SY/T 7366-2024 油气输送管道工程水域开挖穿越设计规范 , 该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 7366—2024 代替SY/T 7366—2017
油气输送管道工程水域开挖穿越设计规范
Specification for design of oil and gas transmission pipeline crossing engineering by open cut method in water areas
2024-09-24发布 2025-03-24实施
国家能源局
公 告
2 0 2 4 年 第 3 号
根据《中华人民共和国标准化法》《能源标准化管理办法》, 国家能源局批准《堆石混凝土坝设计规范》等384项能源行业 标准(附件1)、《Operation code for liquefied natural gas receiving terminal》等32项能源行业标准外文版(附件2)、《水电工程岩 土体监测规程》等2项能源行业标准修改通知单(附件3),现 予以发布。
附件:能源行业标准目录(节选)
国家能源局
2024年9月24日
前 言
根据国家能源局综合司《关于下达2022年能源领域行业标 准制修订计划及外文翻译计划的通知》(国能综通科技[2022] 96号)的要求,规范编制组结合近年来油气管道开挖穿越工程 的建设实践,经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国 内外先进标准和国内外先进技术,并在广泛征求意见的基础上, 在原规范《油气输送管道工程水域开挖穿越设计规范》 SY/T 7366—2017的基础上修订而成。
本规范共分12章和2个附录,主要内容包括:总则,术 语,基本规定,穿越位置,工程勘察,开挖设计,作用与作用 组合,穿越管段设计,防腐、焊接及试压,不带水开挖措施, 带水开挖措施,防护工程。
本规范修订的主要技术内容是:
1 修改水域、作用等术语的定义,删除了水下管道稳定术语。
2 删除了根据施工期流速提高工程等级的规定。
3 删除了开挖设计应取得基础资料具体内容的规定。
4 删除了施工后恢复河堤原貌的要求。
5 增加了穿越航道的要求。
6 修改了基岩段混凝土覆盖的要求。
7 修改穿越管道作用分类表,增加了动水压力、车辆荷载。
8 修改特殊组合的规定,调整了许用应力提高系数。
9 修改应力校核条件和附加组合许用应力提高系数,对提 高后的许用应力给出最大限值。
10 增加大中型开挖穿越抗震设计、校核标准及设计地震 下地层可能发生液化时的校核要求。
11 增加多余渣土清运、生活污水和试压废水的排放要求。
12 增加稳管材料的防腐蚀要求。
13 增加了全自动焊接的检验标准。
14 修改了岸坡防护形式的选择标准。
15 对附录A 边坡稳定的计算方法进行了修改。
本规范由国家能源局负责管理,由石油工业标准化技术委 员会石油工程建设专业标准化委员会负责日常管理,由中国石 油天然气管道工程有限公司负责具体技术内容的解释。执行过 程中如有意见或建议,请寄送中国石油天然气管道工程有限公 司(地址:河北省廊坊市和平路146号,邮编:065000),以便 今后修订时参考。
本规范起草单位:中国石油天然气管道工程有限公司
中国石油管道局工程有限公司第四分公司 中国石油工程建设有限公司西南分公司 中石化石油工程设计有限公司
本规范主要起草人:铁明亮左雷彬 詹 胜 文 杨 威 李国辉 贾春磊 穆书怀刘雪梅 杨春玲 任文明 刘思萌 刘 佳 苏卫锋 胡卫军 张 磊 刘 其 民 尤伟星 黄 亮 秦 政 先 曾 强 牛进瑞 袁 勇 李志勇 窦宏强 郭喜波 钱锋 万善通 郭 君
本规范主要审查人:董旭 林 冉 王 丽 秦 煜 张 杰 张勇涛 李剑钊 籍文瑜 顾文才 李元春 徐超文
目 次
1 总 则 1
2 术 语 2
3 基 本 规 定 3
4 穿 越 位 置 5
5 工 程 勘 察 6
5.1 工程测量 6
5.2 岩土工程勘察 6
6 开 挖 设 计 9
6.1 纵断面设计 9
6.2 管沟开挖、回填 10
7 作用与作用组合 15
7.1 作用分类 15
7.2 作用组合 16
8 穿 越 管 段 设 计 17
8.1 壁厚计算 17
8.2 刚度、强度及稳定性核算 18
8.3 抗震设计 20
8.4 稳管设计 22
9 防腐、焊接及试压 24
9.1 防腐 24
9.2 焊接与检验 24
9.3 清管与试压 25
10 不 带 水 开 挖 措 施 27
10.1 围堰导流 27
10.2 降水与排水 27
10.3 开挖支护 29
11 带水开挖措施 31
11.1 一般规定 31
11.2 管沟开挖 31
11.3 管道发送 31
12 防护工程 33
12.1 一般规定 33
12.2 岸坡防护 33
12.3 管道防护 35
附 录A 管沟开挖边坡稳定性评价及计算 38
附 录B 管 沟 涌 水 量 计 算 42
标准用词说明 47
引用标准名录 48
附 :条 文 说 明 50
1
Contents
1 General provisions 1
2 Terms 2
3 Basic requirement 3
4 Crossing location 5
5 Engineering investigation and survey 6
5.1 Engineering survey 6
5.2 Geotechnical engineering investigation 6
6 Open cut design 9
6.1 Vertical section design 9
6.2 Trench excavation, backfilling 10
7 Loads and combinations 15
7.1 Loads classification 15
7.2 Loads combinations 16
8 Crossing pipe segment design 17
8.1 Pipe wall thickness calculation 17
8.2 Stiffness, strength and stability calculation 18
8.3 Seismic Design 20
8.4 Pipeline stabilization design 22
9 Anticorrosion, welding and pressure test 24
9.1 Anticorrosion 24
9.2 Welding and inspection 24
9.3 Pigging and pressure test 25
10 Excavation measures without water 27
10.1 Cofferdam diversion 27
10.2 Precipitation and drainage 27
10.3 Excavation support and monitoring 29
11 Excavation measures under water 31
