册镇海底管线后挖沟过程的应力解析及深挖沟技术应用

册镇海底管线后挖沟过程的应力解析及深挖沟技术应用

张磊

天津俊昊海洋工程有限公司天津300459

摘要：海底管道作为海上油气运输的动脉，常受海床冲刷影响运输安全，为了对其保护，一般进行挖沟埋设，使之埋置于海床以下一定深度。文章针对册镇KP7.0-KP15.0海底输油管线镇海段隐患治理工程，结合历史资料总结了该处海底管线大范围裸露原因及治理范围，通过对KP10.47、KP10.81两处悬空区域管道的后挖沟应力分析，重新对管线进行后挖沟埋设保护，各区段路由埋设深度均达到设计要求，同时文章重点阐述了砂袋破除挖沟机在海管深挖沟中的技术应用。通过本次案例介绍，对深挖沟有一定的参考价值。

关键词：册镇海底输油管线；裸露；悬空；应力；后挖沟；挖沟机

0引言

册子岛－镇海段海底输油管线于2005年6月份完成施工，管线长约36.3km，起点位于册子岛西侧的大沙岙，止点位于北仑电厂二期工程灰坝（海塘）上。管径为30in（1in=25.4mm），常温管线，不需要保温。

该条管线2006～2011年每年检测，2011年发现存在多处裸露和悬空现象，继2012年6月部分治理和2015年全线重新挖沟埋设施工后，2017年检测显示，KP10.477附近相比2016年全线检测呈冲刷状态，上下游50m范围最大冲刷6.1m。其中较大坑洞处平均冲刷3.8m，450m范围内平均冲刷1.4m。该范围内共发现2处管道悬空，跨度分别为63m和24m，2018年2月对以上两处悬空进行应急抛填吨袋治理。

1管线悬空裸露历史资料分析

1.1海底管线大范围裸露原因分析

根据浙江省水利河口研究院及河海大学相关研究成果，册镇海底管道产生裸露及悬空主要由以下原因造成：长江口来沙减少；杭州湾大规模围垦；周边工程对管线路由水域冲淤影响。

1928～2002年期间，西部微淤，东部微冲；2002年～2011年之间，人类活动增强，册镇管线路由灰鳖洋海域普遍冲刷1m左右，镇海近岸段围垦冲刷2m左右，册子水道海床为冲淤稳定略偏冲刷。

1.32015年全线挖沟治理完成后管线埋设情况

根据《2017年册子岛-镇海海底

管线路由全线检测技术报告》，2017

与2016年全线检测调查数据对比：

海床整体略微冲刷，平均冲刷0.12m，

个别路由区段冲刷严重，最高冲刷

厚度6.07m，见右图。

3.1挖沟机作业原理

挖沟机首先利用前端的中压射水对管线底部及周围泥土进行切割、分块，后由轴流泵产生的大流量喷冲水流，对管线底部及周围泥土进行冲刷，使管线周边土壤液化，液化土溶液一部分随喷冲水流冲出沟外，另一部分由气举装置排出沟外，从而形成管沟。

管线在自重的作用下沉入沟中，从而完成沉管作业。（见图4）

3.2挖沟机系统工艺流程图

后挖沟沉管施工完工状态管道应力纵面图

参考文献：

[1]张玮,金新,汪魁.册镇海底管线沿线海床冲刷原因及冲刷趋势研究[J].水道港口,2013(03):193-199.

[2]王建军,宋强.跨水道海底管道隐患整治工程沉管施工风险分析[J].水运工程,2015(12):170-174.

作者简介：张磊,本科,主要从事船舶与海洋工程等方面的工作.身份信息:130229198703233054.