油气输送管道穿越工程设计规范GB 50423-2013.pdf

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油气输送管道穿越工程设计规范GB 50423-2013.*df<*>tunnel by digging <*>用顶管机掘进建造的隧道。 <*>incline,inclined shaft<*>纵向坡度大于10°的倾斜隧道,通常指管道陆上隧道或水域 穿越隧道平巷两侧的斜隧道。 <*>为满足隧道施工GB 31340-2014 钨精矿单位产品能源消耗限额,运营管理而修建的地下直立开筒状的构筑物 <*>sinking well <*>竖井的一种,在地面上分段预制竖并并通过挖土分段沉人 地下一定深度后形成的地下构筑物。 <*>2.0.15地下连续墙<*>采用专用挖掘机械在地层中成槽或成孔并用泥浆充填护 后,浇注钢筋混凝土或插人预制混凝土构件所形成的地下连续 体结构。 <*>2.0.16钻孔咬合桩<*>平面布置的相邻桩圆周相嵌、相互咬合而形成的混凝王桩墙 2.0.17型钢水泥土搅拌墙 section steel and ce*ent <*>在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插人型钢形成的复合挡 正水围护结构。 <*>以水泥作为主固化剂,通过三轴搅拌机将固化剂和地基工强 制搅挫,使地基土硬化成具有连续性、抗渗性和一定强度的桩体 <*>施加在结构上的集中力或分布荷载和引起结构外加变形或约 束变形的间接作用。 <*>3.1.1穿越工程设计前,应取得所输介质物性资料及输送工艺参 数。介质物性资料及输送工艺参数的要求应符合现行国家标准 《输油管道工程设计规范》GB50253和《输气管道工程设计规范》 GB50251的有关规定。 家城 <*>3.1.2W穿越工程设计应符合管道工程专项评价的结论及<*>3.1.3选定穿越位置后,根据设计阶段的要求,按照现行国家标 准《油气输送管道工程测量规范》GB/T50539和《油气田及管道 岩土工程勘察规范》GB50568的有关规定,应取得下列资料: 1工程测量资料,包括1:200~1:2000平面地形图与断 面图; 2工程地质报告,包括1:200~1:2000地质部面图、柱状 图、岩土成分及物理力学指标、地震、水文地质及工程地质勘察的 结论意见。 <*>图、岩王成分及物理力学指标、地震、水文地质及工程地质勘察的 结论意见。 3.1.4水域穿越勘察钻孔布置应符合下列要求: 1挖沟埋设穿越管段,应布置在穿越中线上。 2V水平定向钻、隧道敷设穿越管段,应交叉布置在穿越中线 两侧各距15*~30*处,交叉勘探点间距宜为50*~100*。在岩 性变化复杂时,局部钻孔间距可为15*~30*。 3.1.5位于设计地震动峰值加速度a≥0.1g地区的河流大中型 穿越工程,应查清下列四种情况,并取得量化指标: <*>1挖沟埋设穿越管段,应布置在穿越中线上。 2V水平定向钻、隧道敷设穿越管段,应交叉布置在穿越中线 两侧各距15*~30*处,交叉勘探点间距宜为50*~100*。在岩 性变化复杂时,局部钻孔间距可为15*~30*。 <*>穿越工程,应查清下列四种情况,并取得量化指标: 1有无断层,断层活动性质,断层一次性最大可能错动量 2地震时两岸或河床出现开裂或错动的情况; <*>3地震时地基土液化的资料; 4 地震时两岸滑坡或崩塌的可能性及参数。 3.1.6穿越管道及隧道抗震设防应按照现行国家标准《油气输送 管道线路工程抗震技术规范》GB50470的有关要求设计。 3.1.7穿越管段应根据现行国家标准《钢质管道外腐蚀控制规 程》GB/T21447的有关规定,取得防腐蚀控制设计所需的相关环 境资料。 <*>3.1.7穿越管段应根据现行国家标准《钢质管道外腐蚀控<*>程》GB/T21447的有关规定,取得防腐蚀控制设计所需的相 境资料。 <*>3.2.1穿越工程用于输送油、气的钢管,应符合现行国家标准 《石油天然气工业管线输送用钢管》GB/T9711的有关规定,并 应根据所输介质性质、钢管规格、钢材等级、使用条件补充有关 技术条件要求。对于管径小于DN300,设计压力小于6.3MPa 的输油钢管或设计压力小于4.0MPa的输气钢管,可采用符合 现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T8163、《高压化肥设 备用无缝钢管》GB6479、《高压锅炉用无缝钢管》GB5310要求 的无缝钢管。 <*>3.2.1穿越工程用于输送油、气的钢管,应符合现行国家标作<*>3.2.2符合本规范第3.2.1条的钢管,其许用应力应按下列公式<*>表3.2.2强度设计系数 <*>2输气管道地区等级划分应符合现行国家标准《输气管道工程设计规范》 GB50251的有关规定。 <*>3.2.3穿越段钢管的直径与壁厚之比应小于100,并应满足各 穿越条件下的管道径向稳定要求,壁厚应按下式计算, <*>式中: 钢管计算壁厚(**); P 输送介质设计内压力(MPa); D 钢管外直径(**); [o] 输送钢管许用应力(MPa)。 <*>游建有对工程有影响的水库时,应取得通过水库防洪调度后的设 防洪水及冲淤资料;位于库区的工程,还应取得库岸再造影响范围 资料。 <*>3.3.2选择的穿越位置应符合线路总体走向,应避开一级水源保 护区。对于大、中型穿越工程,线路局部走向应按所选穿越位置进 行调整,并应符合下列要求: 1穿越位置宜选在岸坡稳定地段。若需在岸坡不稳定地段 穿越,则应对岸坡作护岸、护坡整治加固工程。 2穿越位置不宜选择在全新世活动断裂带及影响范围内。 3穿越宜与水域轴线正交通过。若需斜交时,交角不宜小于 60°,采用定向钻穿越时,不宜小于30°。 <*>3.3.3水域穿越工程应按表3.3.3划分工程等级,并应采用上<*>程等级相应的设计洪水频率。桥梁上游300*范围内的穿越工 程,设计洪水频率不应低于该桥梁的设计洪水频率。 <*>表3.3.3水域穿越工程等级与设计洪水频率 <*>3.3.4对于季节性河流或无资料的河流,水面宽度可按不含滩地 的主河槽宽度选取;对于游荡性河流,水面宽度应按深线摆动范 围选取,若无资料,宜按两岸大堤间宽度选取;若采用挖沟法穿越, 当施工期水流流速大于2*/s时,中小型工程等级可提高一级;有 特殊要求的工程,可提高工程等级。 3.3.5穿越管段可采用挖沟法埋设、水平定向钻法敷设、隧道法 <*>3.3.6穿越长度和埋深应符合下列要求:<*>1穿越长度宜涵盖设计洪水没范围。主河道的穿越长度 应包括两岸防洪堤,并满足堤防保护的距离要求。当两岸无防洪 堤时,主河道的穿越长度应根据管道使用期间可能的河床摆动范 围确定。 2当两岸设有防洪堤坝及规划防洪堤坝时,穿越的起始位置 及堤下埋深应满足水利主管部门规定。 3当工程建在水库泄洪影响范围内时,穿越管段埋深应综合 泄洪时的局部冲刷及常规泄水的清水冲刷深度确定。 4新建或规划库区内的穿越工程,穿越长度和埋深应满足库 岸再造作用后的稳定性要求。 <*>1当采用开挖管沟理设时,管道中线距离特大价、大价、 桥、水下隧道最近边缘不应小于100*;距离小桥最近边缘不应小 于50*。 2当采用水平定向钻穿越时,穿越管段距离桥梁墩台冲刷坑 外边缘不宜小于10*,且不应影响桥梁墩台安全;距离水下隧道的 净距不应小于30*。 3当采用隧道穿越时,隧道的埋深及边缘至墩台的距离不应 影响桥梁墩台的安全;管道隧道与公路隧道、铁路隧道净距不宜小 于30*。 4当不能满足上述要求时,应协商确定。 