儉 李大海  
評(píng)論: 更新日期:2016年09月05日
3 精確探測(cè)技術(shù)應(yīng)用案例
3.1 大口徑深埋天然氣管道精確探測(cè)
①污水管頂管碰到天然氣管道
某市污水干管工程,從西到東穿越一條高速公路、三條天然氣管道,三條天然氣管道平行于高速公路(見圖4),自高速公路向東依次為D610繞城高壓管道,D529中壓管道,D273中壓管道。三條天然氣管道穿越河流均采用非開挖定向鉆敷沒。污水干管的穿越長度約280m,采用DN 2000mm鋼筋混凝土管泥水平衡法頂管工藝,污水管穿過高速公路橋下空間后沿河邊6m左右平行于河岸敷設(shè),管頂埋深約11m。建設(shè)單位原先委托的探測(cè)單位采用電磁感應(yīng)法輔以靜力觸探法,由于探測(cè)結(jié)果有誤,2013年12月27日當(dāng)頂管施工進(jìn)行到離接收井尚有70m的位置時(shí)碰到了不明物而停工,一周后地面鉆孔中開始持續(xù)檢測(cè)到泄漏的天然氣,經(jīng)過調(diào)查確認(rèn)碰到的是D610高壓管道。天然氣公司迅速采取應(yīng)急措施,關(guān)閉該管道兩側(cè)的閥門,由于該段管道為雙氣源供氣,否則事故將造成大面積停氣。
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原探測(cè)是在電磁感應(yīng)法受到干擾無法精確定位的情況下采用靜力觸探法,通過沿管道垂直方向打排孔的方法,試圖用排除法找到管道的確切位置,結(jié)果是該方法可能碰到石塊等硬物而誤導(dǎo)探測(cè)結(jié)果。
經(jīng)過專家會(huì)議研究,事故高壓管道作改線處理,頂管機(jī)頭與高壓管道相碰處重做一座頂管工作井。事故證明采用電磁感應(yīng)法輔以靜力觸探法無法滿足探測(cè)精度要求。在污水管道標(biāo)高難以調(diào)整的前提下,為確保后續(xù)頂管時(shí)兩條中壓天然氣管道的安全,要求探測(cè)單位采用地震映像法、磁梯度法等綜合探測(cè)方法,精確探測(cè)兩條深埋中壓天然氣管道的空間位置。
②精確探測(cè)工序
a.天然氣公司工作人員現(xiàn)場交底,明確探測(cè)目標(biāo);
b.應(yīng)用電磁感應(yīng)法追蹤天然氣管道的大致位置;
c.在污水頂管與天然氣管道交叉區(qū)域,布置地震映像法縱橫測(cè)線共48條;
d.采用多道高精度地震儀現(xiàn)場采集數(shù)據(jù);
e.對(duì)工作站地震儀記錄的資料進(jìn)行處理、分析;
f.根據(jù)地震映像法成果圖(見圖5),確定天然氣管道的平面位置;
g.采用磁梯度法驗(yàn)證探測(cè)成果。
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③精確探測(cè)成果
經(jīng)過近半個(gè)月的探測(cè)施工、資料處理分析,完成精確探測(cè)工作。建設(shè)單位在施工場地組織各有關(guān)單位參加現(xiàn)場精確探測(cè)成果交底會(huì),停工半年的污水干管工程得以順利實(shí)施。
3.2 小口徑深埋天然氣管道精確探測(cè)
浙江某地03省道拓寬工程橋梁樁基工程施工時(shí),最外側(cè)一根水泥攪拌樁與過河?219高壓二民然氣管道相鄰,竣工資料顯示該天然氣管道與樁間距只有1.5m,并且管道采用非開挖定向鉆施工方式過河,樁基附近管道埋深約9m。施工區(qū)域地下管線復(fù)雜,在非開挖天然氣管道上方附近的架空水管及高壓輸電線產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾,多次普通探測(cè)無法確定高壓天然氣管道的準(zhǔn)確位置和深度。經(jīng)研究,采用地震映像法確定天然氣非開挖管道的精確位置和深度,使用孔中雷達(dá)儀拾取天然氣管道的反射波,多種探測(cè)方法相互驗(yàn)證,確保了本次探測(cè)的準(zhǔn)確性。
①精確探測(cè)工序
a.天然氣公司工作人員現(xiàn)場交底,明確探測(cè)目標(biāo);
b.應(yīng)用電磁感應(yīng)法追蹤天然氣管道的大致位置;
e.在河中布置地震映像法縱橫測(cè)線共36條;
d.采用多道高精度水上地震儀現(xiàn)場采集數(shù)據(jù);
e.對(duì)工作站地震儀記錄的資料進(jìn)行處理、分析;
f.根據(jù)地震映像法資料,確定天然氣管道的平面位置;
g.采用孔中雷達(dá)法驗(yàn)證探測(cè)成果。
②精確探測(cè)成果
通過地震映像法、磁梯度法及孔中雷達(dá)法等綜合探測(cè)方法,探明了河底小口徑天然氣管道的精確位置(見圖6),探測(cè)誤差小于0.15cm。橋梁拓寬工程得以順利實(shí)施,也確保了天然氣管道的安全。
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4 結(jié)語
①單純采用電磁感應(yīng)法輔以靜力觸探法探測(cè)深埋天然氣管道,受電磁干擾影響數(shù)據(jù)往往失真,凡附近有其他金屬管道或高壓輸電線路等復(fù)雜情況均會(huì)產(chǎn)生干擾,從而影響測(cè)試結(jié)果;靜力觸探方法易損壞管道且易誤探,也不適用于探測(cè)天然氣管道。
②深埋天然氣管道的精確探測(cè)是地下工程設(shè)計(jì)施工中新的難題,常規(guī)的探測(cè)方法對(duì)深埋管道的精準(zhǔn)定位通常束手無策。瑞雷波法、地震映像法、磁梯度法、孔中雷達(dá)法等是深埋天然氣管道實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)探測(cè)的有效方法。但不同的探測(cè)方法因探測(cè)原理不同,各有不同的適用范圍,在實(shí)踐中通過采用多種方法相互驗(yàn)證,可以很好地解決探測(cè)方法的局限性、模糊性、多解性難題,確保地下管線的安全。
③后期建設(shè)工程凡采用非開挖方法施工或?qū)嵤痘こ?,如遇已建天然氣管道埋深超過5m的情況,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用精確探測(cè)定位方法,切實(shí)保障管道安全。
④建議在實(shí)踐中加強(qiáng)對(duì)新敷設(shè)地下天然氣管道的精確跟蹤測(cè)量,有助于避免第三方施工對(duì)天然氣管道的破壞,從而為天然氣管道長期安全、穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。
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