Lng管線過堤系統(tǒng)及其施工方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種LNG輸送系統(tǒng)及其施工方法，尤其涉及一種LNG管線過堤系統(tǒng)及其施工方法。
【背景技術】
[0002]液化天然氣(LNG，Liquefied Natural Gas)的主要成分為甲烷，由天然氣在常壓下冷卻至-162 °C得到。液化天然氣的密度約為450kg/ m3，體積約為氣態(tài)時的1/600。液化天然氣接收站主要由儲罐區(qū)、碼頭區(qū)、工藝區(qū)、氣化區(qū)、公用工程區(qū)等組成，儲罐區(qū)和碼頭區(qū)之間的LNG管線均需通過防波堤。目前通常采用修建棧橋的方法，使LNG管線從堤上跨越，管線造價較高。另外，由于可利用岸線減少、陸域缺乏，LNG接收站選址變得越來越困難，迫于現(xiàn)場條件的限制，接收站的建設往往需要考慮與其他工程項目或地形的交互，LNG管線可能需要穿越既有的建(構)筑物或其他障礙物。因此，如果能將LNG管線設計為穿越防波堤的形式，LNG管線在設計難度和造價方面將會得到顯著的降低。
[0003]穿越問題并不是一個新的問題，比如接收站海水取排水口的設計，就屬于穿越問題。但由于LNG管道的低溫特性，使各工程公司在面對LNG管線的穿越問題時都慎之又慎。此夕卜，穿越施工對土體及周圍環(huán)境擾動的影響是分析的重點和難點，對于LNG管線穿越工程來說，還需考慮工后效應，即后期的土體及結構變形是否會對LNG管線造成較大的影響。目前對于LNG管線的穿越問題的研究還不多見，但隨著LNG行業(yè)的不斷發(fā)展、LNG沿江沿海轉運站和衛(wèi)星站等的進一步開拓，必然越來越多的涉及到LNG管線穿越的問題。因此就LNG管線穿越的影響開展研究，提出合理的LNG管線過堤方法是非常必要和有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種LNG管線過堤系統(tǒng)及其施工方法，解決了LNG管線的低溫特性對土體及周圍環(huán)境擾動的影響，實現(xiàn)LNG管線的穿越過堤，顯著降低LNG管線的設計難度和造價，具有重要的實際應用意義。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案:一種LNG管線過堤系統(tǒng)，適用于土質(zhì)、石砌或者混凝土材質(zhì)的堤壩，其特征在于，該系統(tǒng)包括:疊放設置在所述堤壩頂部的箱涵，設置在所述箱涵兩側的斜坡，從所述箱涵中穿越通過所述堤壩的LNG管線，設置在所述堤壩頂部和所述箱涵的底板之間的電伴熱系統(tǒng)，設置在所述電伴熱系統(tǒng)和所述箱涵的底板之間的墊層，和設置在所述箱涵外側的防水層。
[0006]一種LNG管線過堤系統(tǒng)，適用于土質(zhì)堤壩，其特征在于，該系統(tǒng)包括:設置在所述堤壩內(nèi)部并穿過所述堤壩的箱涵，從所述箱涵中穿越通過所述堤壩的LNG管線，設置在所述堤壩的內(nèi)部土體和所述箱涵的底板之間的電伴熱系統(tǒng)，設置在所述電伴熱系統(tǒng)和所述箱涵的底板之間的墊層，和設置在所述箱涵外側的防水層。
[0007]一種LNG管線過堤系統(tǒng)，適用于土質(zhì)堤壩，其特征在于，該系統(tǒng)包括:直接從所述堤壩內(nèi)部穿過的LNG管線，和包裹所述LNG管線外部的防水墊。
[0008]所述箱涵采用鋼筋混凝土結構，所述箱涵長度在5?50m之間，寬度在5?20m之間，高度在I?3m之間，壁板厚度在10?10mm之間；根據(jù)尺寸不同，所述箱涵采用單洞□或多洞口的型式，所述洞口之間用壁板或者立柱隔開，并在應力集中部位設置倒角。
[0009]所述防水層采用防水卷材加土工布或無紡布的形式。