11.1 General requirement 31
11.2 Trench excavation 31
11.3 Pipeline pull 31
12 Protective engineering 33
12.1 General requirement 33
12.2 Slope protection 33
12.3 Pipeline protection 35
Appendix A Trench excavation slope stability evaluation
and calculation 38
Appendix B Trench inflow calculation 42
Explanation of wording in this code 47
List of quoted standards 48
Additon : Explanation of provisions 50
1
1 总 则
1.0.1 为了在油气输送管道工程水域开挖穿越设计中贯彻国家 法律法规,确保工程质量,做到安全、环保、经济、适用,制 定本规范。
1.0.2 本规范适用于陆上油气输送管道工程水域开挖穿越设计。
1.0.3 油气输送管道工程水域开挖穿越设计除应符合本规范外, 尚应符合国家现行有关标准的规定。
— 1—
2 术 语
2.0.1 水域开挖穿越 open cut crossing in water areas
采用开挖管沟敷设管道通过水域的穿越方式,以下简称
“开挖穿越”。
2.0.2 水域 water areas
天然形成或人工建造的江河、湖泊、运河、水库、水渠。
2.0.3 作用 action
施加在结构上的集中力或分布力和引起结构外加变形或 约束变形的原因,前者为直接作用,也称为荷载;后者为间接 作 用 。
2.0.4 极限状态法 limit state method
不使结构超越某种规定的极限状态的设计方法。
2.0.5 容许应力法 permissible(allowable)stress method
使结构在作用标准值下产生的应力不超过规定的容许应力 (材料强度标准值除以某一安全系数)的设计方法。
—2—
3 基 本 规 定
3.0.1 开挖穿越工程应按表3.0.1划分工程等级,并应采用与工 程等级相应的设计洪水频率。桥梁上游300m 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3.0.1开挖穿越工程等级
工程等级 穿越水域的水文特征
设计洪水频率 多年平均水位的水面宽度
W(m) 相应水深H(m) 大型 W≥200 不计水深 1%
(100年一遇) 100≤W<200 H≥5
中型 100≤W<200 H<5 2%
(50年一遇) 40≤W<100 不计水深 小型 W<40 不计水深 2%
(50年一遇)
3.0.2 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,水面宽度应按深泓线 摆动范围选取,若无资料,宜按两岸大堤间宽度选取;有特殊 要求的工程,可提高工程等级。
3.0.3 穿越工程设计中,穿越管道设计应采用容许应力法,其 他结构设计应采用极限状态法。
3.0.4 管道穿越位置、埋深及过堤方式应满足主管部门的要求, 并应满足相关评价要求。
3.0.5 开挖穿越管道安全防范设计应按国家现行标准《石油天
—3—
然气管道系统治安风险等级和安全防范要求》 GA 1166的有关 规定执行。
3.0.6 开挖穿越工程用钢管,应符合现行国家标准《输油 管道工程设计规范》GB 50253、《输气管道工程设计规范》 GB 50251、《油田油气集输设计规范》GB 50350的有关规定, 钢管种类和钢级应与两端连接线路段钢管相匹配。
— 4—
4 穿 越 位 置
4.0.1 穿越位置应符合线路总体走向,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。
4.0.2 穿越位置应避开一级饮用水水源保护区和水生生物保护 区核心区,宜避开下列水域:
1 二级饮用水水源保护区、水生生物保护区缓冲区和实验区。
2 河道弯曲、易改道、易变洲滩、汇流口、分流口等控制 河段。
3 河床冲淤变幅大的河段。
4 不良地质作用发育,对穿越工程稳定性有直接危害或潜 在威胁的河段。
5 活动断裂及其影响范围内的河段。
6 已建和拟建水工构筑物、锚泊地影响区;当穿越位于水 库库区时,库岸再造影响区。
7 挖砂区、采石区、采矿区。
4.0.3 穿越位置选择宜符合下列要求:
1 宜选在河道顺直、河床及岸坡稳定地段。
2 宜选在水流冲淤变化幅度不大、不影响相关河道规划实 施的地段。
3 宜与河流轴线正交通过,若需斜交时,交角不宜小于60°。
4 宜选择在有施工场地、人员机具进场方便的位置。
4.0.4 开挖穿越管道中线与铁路、公路、港口、码头等建构筑 物的最小距离应符合现行国家标准《油气输送管道穿越工程设 计规范》GB 50423的规定。
4.0.5 开挖穿越宜避开IV级及以上航道,采用开挖方式穿越航 道前应征得航道主管部门的同意。
— 5—
5 工 程 勘 察
5.1 工 程 测 量
5.1.1 开挖穿越工程测量除应符合本规范规定外,尚应按现行 国家标准《油气输送管道工程测量规范》GB/T 50539执行。
5.1.2 测图范围应满足下列要求:
1 测图宽度不应小于穿越轴线上、下游各100m。
2 测图长度不应小于穿越段水平长度与线路段连接点外各 50m。
5.1.3 测图比例尺应符合下列要求:
1 平面地形图宜为1:2000、1:1000或1:500。
2 纵断面图横向比例尺应与平面地形图相同,纵向比例尺 宜取1:500、1:200或1:100。
5.1.4 开挖穿越工程测量采用的坐标系统和高程系统应与穿越 两端连接线路段相同。
5.2 岩土工程勘察
5.2.1 开挖穿越工程勘察除应符合本规范规定外,尚应按现行 国家标准《工程勘察通用规范》 GB 55017、《油气田及管道岩土 工程勘察标准》 GB/T 50568、《岩土工程勘察规范》GB 50021、 《油气输送管道线路工程抗震技术规范》GB/T 50470执行。
5.2.2 开挖穿越岩土工程勘察应查明穿越场区的工程地质、水 文地质和工程水文条件等并作出评价。
5.2.3 开挖穿越工程勘察应查明下列内容:
1 穿越位置的地形地貌、气象条件、河流概况、区域 地质。
—6—
2 穿越位置的工程地质。
3 穿越位置的水文地质、工程水文条件。
4 对穿越位置的地震效应及场地地震效应分析评价,对液 化土层进行地震液化判别。
5 穿越位置的河床冲淤变化及岸坡侵蚀情况,对河床及岸 坡稳定性进行评价,对岸坡防护措施提出建议。
5.2.4 开挖穿越位置的河流概况宜包括下列内容:
1 穿越河段所在流域概况、河流类型、河流两岸河漫滩及 河床断面特征、河谷发育、河道变迁情况及其发展趋势。
2 穿越位置上下游已建或拟建的水利设施情况。
3 穿越河段通航情况、设计最低和最高通航水位。
4 穿越位置堤防情况、堤防等级及洪水设防标准。
5 穿越河段附近采砂、采石情况,对穿越河段河道的 影响。