3.3.8·水域穿越管段与港口、码头、水下建筑物之间的距离,当采 用大开挖穿越时不宜小于200*,当采用定向钻穿越、隧道穿越时 不宜小于100*。 3.3.9当采用水平定向钻或隧道穿越河流堤坝时,应根据不同的 地质条件采取措施控制堤坝和地面的沉陷,防止穿越管道处发生 管涌,不应危及堤坝的安全。水平定向钻入土点、出土点及隧道竖 <*>3.10穿越通航的水域,管段的埋深应避免船锚或疏浚机具 管道的损伤。两岸应按现行国家标准《内河交通安全标志 B13851的有关规定设置标志 <*>3.11当穿越管段区域河道内有对河床的形杰及地质条件产<*>响的挖砂、采矿活动时,管道的穿越长度、埋设深度应位于影! 围以外,并应采取必要的防护措施 <*>3.3.12通过饮用水源二级保护区的水域大型穿越工程轮<*>在两岸应设置截断阀室。截断阀室应设置在便于接近、不被 洪水淹没处。输气管道在两岸可不设截断阀室 <*>3.3.13挖沟法穿越管段,不应在设计洪水位浸淹范围内设 固墩。 <*>3.3.14地震时易发生土壤液化的开控法穿越管段不宜监<*>管段沟埋在液化层内。确需埋入液化地层内时,应采取换土、软体 排、土工布袋压载措施,不应采用混凝土马鞍型压重块稳管 <*>3.3.15穿越沼泽地区,应根据不同的沼泽类别采用支加法<*>3.4.1山岭隧道与铁路隧道、公路隧道交叉时,竖向净间距不宜 小于30*。 <*>3.4.4选择冲沟穿越位置时,应避开可能发生滑坡、崩塌的<*>程、坡面的防护工程、沟底的稳管及防冲蚀工程,导水沟宜将水 人天然泄水沟中。采用开挖斜巷方式穿越高陡边坡时,洞身应 行回填,洞口应做防水处理 <*>3.4.6V开挖穿越深而陡的黄士冲沟应结合边坡不可恢<*>特点,对所形成的新断面做水工保护及水土保持工程设计。 <*>.4.8符合工程条件的山岭、冲沟可采用定向钻法或顶管法隧 方式穿越。 <*>3.4.8符合工程条件的山岭、冲沟可采用定问钻法或顶管法隧道<*>3.4.9管道不宜在狭窄冲沟内顺沟敷设。如受条件限制<*>开时,应进行专项水文调查研究,查明设计冲刷深度及仲沟稳定 性,作为穿越工程设计的依据。 <*>4.1.1挖沟法穿越水域的位置,除结合线路走问外,应远拌序圾<*>4.1.2挖沟法穿越管段的最小理深,应根据工程等级与相应议<*>4.1.2挖沟法穿越管我的 洪水冲刷深度或疏浚深度要求确定,并应符合表4.1.2的规定。 当河流深泓线反复摆动时,穿越管段在深泓线摆动范围内埋深均 应满足设计冲刷深度或疏浚深度要求。 <*>表 4.1.2挖沟法穿越管段的最小 <*>注:1当水域有抛锚或疏浚作业时,管顶埋深应达到防腐层不受机械损伤的要求; 2 以下切为主的河流上游,埋深应从累积冲刷线算起; 3基岩段所挖沟槽应用满槽混凝土覆盖封顶,应达到基岩标高; 4当管道有配重或稳管结构物时,埋深应从结构物顶面算起; 5基岩内管道埋深尚应根据岩性、风化程度确定,强风化岩、软岩埋深应加大。 <*>注:1当水域有抛锚或疏浚作业时,管顶埋深应达到防腐层不受机械 2以下切为主的河流上游,埋深应从累积冲刷线算起; 3基岩段所挖沟槽应用满槽混凝土覆盖封顶,应达到基岩标高; 4当管道有配重或稳管结构物时,埋深应从结构物顶面算起; 5基岩内管道埋深尚应根据岩性、风化程度确定,强风化岩、软岩埋深应加大。 <*>地质条件、水文条件、开挖深度和底宽、施工李节、排水设施设 <*>4.1.4水下挖沟时,应根据机具试挖成沟情况确定管沟尺寸。若 无此资料,宜按表4.1.4试挖管沟 <*>表4.1.4水下开挖管沟推荐尺寸 <*>注:1沟底最小宽度指管道敷设所需最小净宽,不包括回淤; 2 在深水区管沟底宽应增加潜水员潜水检查操作的宽度; 3 若遇流沙,沟底宽度和边坡由试挖确定; 4 D为管身结构的外径,当多条管道并行穿越敷设时,Do为管道外径之和及 管道问距助兰产 <*>注:1沟底最小宽度指管道敷设所需最小净宽,不包括回淤; 2在深水区管沟底宽应增加潜水员潜水检查操作的宽度 3若遇流沙,沟底宽度和边坡由试挖确定: <*>4.1.5当水下穿越管段采用稳管措施时,稳管配重物不应损伤管 道防腐涂层。 <*>4.1.6岩石管沟挖深除应满足本规范第 4. 1.2 条设计埋深或<*>外,还应超挖200**;管道入沟前,沟底应先铺设压实后厚度 200**的砂类土、细士或混凝土热层 <*>4.1.7穿越区域的地下水或岩士层具有腐蚀性时.除管段自身防<*>4.1.7穿越区域的地下水或岩<*>4.2.1水下穿越管段沟埋敷设后,不应发生管段漂浮和移位。 4.2.2当水下穿越管段埋深不符合本规范第4.1.2条要求时,抗 漂浮应按下列公式计算; <*>W≥K(F+Fdy) W≥K <*>Fdx=CxwDo~² /(2g) Fdy =C,YwDo~2 /(2g) F,=πwD / 4 <*>4.2.4水下管道应根据具体的工程地质、水文条件确定<*>4.3.1水下穿越管段的作用计算应包括永久作用、可变作用和偶<*>4.3.1水下穿越管段的作用计算应包括永久作用、可变作用和偶<*>4.3.1水下穿越管段的作用计算应包括永久作用、可变作用和偶 然作用,并应按下列要求计算: 1永久作用应包括输送介质的内压力、管段自重、输送介质 重、管周土压力、静水压力、动水压力、温度变化产生的温度应力 <*>强制弹性变形产生的变形应力; 2可变作用应包括试运行或试压时管内的水重与内压力、清 管作用、施工拖管或吊管外力作用; 3偶然作用应包括地震影响、落石冲击力、沉船、抛锚或河道 疏浚产生的撞击力作用。穿越管段位于设计地震动峰值加速度 a≥0.1g的地区,应计算地震造成的土压力、地基土液化作用;有 活动断层时的断层位移作用。 <*>活动断层时的断层位移作用。 4.3.2穿越管段结构计算时,应根据敷设形式、所处环境、运行条 件及可能发生的工作状况进行作用组合。主要组合应为永久作 用;附加组合应为永久作用与可能发生的可变作用之和;特殊组 合应为永久作用与偶然作用之和。 4.3.3穿越管段的钢管许用应力,应按本规范第3.2.4条的许用 应力乘以不同的作用组合提高系数,许用应力提高系数应按表 <*>及可能发生的工作状况进行作用组合。主要组合应为永久作 附加组合应为永久作用与可能发生的可变作用之和;特殊纠 应为永久作用与偶然作用之和。 <*>表4.3.3许用应力提高系数 <*>4.4.1穿越管段应根据设计选用壁厚和管材等级,核算强度、刚 度及稳定性。 <*>4.4.1穿越管段应根据设计选用壁厚和管材等级,核算强<*>曲应力,根据作用组合计算出的各单项应力之和均应小于或等于 相应的钢管许用应力。 <*>2)当管段轴向变形受约束时: <*>3 弹性敷设产生的弯曲应力应按下式计算: <*>”或“一”选取应按最不利条件确 <*>“十”或“一”选取应按最不利条件确定。 <*>十”或“一”选取应按最不利条件确定。 4.3穿越管段计算各单项应力后,应按下式核算当量应力。 <*>4.4.3穿越管段计算各单项应力后,应按下式核算当量应力 <*>4.4.3穿越管段计算各单项应力后,应按下式核算当量应力<*>式中:6e 穿越管段钢管的当量应力(MPa); Zoh 各作用产生的环向应力代数和(MPa); Zoa 各作用产生的轴向应力代数和(MPa); s 穿越用钢管的规定最小屈服强度(MPa)。 <*>轴向压应力时,应按下列公式核算管段的轴向稳定 <*>4.5.1防护设计应根据水域特性、水文参数、水域及周边地貌、地 质情况,结合防护位置,采用适宜的护岸、护底、护脚、稳管和地表 排水防护措施。 4.5.2在河流上设置导流构筑物时,应根据河道的河势、地质、水 文参数、河道演变规律和防护要求规划治导线,并应避免冲刷农 田、村庄、道路和管道。

