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深埋天然气管道精确探测技术探讨

作者:王胜炎 茅斌辉 顾紫娟 孙斌杰 黄俭 李大海  
评论: 更新日期:2016年09月05日
3 精确探测技术应用案例
3.1 大口径深埋天然气管道精确探测
①污水管顶管碰到天然气管道
某市污水干管工程,从西到东穿越一条高速公路、三条天然气管道,三条天然气管道平行于高速公路(见图4),自高速公路向东依次为D610绕城高压管道,D529中压管道,D273中压管道。三条天然气管道穿越河流均采用非开挖定向钻敷没。污水干管的穿越长度约280m,采用DN 2000mm钢筋混凝土管泥水平衡法顶管工艺,污水管穿过高速公路桥下空间后沿河边6m左右平行于河岸敷设,管顶埋深约11m。建设单位原先委托的探测单位采用电磁感应法辅以静力触探法,由于探测结果有误,2013年12月27日当顶管施工进行到离接收井尚有70m的位置时碰到了不明物而停工,一周后地面钻孔中开始持续检测到泄漏的天然气,经过调查确认碰到的是D610高压管道。天然气公司迅速采取应急措施,关闭该管道两侧的阀门,由于该段管道为双气源供气,否则事故将造成大面积停气。
 
原探测是在电磁感应法受到干扰无法精确定位的情况下采用静力触探法,通过沿管道垂直方向打排孔的方法,试图用排除法找到管道的确切位置,结果是该方法可能碰到石块等硬物而误导探测结果。
经过专家会议研究,事故高压管道作改线处理,顶管机头与高压管道相碰处重做一座顶管工作井。事故证明采用电磁感应法辅以静力触探法无法满足探测精度要求。在污水管道标高难以调整的前提下,为确保后续顶管时两条中压天然气管道的安全,要求探测单位采用地震映像法、磁梯度法等综合探测方法,精确探测两条深埋中压天然气管道的空间位置。
②精确探测工序
a.天然气公司工作人员现场交底,明确探测目标;
b.应用电磁感应法追踪天然气管道的大致位置;
c.在污水顶管与天然气管道交叉区域,布置地震映像法纵横测线共48条;
d.采用多道高精度地震仪现场采集数据;
e.对工作站地震仪记录的资料进行处理、分析;
f.根据地震映像法成果图(见图5),确定天然气管道的平面位置;
g.采用磁梯度法验证探测成果。
 
③精确探测成果
经过近半个月的探测施工、资料处理分析,完成精确探测工作。建设单位在施工场地组织各有关单位参加现场精确探测成果交底会,停工半年的污水干管工程得以顺利实施。
3.2 小口径深埋天然气管道精确探测
浙江某地03省道拓宽工程桥梁桩基工程施工时,最外侧一根水泥搅拌桩与过河Ø219高压二民然气管道相邻,竣工资料显示该天然气管道与桩间距只有1.5m,并且管道采用非开挖定向钻施工方式过河,桩基附近管道埋深约9m。施工区域地下管线复杂,在非开挖天然气管道上方附近的架空水管及高压输电线产生很强的电磁干扰,多次普通探测无法确定高压天然气管道的准确位置和深度。经研究,采用地震映像法确定天然气非开挖管道的精确位置和深度,使用孔中雷达仪拾取天然气管道的反射波,多种探测方法相互验证,确保了本次探测的准确性。
①精确探测工序
a.天然气公司工作人员现场交底,明确探测目标;
b.应用电磁感应法追踪天然气管道的大致位置;
e.在河中布置地震映像法纵横测线共36条;
d.采用多道高精度水上地震仪现场采集数据;
e.对工作站地震仪记录的资料进行处理、分析;
f.根据地震映像法资料,确定天然气管道的平面位置;
g.采用孔中雷达法验证探测成果。
②精确探测成果
通过地震映像法、磁梯度法及孔中雷达法等综合探测方法,探明了河底小口径天然气管道的精确位置(见图6),探测误差小于0.15cm。桥梁拓宽工程得以顺利实施,也确保了天然气管道的安全。
 
4 结语
①单纯采用电磁感应法辅以静力触探法探测深埋天然气管道,受电磁干扰影响数据往往失真,凡附近有其他金属管道或高压输电线路等复杂情况均会产生干扰,从而影响测试结果;静力触探方法易损坏管道且易误探,也不适用于探测天然气管道。
②深埋天然气管道的精确探测是地下工程设计施工中新的难题,常规的探测方法对深埋管道的精准定位通常束手无策。瑞雷波法、地震映像法、磁梯度法、孔中雷达法等是深埋天然气管道实现精准探测的有效方法。但不同的探测方法因探测原理不同,各有不同的适用范围,在实践中通过采用多种方法相互验证,可以很好地解决探测方法的局限性、模糊性、多解性难题,确保地下管线的安全。
③后期建设工程凡采用非开挖方法施工或实施桩基工程,如遇已建天然气管道埋深超过5m的情况,应当优先采用精确探测定位方法,切实保障管道安全。
④建议在实践中加强对新敷设地下天然气管道的精确跟踪测量,有助于避免第三方施工对天然气管道的破坏,从而为天然气管道长期安全、稳定运行奠定基础。
 
参考文献:
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