6 穿越河段冰凌情况。
5.2.5 开挖穿越位置的水文地质及水文条件宜包括下列内容:
1 设计洪水频率的设计洪水位、设计流速、设计流量、河 槽及滩地的冲刷深度、冲止高程。
2 枯水期、平水期、勘察期间水位、流速、流量。
3 受潮汐变化影响水域的潮汐类型及潮位特征值。
4 穿越位置上、下游建有对工程有影响的水库时,水库防 洪调度后设防洪水及冲淤的资料,并评价库岸再造对岸坡的影 响,对岸坡现状、施工期、运营期稳定性评价及护(坡)岸措 施建议。
5 穿越场区地层含水情况、地下水类型、补给来源及地下 水位变化情况、地下水质分析。
6 穿越场区各含水层的渗透系数和影响半径。
5.2.6 开挖穿越位置的工程地质成果宜包括下列内容:
1 地层岩性、地质构造及物理力学性质、管沟开挖坡比建 议值。
—7—
2 穿越场区不良地质作用的性质、特性、分布情况,提出 防治措施和处理建议。
3 场地水、土腐蚀性评价。
—8—
6 开 挖 设 计
6.1 纵断面设计
6.1.1 开挖穿越段长度和埋深应根据主河槽摆动范围、岸坡变化、 河道规划、地方管理部门防洪要求等确定,应符合下列要求:
1 两岸设有防洪堤坝及规划防洪堤坝时,穿越范围及堤下 埋深应满足水域主管部门规定,并满足堤防保护的距离要求。
2 在水库泄洪影响范围内的穿越工程,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。
3 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。
6.1.2 开挖穿越管段应敷设在稳定地层中,管顶埋深应根据工 程等级与相应设计洪水频率下的冲刷深度或疏浚深度按表6.1.2 确定。河流深泓线反复摆动时,穿越管段在深泓线摆动范围内 埋深均应满足设计洪水频率下的冲刷深度或疏浚深度要求。
表6.1.2开挖穿越河流的管顶埋深(m)
类别 大型 中型 小型 有冲刷或疏浚的河流,应在设计洪水冲刷线 下或规划疏浚线下,并取其深者 ≥1.5 ≥1.2 ≥1.0 无冲刷或疏浚的河流,应埋在河床底面以下 ≥1.5 ≥1.3 ≥1.0 河床为基岩,并在设计洪水下不被冲刷时, 管段应嵌入基岩深度 ≥0.8 ≥0.6 ≥0.5 注:1 当河流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 当管道有配重或稳管结构物时,埋深应从结构物顶面算起。
4 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 。
—9—
6.1.3 开挖穿越通航河流,管道布置及埋深应符合现行国家标 准《内河通航标准》GB 50139的规定,两岸应按现行国家标准 《内河交通安全标志》GB 13851、《内河助航标志》GB 5863的 规定设置标志。
6.1.4 穿越位置河道内有对河床形态及地质条件产生影响的挖 砂或采矿活动时,穿越管段的埋深、长度应根据挖砂或采矿活 动对河床下切及岸坡侧向侵蚀的影响确定,并应设置禁采警示 标识。
6.1.5 穿越地层宜避开流塑状淤泥质土、中等或严重液化地层。 确需穿越中等和严重液化地层时,应按现行国家标准《油气输 送管道线路工程抗震技术规范》GB/T 50470的规定执行。
6.2 管沟开挖、回填
6.2.1 开挖穿越应根据地形条件、地质条件、水文参数、通 航条件确定开挖穿越方式。对于不通航、水深浅、流量较小 的河流宜采用不带水开挖方式。对于通航、水深大、流量大、 强透水层的河流宜通过技术经济比选,确定合理的开挖穿越 方式。
6.2.2 不带水开挖应符合下列规定:
1 开挖宜选择在枯水季节。
2 管沟宜采用放坡开挖,当遇到放坡范围受限、开挖深度 大、降水困难、地层软弱等情况,宜通过技术经济比选,确定 合理开挖方法,必要时可采取支护措施。
3 管沟宜采用围堰及排水(或降水)措施后分级放坡开 挖 ,分级高度应根据地质条件、水文条件、施工方法和施工机 械能力确定,不宜大于5m。 每级平台宽度不宜小于4m, 管 道安装平台宽度应满足管道安装、施工机械操作、安全距离的 要求。
4 管沟断面尺寸应根据地质条件、水文条件、开挖深度、
— 10—
施工季节、排水措施,并结合自然稳定边坡和人工边坡的调查 及力学分析综合确定或根据试挖资料确定。对于黄土地区管沟 开挖边坡坡度应满足国家现行标准《黄土地区油气输送管道线 路设计规范》SY/T 7363的规定。
5 在无试挖条件和资料的情况下,不带水开挖管沟尺寸可 按表6.2.2确定。
表6.2.2不带水开挖管沟尺寸
岩土类别
状态 管沟边坡坡率(高:宽) 沟底最小 宽度(m) 坡高≤5m 5 m < 坡 高 < 1 0 m
(岩15m) 淤泥 一 1:3 一
Do+1.5
(3.0)
黏性土 坚硬 1:1.00 1:1.25 硬塑 1:1.25 1:1.50 可塑 1:1.50 1:1.75 粉土 稍湿
(S,≤0.5) 1:1.25 1:1.50 砂土 中密 1:1.50 1:2.00 碎石土
(坚硬、硬塑的 黏性土充填) 密实 1:0.50 1:0.75 中密 1:0.75 1:1.00 稍密 1:1.00 1:1.25
碎石土
(砂土充填) 密实 1:1.00
一 中密 1:1.40 稍密 1:1.60
硬质岩石
(R₆>30MPa) 未(微)风化 1:0.20 1:0.35
Do+2.0
(3.0) 中等风化 1:0.35 1:0.50 强风化 1:0.50 1:0.75
— 11—
续表6.2.2
岩土类别
状态 管沟边坡坡率(高:宽) 沟底最小 宽度(m) 坡高≤5m 5m<坡高<10m
(岩15m)
软质岩石
(R₈ ≤30MPa) 未(微)风化 1:0.50 1:0.75
D₀+2.0
(3.0) 中等风化 1:0.75 1:1.00 强风化 1:1.00 1:1.25 注:1坡顶机械动荷载不应大于20kPa。
2 若遇流砂,沟底宽度和边坡坡率应由试挖确定。
3 当岩石管沟存在顺倾结构面时,应对管沟边坡进行稳定验算。
4 沟底最小宽度:括号内数值表示沟下焊接时,沟底加宽裕量。括号外 数值表示沟上焊接时,沟底加宽裕量。
5 沟下焊接,有工程车辆下沟施工时,沟底宽度增加车辆行驶宽度3m。
6 Do为管道外径(包括防腐层或保温层厚度)。
7 R.为岩石饱和单轴抗压强度。
8 S,为土的饱和度。
6.2.3 带水开挖应符合下列规定:
1 带水开挖应根据地层条件、最大水深、开挖深度、流速 条件综合确定挖沟方法。
2 带水开挖管沟,土质管沟深度大于5m 时,可分级开挖, 每级平台宽度不宜小于1 m 。管沟岩质和土质交接处应设平台, 平台宽度不宜小于1m。
3 带水开挖的管沟,断面尺寸应根据地质条件、水文条 件、开挖深度、施工季节、挖沟方法确定或根据试挖确定管沟 尺寸。在无试挖条件和资料的情况下,带水开挖管沟尺寸可按 表6.2.3确定。
6.2.4 管沟开挖土质边坡总坡高超过10m, 岩质边坡总坡高度 超过15m 时,宜按照本规范附录A 计算确定边坡开挖坡率,安 全系数不应小于1.15。
6.2.5 不带水开挖岩石、卵砾石管沟时,应满足以下规定:
— 12—