4.5.1防护设计应根据水域特性、水文参数、水域及周边地豹 质情况,结合防护位置,采用适宜的护岸、护底、护脚、稳管和 排水防护措施。

4.5.2在河流上设置导流构筑物时,应根据河道的河热

4.5.2在河流上设置导流构筑物时,应根据河道的河势、地质、水 文参数、河道演变规律和防护要求规划治导线,并应避免冲刷农 田、村庄、道路和管道。 4.5.3防护工程采用的建筑材料,应符合相关材料标准的规定,

文参数、河道演变规律和防护要求规划治导线,并应避免冲刷农 田、村庄、道路和管道。

4.5.3防护工程采用的建筑材料,应符合相关材料标准的规

填筑材料宜就地取材。.不应采用重黏土、粉砂、淤泥、盐渍王或有 机质土壤填筑。填筑物应分层夯实或压实,达到规定的密实度 要求。

4.5.5护岸工程基础基底埋深

宜满足设计冲刷线下1m和冰冻线下0.3m的要求。在护岸工程 基础埋深无法满足上述条件的情况下,可采取抛石、石笼、混凝土 柔性板措施护脚。护脚于垂直水流方向的防护长度不应小于设计 洪水冲刷深度的1.5倍。

Psi T (。)cosα

中:T一奖 浆砌片石(浆砌混凝土块)护坡厚度(m); α 护面斜坡与坡脚水平线的夹角; 静上举力Psi1,干砌护坡还应计算脉动上举力Psiz; Psi1一z 动水作用于护坡的静上举力(N/m²); Psi2 动水作用于干砌护坡上的脉动上举力(N/m²); 护面取1.5~1.6; 取0.1; 一一脉动压力系数,可按现场的实测值取用,或按水利部 门护坦脉动压力试验所得最大值0..4取用; 一 河水的平均流速(m/s); g——重力加速度,取 9. 8m/s²; s一砌石的密度(N/m°); 一河水的密度(N/m)。 .5.12采用石笼护基或护底时,石笼基底应铺0.2m~0.4m的 平整垫层;若地基为基岩,可将石笼用钢筋锚固在基岩上。根据需 要可对石笼进行灌浆处理。 4.5.13护底石笼的顺水流平铺段长度应大于自石笼顶面至设计 供水冲刷线深度的1.5倍。 4.5.14当冲刷深度较大或常水位水深较大时,宜采用混凝土板 之间铰连接的柔性混凝土防护板,铺设于护坡基础处或作护底用。 混凝土板的厚度可按本规范4.5.11规定计算,s为混凝土板的 重度,μ值取 0. 3。 4.5.15柔性混凝土板的护底垂直河流的平铺长度可按下式计

(4. 5. 15)

L=/1+m²·haz+B

5水平定向钻法穿越设计

布设钻机、泥浆池、材料堆放和管道组焊的要求。

宜为4~12°,应根据地质条件、穿越管径、穿越长度、管段埋深和 弹性敷设条件确定

GB 50236-2011 现场设备、工业管道焊接工程施工规范5.1.4穿越深度应符合下列规

1水域穿越管段管顶理深不宜小于设计洪水冲刷线或疏浚 深度线以下6m; 2穿越铁路、公路、堤防建(构)筑物时,穿越深度应符合有关 技术规定; 3穿越管段埋设深度应避开挖砂、采石、抛锚作业的影响。 5.1.5穿越管段应根据地基土层的稳定性和密实性,采取防止地 表塌陷的措施

件焊接或附加于管体上。若需在水域两侧设止水环,可在回拖完 成后在穿越管段两端设置,并应保持防腐涂层的完整。

5.1.7定向钻不宜在卵石层、松散状砂土或粗砂层、矿

碎岩石层中穿越。当出人土管段穿过一定厚度的卵石、砾石层时GB/T 26930.3-2011 原铝生产用炭素材料 煤沥青 密度的测定 比重瓶法, 宜选择采取套管隔离、注浆固结、开挖换填措施处理

5.1.8管道回拖经计算需要采取降浮措施时,宜内设充水管 配重。

5.1.8管道回拖经计算需要采取降浮措施时,宜内设充水管

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