表6.2.3带水开挖管沟尺寸
岩土类别
状态 管沟边坡坡率
(高:宽) 沟底最小宽度
(m) 坡高≤5m
黏性土 坚硬 1:2.00
Da+3.0 硬塑 1:2.50 可塑 1:3.00 粉土 一 1:2.00 砂土 中密 1:3.00 碎石土
(坚硬、硬塑的黏
性土充填) 密实 1:1.50 中密 1:2.00 稍密 1:2.50
碎石土
(砂土充填) 密实 1:2.00 中密 1:3.00 稍密 1:3.20
硬质岩石
(R.>30MPa) 未(微)风化 1:1.00 中等风化 1:1.00 强风化 1:1.00
软质岩石
(R₂ ≤30MPa) 未(微)风化 1:1.00 中等风化 1:1.50 强风化 1:2.00 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 若遇流砂,沟底宽度和边坡坡率应由试挖确定。
4 岩石管沟存在顺倾结构面时,应对管沟边坡进行稳定验算。
5 Do为管道外径(包括防腐层或保温层厚度)。
— 13—
1 挖深除应满足本规范第6.1.2条设计埋深要求外,还应 超挖不小于200mm。
2 管道下沟前,沟底超挖部分应先铺设压实后厚度的砂类 土、细土、袋装土或细石混凝土垫层。管沟回填时,应先用细 土或砂回填至管顶以上0.3m 后,方可用原状土回填,回填土中 的岩石和碎石块最大粒径不应超过250mm, 压实系数不应小于
0.85。
3 当基岩段管沟采用混凝土浇筑稳管方式时,浇筑层厚度 不应小于管道上方0.5m, 管沟其余回填可采用原状土回填。
6.2.6 带水开挖管沟应回填至河床顶面,管顶以上500mm 范 围 内应采用砂砾石回填。
6.2.7 对于采用混凝土连续浇筑稳管、混凝土配重块稳管的管 道,应包裹橡胶板保护。
6.2.8 不带水开挖管沟回填时,应在管顶500mm 处设置警 示带。
6.2.9 当管沟采用爆破施工时,应满足下列规定:
1 爆破区与附近的建筑物、构筑物、管线等应保持安全 距离。
2 当距离受限时,应采取非爆破方式或按现行国家标准 《爆破安全规程》GB 6722采取控制爆破措施,应控制和减少爆 破地震波对周边的影响。
3 爆破危险区的边界应设立警戒哨和告示标志。
6.2.10 管道敷设回填后,地表应与原地表高度保持一致,并应 将多余的土石方及时清运出河道。施工期产生的生活污水应集 中收集处置,不应直接排入河道内。
6.2.11 穿越区域的地下水或岩土层具有腐蚀性时,除管段自身 防腐满足要求外,稳管措施所用材料应有抗腐蚀的性能。
— 14—
7 作用与作用组合
7.1 作 用 分 类
7.1.1 开挖穿越管段的作用分类应符合表7.1.1的规定。 表7.1.1穿越管段的作用分类
作用编号 作用分类 作用名称 1
永久作用 输送介质压力 2 管道及结构自重 3 输送介质自重 4 管周土压力 5 静水压力 6 水的浮力 7 弹性变形产生的变形应力 8 车辆荷载 9 温度作用 10 试压充水压力 11 试压充水荷载 12 清管荷载 13 施工荷载 14 偶然作用 地震作用 15 其他可能发生的偶然作用
7.1.2 管道及结构自重、输送介质自重等重力荷载应按材料、 介质的重力密度计算。
— 15—
7.1.3 地震作用应按现行国家标准《油气输送管道线路工程抗 震技术规范》GB/T 50470的相关规定计算。
7.2 作 用 组 合
7.2.1 穿越管段应根据管段上可能发生的工作状况,按主要组 合、附加组合、特殊组合进行运营、施工(包括管道清管、试 压)各阶段不同设计工况的作用组合。
7.2.2 主要组合应为运营阶段永久作用与可能发生的可变作用 的组合。
7.2.3 附加组合应为施工阶段永久作用与可能发生的可变作用 的组合。
7.2.4 特殊组合应为运营阶段永久作用与偶然作用及可能发生 的可变作用的组合。
7.2.5 穿越管段设计时,钢管的许用应力提高系数应按表7.2.5 确定,且提高后的许用应力附加组合不应大于0.80s, 特殊组合 不应大于1.0os。
表7.2.5许用应力提高系数
作用组合 许用应力提高系数η 主要组合 1.0 附加组合 1.4 特殊组合 1.5
— 16—
8 穿越管段设计
8.1 壁厚计算
8.1.1 穿越段直管段壁厚应按下式计算:
(8.1.1)
式中:δ——钢管计算壁厚(mm);
P—— 输送介质设计内压(MPa);
D—— 钢管外径(mm);
[ø]——钢管许用应力(MPa)。
8.1.2 穿越段钢管许用应力应按下式计算:
[o]=Fφto₅ (8.1.2)
式中:[σ]——钢管许用应力 (MPa);
F—— 穿越管段强度设计系数,应按现行国家标准《油气
输送管道穿越工程设计规范》GB 50423确 定 ;
φ——焊缝系数,符合本规范第3.0.6条规定的钢管,应 取1.0;
t——温度折减系数,输油管道, t 应取1.0;输气管道, 当温度小于120℃时,t 应取1.0;
0₅——钢管规定最小屈服强度 (MPa)。
8.1.3 弯管的壁厚应按下列公式计算:
δ≥δ (8.1.3-1)
δ≥δ·m (8.1.3-2)
(8.1.3-3)
—17—
式中: δn——弯管外弧侧最小壁厚 (mm);
δ——弯管内弧侧最小壁厚(mm);
δ——弯管所连接直管段的计算壁厚(mm);
m—— 弯管壁厚增大系数;
R—— 弯管曲率半径(mm);
D——弯管外径 (mm)。
8.1.4 弯管的母管壁厚应按下式计算:
(8.1.4)
式中:δ——弯管母管计算壁厚 (mm);
δ——弯管所连接直管段的计算壁厚 (mm);
C——弯管弯制允许最大壁厚削薄率。
8.2 刚度、强度及稳定性核算
8.2.1 穿越管段应根据设计选用壁厚和管材钢级进行刚度、强 度及稳定性核算。
8.2.2 穿越管段选用钢管的径厚比应小于100。
8.2.3 穿越管段应对施工阶段和使用阶段进行强度核算,施工 阶段应进行试压工况应力校核,使用阶段应进行运营工况应力 校核。管段各项应力应按各设计工况作用的最不利组合进行计 算,并应按下列公式进行校核。
试压工况:
20 。|≤η[o] 20|≤0.90₅ (8.2.3-1)
(8.2.3-2) o.≤0.90₅ (8.2.3-3) 运营工况:
—18—
—19—
20₂|≤η[o] 2o₅|≤η[o]
(8.2.3-4)
(8.2.3-5)
o.≤0.9o₅ (8.2.3-6)
式中: —— 各作用产生的轴向应力代数和 (MPa);
∑on——各作用产生的环向应力代数和 (MPa);
η ——钢管许用应力提高系数;
[σ]——钢管许用应力 (MPa);
0e——当 量 应 力 (MPa);
0₅——钢管规定最小屈服强度 (MPa)。
8.2.4 穿越管段应力应按下列公式计算:
内压产生的环向应力:
(8.2.4-1)
内压产生的轴向应力:
a₁=μoh (8.2.4-2)
温度变化产生的轴向应力:
0₂2=Ea(t-t₂) 弹性敷设产生的弯曲应力:
叠加后的各单项应力:
∑o₂=0a₁+o₂+o₃ ∑oₙ=On
当量应力:
(8.2.4-3)
(8.2.4-4)
(8.2.4-5)
(8.2.4-6)
可e=∑on-∑o₂ (8.2.4-7)
式 中 :On——内压产生的环向应力 (MPa);
Oal——内压产生的轴向应力(MPa);
Oa2——温度变化产生的轴向应力 (MPa);
Oa3——弹性敷设产生的弯曲应力 (MPa);
∑o₂——各作用产生的轴向应力代数和 (MPa);
∑on——各作用产生的环向应力代数和 (MPa);
P—— 管道内压(MPa), 运营工况取管道设计压力,试
压工况取强度试验压力与静水压力之和; d—— 钢管内径 (mm);
δ——直管段计算壁厚(mm);
E₃——钢材的弹性模量 (N/mm²), 宜取2.1×10⁵ ;
μ —钢材的泊松比,宜取0.3;
a— 钢材的线膨胀系数[m/(m·℃)], 宜取1.2×10-5;
t₁——穿越管段安装闭合时的环境温度(℃);
t₂——穿越管段处的输送介质温度(℃);
D——钢管外径 (mm);
R——弹性敷设曲率半径 (mm), 不应小于1000D, 且竖 向弹性敷设曲率半径不应小于公式(8.4.2-4)的 计算值;
0e——当量应力 (MPa)。
8.2.5 穿越管段应按现行国家标准《输油管道工程设计规范》 GB 50253进行管道径向变形校核验算。
8.3 抗 震 设 计
8.3.1 开挖穿越管段抗震设防标准按现行国家标准《油气输送 管道线路工程抗震技术规范》GB/T 50470的相关规定执行。
8.3.2 大中型穿越管道应采用1.3倍基本地震动峰值加速度及速 度计算地震作用,采用罕遇地震动参数进行抗震校核。
—20—
8.3.3 水域开挖穿越管道满足以下条件时应进行抗拉伸、抗压 缩验算。
1 水域大中型开挖穿越管道位于基本地震动峰值加速度大 于或等于0.10g 的场地。
2 水域小型开挖穿越管道位于基本地震动峰值加速度大于 或等于0.20g 的场地。
8.3.4 地震作用下穿越管道采用应变准则验算,管道轴向组合 应变应包括地震引起的管道最大轴向应变、内压和温差等操作 荷载引起的轴向应变、弹性弯曲应变,应按下列公式进行校核:
—21—
当 &m+ε+ε≤0
当 &m+e+ε>0
时 :
时 :
(8.3.4-1)
E+e+e 。≤[E:.] (8.3.4-2)
其中 εmax应按公式(8.3.4-3)和公式(8.3.4-4)计算,并 应取较大值:
o,=aE₅(t-t₂)+μo
式 中 :Emax——地震作用产生的最大轴向应变;
E——内压和温度变化产生的轴向应变;
(8.3.4-3)
(8.3.4-4)
(8.3.4-5)
(8.3.4-6)
(8.3.4-7)
(8.3.4-8)
Ee——弹性敷设产生的轴向应变;
[ec]v——埋地管道抗震设计轴向容许压缩应变,应按现 行国家标准《油气输送管道线路工程抗震技术 规范》GB/T 50470的规定采用;
[e]——埋地管道抗震设计轴向容许拉伸应变,应按现 行国家标准《油气输送管道线路工程抗震技术
规范》GB/T 50470的规定采用; a——设计地震动峰值加速度(m/s²);
v——设计地震动峰值速度 (m/s);
T—— 地震动反应谱特征周期 (s);
V.——场地剪切波速(m/s);
oa——内压和温度变化产生的轴向应力 (MPa);
D—— 钢管外径 (mm);
d——钢管内径(mm);
R—— 弹性敷设曲率半径(mm)。
8.3.5 当开挖穿越管段所在地层在设计地震动参数下具有中等 或严重液化趋势时,应按现行国家标准《油气输送管道线路工 程抗震技术规范》GB/T 50470进行抗液化能力校核。
8.4 稳 管 设 计
8.4.1 当穿越管段埋深符合本规范第6.1.2条的规定时,应按下 列公式进行抗漂浮核算:
W≥KF₃ (8.4.1-1)
(8.4.1-2)
式 中 :W——单位长度管段的总重力(包括管身结构自重、配重 层重、设计洪水冲刷线至管顶的土重,当位于地 下水位以下时配重层和管顶土重均取浮容重,不 含管内介质重) (kN/m);
—22—
K——稳定安全系数,大、中型工程宜取1.2,小型工程 宜取1. 1;
F₅——单位长度管段静水浮力 (kN/m);
Do——管身(含防腐、保温、防护层)外径(m);
yw——水的重度,取10kN/m³。
8.4.2 对于竖向弹性敷设穿越管段,按本规范第8.4.1条的规定 计算管段总重力W 还应减去管段向上的弹性抗力。单位长度的 弹性抗力应按下列公式计算:
(8.4.2-1)
(8.4.2-2)
(8.4.2-3)
(8.4.2-4)
式 中 :q——弹性敷设管段单位长度抗力 (N/m);
I— 钢管截面惯性矩(m⁴);
fe——弹性敷设的矢高(m);
L—— 弹性敷设起终点间的水平长度(m);
D—— 钢管外径(m);
d— 钢管内径 (m);
R——竖 向 弹 性 敷 设 设 计 曲 率 半 径(m), 不 应 小 于 1000D;
a——管段弹性敷设转角(°),宜小于5°。
—23—
9 防腐、焊接及试压
9.1 防 腐
9.1.1 穿越管段应按现行国家标准《钢质管道外腐蚀控制规范》 GB/T 21447进行腐蚀控制设计。
9.1.2 穿越管段管道外防腐宜选用三层聚烯烃、熔结环氧粉末 防腐层;管道补口、补伤应使用与管体防腐层相同/相容的补 口材料和结构。补口位置防腐层等级和质量不应低于管体防腐 等级和质量。三层聚烯烃、熔结环氧粉末防腐层的结构、厚 度、性能、补伤应分别符合国家现行标准《埋地钢质管道聚乙 烯防腐层》GB/T 23257、《钢质管道聚丙烯防腐层技术规范》 SY/T 7041、《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》GB/T 39636的规定,管道外防腐层补口应符合现行国家标准《管道外 防腐补口技术规范》GB/T 51241的规定。
9.1.3 穿越段管道应按现行国家标准《埋地钢质管道阴极保护 技术规范》GB/T 21448实施阴极保护,阴极保护应纳入干线阴 极保护系统。
9.1.4 大中型穿越管段宜安装阴极保护电位测试桩。小型穿越 管段可与一般线路段结合,不单独设阴极保护测试点。
9.1.5 穿越段管道在施加永久阴极保护系统之前,应采取临时 阴极保护措施。
9.2 焊接与检验
9.2.1 管道焊接应按现行国家标准《输气管道工程设计规范》 GB 50251、《输油管道工程设计规范》GB 50253、《油气长输管 道工程施工及验收规范》GB 50369和《油气田集输管道施工规
— 24—
范》GB 50819的有关规定执行。
9.2.2 水域大、中型开挖穿越管段,对接接头焊缝均应进行 100%射线探伤检验和100%超声波探伤检验;水域小型开挖穿 越管段对接接头焊缝检验标准应与相邻线路段相同。
9.2.3 外观检查合格后应进行焊缝无损检测,焊缝无损检测应 符合下列规定:
1 采用射线探伤检验和超声波探伤检验应按国家现行标准 《石油天然气钢质管道无损检测》SY/T 4109进行验收,Ⅱ级及 以上为合格。
2 采用全自动超声波探伤检验应按现行国家标准《石油天 然气管道工程全自动超声波检测技术规范》GB/T 50818执行。
3 采用相控阵超声探伤检验应按现行国家标准《无损检 测 超声检测 相控阵超声检测方法》GB/T 32563执行。
9.3清管与试压
9.3.1 大中型穿越管段应单独进行试压。小型穿越管段可与所 在线路段合并进行试压。
9.3.2 穿越管段试压应符合下列规定:
1 穿越管段应分强度试压与严密性试压两阶段进行。
2 单独试压的穿越管段,强度试验压力不应小于该处设 计内压力的1.5倍,强度试压稳压时间不应少于4h, 应无变形、 无泄漏。
3 严密性试压应在强度试压合格后进行。严密性试验的压 力不应低于该处设计内压力,稳压时间不应少于24h,在稳压时 间内压降不应大于试验压力的1%,且不应大于0.1MPa。
4 试压时的环向应力不宜大于钢管屈服强度的90%。
9.3.3 穿越管段试压前后均应进行清管和测径,清管次数不应 少于2次,以开口端不再排出杂物为合格。
9.3.4 测径宜采用铝质测径板,直径应为试压段中最大壁厚钢
—25—
管内径的92.5%,当测径板通过管段后,应无变形、褶皱。
9.3.5 试压介质应采用无腐蚀性洁净水。试压时环境温度不宜 低于5℃,否则应采取防冻措施。
9.3.6 试压合格后,应将管段内积水清扫干净,以不再排出游 离水为合格,清扫出的污物应排放到规定区域。
9.3.7 输气管道试压后应进行干燥。
—26—
10 不带水开挖措施
10.1 围 堰 导 流
10.1.1 围堰设计应遵循安全可靠、经济合理、结构简单、施工 方便、就地取材、易于拆除、利于环保的原则。
10.1.2 围堰宜选用土石围堰,并应满足防渗及抗冲要求;堰体 材料宜利用当地材料、开挖渣料。
10.1.3 施工宜在枯水期进行,堰顶应高出施工期水位1.0m~
1.5m, 且不宜高于河岸;堰体断面应为梯形,边坡比宜为1:1~ 1:2;堰顶的宽度应根据施工运输需要确定,不宜小于2m; 堰 体迎水面宜采用防渗膜保护。
10.1.4 施工导流可采用河床外导流或河床内导流,应根据地 形、地质条件、泄流、防冲、施工总布置、通航要求综合确定。
10.1.5 导流沟底应低于入口处河流水面。
10.1.6 导流沟断面尺寸应根据施工期河水流量确定,导流沟断 面型式应根据地形和地质条件确定,宜采用梯形断面。
10.1.7 导流沟平面布置宜符合下列要求:
1 宜利用浅滩、台地布置导流沟。
2 导流沟平面布置宜顺直,弯道半径不宜小于3倍导流沟 底宽,进出口轴线与河道主流方向的夹角宜小于30°。
3 宜避开滑坡、崩塌体及高边坡开挖区。
10.1.8 管道安装完成后,应及时对河道内的管沟、堰体、导流 沟进行回填和移除,并恢复至原河床面,不应影响河道行洪。
10.2 降水与排水
10.2.1 管道开挖穿越施工应根据穿越位置的工程地质、水文地
—27—
质、周边环境要求选用截水、降水、集水明排等一种或多种方 法控制地下水。
10.2.2 截水可采用水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷桩帷幕或咬合 式排桩,截水设计宜按国家现行标准《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120中的有关规定执行。
10.2.3 降水井宜采用管井、真空井点、喷射井点,可按表10.2.3 的适用条件选用。
表10.2.3常用降水井类型和适用条件
方法 土类 渗透系数(m/d) 降水深度(m) 管井 粉土、砂土、碎石土 0.1~200.0 不限 真空井点 黏性土、粉土、砂土 0.005~20.0 单级井点<6 多级井点<20 喷射井点 黏性土、粉土、砂土 0.005~20.0 <20
10.2.4 降水后管沟内的设计水位,采用沟上焊时,宜低于管沟 底;采用沟下焊时,宜低于管沟底0.5m。
10.2.5 降水井在平面上宜沿管沟周边形成闭合状布置;当地下 水流速较小时,降水井宜等间距布置;当地下水流速较大时, 在地下水补给方向宜适当减小降水井间距;对于狭长形管沟, 降水井宜在管沟一侧地下水补给方向布置。
10.2.6 真空井点降水的井间距宜取0.8m~2.0m, 喷射井点降 水的井间距宜取1.5m~3.0m 。当真空井点、喷射井点的井口至 设计降水水位的深度大于6m 时,可采取多级井点降水,多级井 点上下级的高差宜取4m~5m。
10.2.7 降水井的单井设计流量可按下式计算:
(10.2.7)
式中:q——单井设计流量 (m³/d);
—28—
Q——基坑总涌水量 (m³/d), 可按本规范附录B 的规定 计算;
n——降水井数量。
10.2.8 降水井的单井出水能力应大于单井设计流量;各类井的 单井出水能力可按下列规定取值:
1 真空井点出水能力可取36m³/d~60m³/d。
2 喷射井点出水能力可按表10.2.8取值。
表10.2.8喷射井点出水能力
外管
直径
(mm) 喷射管 工作水
压力
(MPa) 工作水
流量
(m³/d) 设计单井
出水流量
(m³/d) 适用含水层
渗透系数
(m/d) 喷嘴直径
(mm) 混合室直径
(mm) 38 7 14 0.6~0.8 112.8~ 163.2 100.8~ 138.2 0.1~5.0 68 7 14 0.6~0.8 110.4~ 148.8 103.2~ 138.2 0.1~5.0 100 10 20 0.6~0.8 230.4 259.2~ 388.8 5.0~10.0 162 19 40 0.6~0.8 720.0 600.0~ 720.0 10.0~20.0
—29—
3 管井单井出水能力可按下式计算:
(10.2.8)
式 中 :q。——单井出水能力 (m³/d);
y,——过滤器半径 (m);
1——过滤器进水部分的长度 (m);
k——含水层渗透系数 (m/d), 宜按现场抽水试验确定。
10.3 开 挖 支 护
10.3.1 当地质条件较差、管沟开挖受场地限制或管沟边坡高度 较大时,管沟开挖边坡宜采取支护措施,并宜在坡顶和坡脚设
置截水、排水系统。
10.3.2 采用钢板桩支护时,钢板桩的受弯、受剪承载力应按现 行国家标准《钢结构设计标准》 GB 50017的有关规定进行计 算;弯矩设计值和剪力设计值应按国家现行标准《建筑基坑支 护技术规程》JGJ 120的有关规定进行计算。
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11 带水开挖措施
11.1 一 般 规 定
11.1.1 对于通航水域,应划定施工区域,布设临时导航标志。 在通航水域进行带水开挖作业时,应在穿越位置上、下游设置 安全警示标志。水下管道安装完毕后,应根据航道管理部门要 求设置工程水域助航标志。
11.1.2 管沟爆破、管道整体下沉期间,施工水域宜临时封航, 在上、下游设置临时锚地,并应取得相关管理部门同意。
11.1.3 施工中产生的废弃土石方应按照河道、环保、海事等管 理部门要求进行抛卸。
11.2 管沟 开挖
11.2.1 带水开挖土质管沟宜采用抓斗挖泥船、反铲挖泥船或绞 吸船进行开挖。
11.2.2 带水开挖岩质管沟宜采用水下钻孔爆破方法对管沟范 围内岩层进行松动爆破,采用挖泥船进行水下管沟清碴、开 挖。水下爆破相关作业应符合国家现行标准《爆破安全规程》 GB 6722、《水运工程爆破技术规范》JTS 204的相关规定。
11.2.3 管沟开挖后应按设计要求进行复测,沟底铺设垫层后应 进行水下整平。
11.3 管 道 发 送
11.3.1 管道发送前应完成管道的焊接、检测、试压、补口、封 口作业。
11.3.2 管道的发送可采用浮拖法或底拖法;管道发送时,应满
—31—
足管道强度及变形的要求。
11.3.3 管道应就近预制,预制位置应满足管道预制、下水要 求;管道下水时,应采取安全保护措施;发送时,管道曲率半 径不应小于1000D(D 为管道外径)。
11.3.4 采用浮拖法时,可采用整体发送或分段发送、水上组 装,管道发送就位后整体下沉;下沉时,应采取抗浮、限位等 施工措施。
11.3.5 采用底拖法时,应采取防止防腐层损伤的保护措施;发 送时,应采取抗浮、限位措施。
11.3.6 管道下沉可采用充水或安装配重块辅助下沉。当采用配 重块辅助下沉时,稳定系数宜控制在1.05~1.1。
—32—
12 防 护 工 程
12.1 一 般规定
12.1.1 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工程。
12.1.2 防护工程填筑材料宜因地制宜就地取材,不宜采用膨胀 性黏土、粉砂、淤泥、盐渍土或有机质土壤填筑。填筑物应分 层夯实或压实,并应符合水利主管部门的要求。
12.1.3 稳管、岸坡防护工程材料应符合国家现行标准《油气输 送管道线路工程水工保护设计规范》SY/T 6793的规定,并应 满足现行国家标准《混凝土结构耐久性设计标准》 GB/T 50476 的要求。
12.1.4 防护工程设计洪水频率宜与穿越工程设计洪水频率相 同,护岸顶高出设计洪水位(包括浪高和壅水)不应小于0.5m。 堤岸顶低于设计洪水位时,护岸顶宜与堤顶平齐。
12.2 岸 坡 防 护
12.2.1 岸坡防护应依据岸坡坡率及水流流速选择防护形式,宜 采用混凝土护岸、浆砌石挡墙式护岸、浆砌石坡式护岸或石笼 护岸,混凝土护岸宜用于容许流速为8m/s的岸坡防护,浆砌石 挡墙式护岸宜用于容许流速为5m/s的岸坡防护,浆砌石坡式护 岸和石笼护岸宜用于容许流速为4m/s的岸坡防护。
12.2.2 护岸工程基础基底埋深应符合下列规定:
1 基底应埋设在设计洪水冲刷深度以下不小于1m 或嵌入 基岩内。
—33—
2 当护岸工程基础埋深无法满足第1款要求时,可采取抛 石、石笼、混凝土柔性板护脚措施。护脚在垂直水流方向的防 护长度范围不应小于设计洪水冲刷线深度的1.5倍;护岸基础、 护脚顶面不宜高出河床面。
3 寒冷地区基底应埋设在冻结深度线以下不小于0.25m。
12.2.3 护岸工程顺水流方向的长度应根据水流形态、岸坡地质 条件及施工扰动岸坡情况确定,应大于施工开挖岸坡的宽度。
12.2.4 浆砌石护坡、混凝土护坡或钢筋混凝土板护坡下方,应 有100mm~200mm 厚的级配良好的砂砾石垫层。
12.2.5 浆砌石、混凝土或钢筋混凝土板的护坡每隔10m~20m 应设置伸缩缝,并应在对应的基础上设置20mm~30mm 宽 度 的沉降缝,缝间应以沥青麻筋或沥青板条填塞。
12.2.6 浆砌石护岸工程应设置的排水孔,应在排水孔处设置反 滤层。排水孔应设于常水位0.3m以上。
12.2.7 护岸工程应核算坡面滑动、沿弧面(或不均匀土体的折 线面)滑动的抗滑稳定性。抗滑稳定安全系数宜取1.15~1.30。
12.2.8 浆砌石护坡用于冲刷防护时,厚度应按下列公式计算, 且不应小于0.35m:
(12.2.8-1)
(12.2.8-2)
式 中 :T——浆砌片石(浆砌混凝土块)护坡厚度 (m);
a——护面斜坡与坡脚水平线的夹角(°);
P₃ i——动水作用于护坡的静上举力(N/m²);
η —与护面结构有关的系数,浆砌护面宜取1.1~1.2, 干砌石护面宜取1.5~1.6;
μ——与护面透水性有关的系数,浆砌护面宜取0.3,干 砌石护面宜取0.1;
—34—
v——河水平均流速 (m/s);
ys——砌石密度(N/m³);
Yw——河水密度 (N/m³)。
12.2.9 采用石笼护基或护管时,石笼基底应铺0.2m~0.4m 的 平整垫层。地基为基岩时,可将石笼用钢筋锚固定在基岩上。 根据需要可对石笼进行灌浆处理。
12.2.10 护底石笼的顺水流平铺段单侧长度应大于自石笼顶面 至设计洪水冲刷线深度的1.5倍。
12.2.11 当冲刷深度较大或常水位水深较大时,可采用混凝土 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第12.2.8条的规定计算。
12.2.12 柔性混凝土板的护底平铺长度可按下式计算:
(12.2.12)
式 中 :L——平铺长度 (m);
m——边坡系数,宜按1~0.5取用;
h₂—— 防护深度 (m) , 应根据冲刷深度确定;
B₁——安全长度 (m), 可取2.0m。
12.3 管道防护
12.3.1 穿越河流两岸护岸以上的斜坡段,应根据斜坡坡度和地 质情况设置不同间距的截水墙,设置间距范围宜为5m~15m;
护岸坡顶宜设置截水沟,护岸坡面宜设置导流槽。
12.3.2 地下防冲墙宜用于土质河床、沟床的冲刷下切防护,并 应符合下列规定:
1 地下防冲墙结构形式可采用浆砌石、石笼、混凝土地下 防冲墙等,应根据河、沟床的水文、地质条件选用防冲墙材料。
2 防冲墙宜设置于管道穿越段下游5m~10m 范围内,当 河床纵坡较陡时,应取小值。防冲墙走向应与水流方向、两岸
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垂直;防冲墙顶面不宜高于原河、沟床面。
3 对于冲刷剧烈的河、沟道防护,可采用防冲墙与过水面 的组合措施进行防护。对于河、沟床比降较大的河、沟道,可 采用多级防冲墙的组合方案进行防护。
4 具有整体式结构的地下防冲墙应每隔10m~15m 设 一 道伸缩缝。
5 防冲墙两端应嵌入原始岸坡不小于0.5m, 墙顶厚度不宜 小于0.4m。
12.3.3 管道稳管形式及适用条件宜按表12.3.3采用。
表12.3.3管道稳管形式及适用条件
序号 稳管形式 适用条件 1 混凝土连续浇筑稳管 适用穿越地层为中风化、微风化岩石,管顶埋入岩 石深度不小于0.5m的情况 2 配重块稳管 适用穿越地层为非液化土层及非软土层的情况 3 袋装土稳管 适用穿越地层为砂土、粉土、黏性土,仅承受静水 浮力的情况 4 混凝土连续覆盖稳管 适用于需防止管道防腐层损伤、清淤疏浚破坏、锚 破坏的情况
12.3.4 混凝土连续浇筑稳管应符合下列规定:
1 混凝土强度等级不宜低于C20。
2 带水浇筑时,宜采用水下不分散混凝土。
12.3.5 配重块稳管应符合下列规定:
1 配重块稳管设计,应按本规范第8.4.1条的规定进行水 下管段抗漂浮稳定性计算,确定配重块的间距及单块重量。
2 有清淤、疏浚要求的水域,宜采用混凝土配重块连续稳 管的方式。
3 混凝土强度等级不应低于C25。
12.3.6 袋装土稳管应符合下列规定:
1 袋装土稳管设计应按本规范第8.4.1条的规定进行水下
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管段抗漂浮稳定性计算,确定袋装土的重量、袋体规格及间距。
2 袋装土所用袋体材料应具有一定的抗拉强度、抗刺破、 耐腐蚀性能,可选择高强度、透水性强的土工袋或聚丙烯袋, 并应符合现行国家标准《土工合成材料应用技术规范》GB/T 50290的规定。
3 袋内填充材料宜为砂或砂性土。
12.3.7 混凝土连续覆盖稳管应符合下列规定:
1 混凝土连续覆盖稳管设计,应按本规范第8.4.1条的 规定进行水下管段抗漂浮稳定性计算,确定混凝土连续覆盖层 厚 度 。
2 混凝土连续覆盖层应按现行国家标准《混凝土结构耐久 性设计标准》GB/T 50476的规定进行耐久性设计。
3 管道竖向弹性敷设曲率半径不应小于管道及配重层 自重作用下下垂曲线的曲率半径、1000倍管道外径和本规范 公式(8.4.2-4)的计算值。
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附 录A 管沟开挖边坡稳定性评价及计算
A.0.1 当管沟开挖坡体为土质边坡和呈碎裂结构、散体结构的 岩质边坡,且滑动面呈圆弧形时,可采用简化毕肖普法按下列 公式计算(图A.0.1)。
图A.0.1 简化毕肖普法计算简图
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式 中 :K—— 圆弧滑面抗滑安全系数;
W——第i 条块重量 (kN);
c——第 i 条块底面黏聚力 (kPa);
(A.0.1-1)
(A.0.1-2)
φ——第i 条块底面内摩擦角(°);
b—— 第 i 条块宽度 (m);
l;——第 i条块滑面长度(m), 取 l=b;/cosa;;
a—— 第i 条块底面与水平面的夹角(以水平线为起始
线,逆时针为正角,顺时针为负角)(°);
β——第i条块外力P₁ 与水平面的夹角(以水平线为起始
线,逆时针为正角,顺时针为负角)(°);
yw——水的容重(kN/m³);
h,hw,-1—— 第 i、i-1条块滑面前端水头高度 (m);
P—— 作用于第i条块的外力(不含坡外水压力)(kN); hp——第i条块外力P₁ 水平方向分力对圆心的力臂 (m); R—— 滑动面圆弧半径(m);
u;——第 i条块底面的单位孔隙压力 (kN/m);
i——计算条块号。
A.0.2 当管沟开挖坡体成分为呈块体结构和层状结构的岩质边 坡时,潜在不稳定体滑动面呈折 线 形 ,可采用不平衡推力传递 法按下列公式进行抗滑稳定计算(图A.0.2)。
(a) 潜在不稳定体 (b) 典型条块
图A.0.2 不平衡推力传递法计算简图
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(A.0.2-1)
R=[w,cosa-U₄+Psin(a+B)tang:+cbseca;
(A.0.2-2)
T;=Wsina₁-Pcos(a+β) (A.0.2-3)
4₁=cos(a-a)-sin(a-a,)tang./K (i=2,3,…,n)
(A.0.2-4)
E,=T-R₁/K+y,E₁₋1 (A.0.2-5)
式 中 :K——折线滑面抗滑安全系数;
P—— 作用于第i条块的外力(不含坡外水压力)(kN), 无外力时取0;
ψ — 第i条块侧面的推力传递系数;
U₂—— 第i条块底面的孔隙压力(kN);
E-1——第i-1 条块作用于第i条块的推力 (kN);
E,——第 i+1 滑动条块作用于第i滑动条块的反作用力 (kN), 与 第i滑动条块的推力大小相等,方向相反。
A.0.3 平面滑动法抗滑移稳定计算:岩石管沟存在顺倾结构面 时,应对管沟边坡进行稳定验算,宜采用平面滑动法按下列公 式进行计算(图A.0.3)。
(A03- 1)
(A.0.3-2)
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图A.0.3 岩石管沟顺层结构面边坡计算简图
(A.0.3-3)
式 中 :K—— 顺层滑面抗滑安全系数;
c—— 岩层顺层结构面的黏聚力(kPa);
φ——岩层顺层结构面的内摩擦角(°);
L—— 滑动面长度(m);
G—— 滑体单位宽度自重(kN/m);
G₆——滑体单位宽度竖向附加荷载 (kN/m); 方向向下时 取正值,方向向上时取负值;
θ ——滑面倾角(°);
U—— 滑坡单位宽度总水压力 (kN/m);
V——后缘陡倾裂隙面上的单位宽度总水压力 (kN/m), 无裂隙水时取0;
Q—— 滑体单位宽度水平荷载 (kN/m), 方向指向坡外时 取正值,指向坡内时取负值;
h—— 后缘陡倾裂隙充水高度 (m), 根据裂隙情况汇水 条件确定。
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附 录B 管沟涌水量计算
B.1 均质含水层潜水完整井的管沟降水总涌水量计算
B.1.1 管沟远离地面水源,管沟降水总涌水量可按下列公式计 算 ( 图B.1.1):
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矩形管沟:
(B.1.1-1)
(B.1.1-2)
r₀ =η-
L+B
4 (B.1.1-3)
不规则形状管沟:
(B.1.1-4)
式中:Q——基坑降水总涌水量 (m³/d);
k——渗透系数 (m/d);
H——潜水含水层厚度(m);
S——基坑地下水位的设计降深 (m);
R——降水影响半径(m), 宜通过试验或根据当地经验 确定,缺少试验时,可按公式 (B.1.1-2) 计算;
ro——基坑等效半径 (m);
L——基坑的长度(m);
B——基 坑 的 宽 度 (m);
A—— 基坑面积(m²);
η——系数,宜按表B.1.1 查取。
表B.1.1系数η与B/L的关系
B/L 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.00 1.12 1.16 1.18 1.18 1.18
图B.1.1 远离地面水源,均质含水层潜水完整井管沟涌水量计算简图
B.1.2 管沟近地面水源,管沟降水总涌水量可按下式计算 ( 图B.1.2):
b R
图B.1.2近地面水源,均质含水层潜水完整井管沟涌水量计算简图
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(b<0.5R) (B.1.2)
式中:b——管沟中心距地面水源的距离(m)。
B.2 均质含水层潜水非完整井的管沟降水总涌水量计算
B.2.1 管沟远离地面水源,管沟降水总涌水量可按下列公式计 算 ( 图B.2.1):
(B.2.1-1)
(B.2.1-2)
式中:h——降水后基坑内的水位高度(m);
1——过滤器进水部分的长度(m);
H——潜水含水层厚度(m); 当基底以下为深厚透水层 时 ,H=1.85×(1+S+ir₀);
i——下降漏斗的水力坡降。
图B.2.1 远离地面水源,均质含水层潜水非完整井管沟涌水量计算简图
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