[0010]所述防水墊是混凝土層或金屬材料層。
[0011]所述LNG管線包括內(nèi)層管壁、絕熱層和外層管壁，所述絕熱層采用保冷材料制成。
[0012]—種LNG管線過堤系統(tǒng)的施工方法，包括以下步驟:
[0013]I)堤壩承載力檢測:預估堤壩各土層在建造LNG管線過堤系統(tǒng)后的土體承載力，如果堤壩各土層的預估土體承載力均未達到承載力限值，進行步驟3);如果堤壩某些土層的預估土體承載力超過了承載力限值，進行步驟2);
[0014]2)堤壩加固:計算堤壩中承載力限值未達到預估土體承載力的土層的置換系數(shù)，當置換系數(shù)為I時，選擇滿堂加固；當置換系數(shù)小于I時，選擇抽條加固；
[0015]3)施工放樣:按照LNG管線過堤系統(tǒng)的施工圖紙完成LNG管線過堤系統(tǒng)各結構物在堤壩上的測設，對箱涵的縱軸線、橫軸線進行精確定位，確定施工位置范圍；
[0016]4)清理堤壩頂部施工范圍內(nèi)的雜物，將堤壩頂部施工范圍內(nèi)的地面整平；
[0017]5)在堤壩的頂部鋪設電伴熱系統(tǒng):根據(jù)LNG管線的具體尺寸，確定電伴熱系統(tǒng)的橫向和縱向尺寸，電伴熱系統(tǒng)的橫向尺寸兩側大于LNG管線的橫向尺寸0.5米以上，縱向尺寸與箱涵的縱向尺寸相同；
[0018]6)墊層施工:在電伴熱系統(tǒng)上采用木方支模，隨后澆筑素混凝土，并抹平靜置，直到達到混凝土終凝，形成墊層；
[0019]7)箱涵主體結構施工，并在箱涵外側粘貼防水層:箱涵主體結構采用預制的形式，并在箱涵外側粘貼防水層，然后整體吊裝至墊層上;或者，先在墊層上鋪設防水層，在防水層上現(xiàn)場澆筑箱涵的主體結構，然后在箱涵除底面外的其他面粘貼防水層；
[0020]8)在箱涵兩側填土放坡形成斜坡，斜坡的坡度不大于12% ;
[0021 ] 9)在箱涵內(nèi)敷設LNG管線，穿越堤壩，完成LNG管線過堤系統(tǒng)的施工。
[0022 ] 一種LNG管線過堤系統(tǒng)的施工方法，包括以下步驟:
[0023]I)堤壩承載力檢測:預估堤壩各土層在建造LNG管線過堤系統(tǒng)后的土體承載力，如果堤壩各土層的預估土體承載力均未達到承載力限值，進行步驟3);如果堤壩某些土層的預估土體承載力超過了承載力限值，進行步驟2);
[0024]2)堤壩加固:計算堤壩中承載力限值未達到預估土體承載力的土層的置換系數(shù)，當置換系數(shù)為I時，選擇滿堂加固；當置換系數(shù)小于I時，選擇抽條加固；
[0025]3)施工放樣:按照LNG管線過堤系統(tǒng)的施工圖紙完成LNG管線過堤系統(tǒng)各結構物在堤壩上的測設，對箱涵的縱軸線、橫軸線進行精確定位，確定施工位置范圍；
[0026]4)在施工位置，采用明挖的方式在堤壩上開槽，或者采用暗挖或頂管頂進的方法在堤現(xiàn)內(nèi)開孔，并保證槽底和孔底標尚尚于堤現(xiàn)的最尚設計水位；
[0027]5)清理槽內(nèi)或者孔內(nèi)土層表面的雜物，將槽內(nèi)或者孔內(nèi)表面整平；
[0028]6)在槽內(nèi)或者孔內(nèi)土層表面鋪設電伴熱系統(tǒng):根據(jù)LNG管線的具體尺寸，確定電伴熱系統(tǒng)的橫向和縱向尺寸，電伴熱系統(tǒng)的橫向尺寸兩側大于LNG管線的橫向尺寸0.5米以上，縱向尺寸與箱涵的縱向尺寸相同；
[0029]7)墊層施工:在電伴熱系統(tǒng)上采用木方支模，隨后澆筑素混凝土，并抹平靜置，直到達到混凝土終凝，形成墊層；
[0030]8)箱涵主體結構施工，并在箱涵外側粘貼防水層:如果是開槽，箱涵主體結構采用預制的形式，并在箱涵外側粘貼防水層，然后整體吊裝至墊層上；或者，先在墊層上鋪設防水層，在防水層上現(xiàn)場澆筑箱涵的主體結構，然后在箱涵除底面外的其他面粘貼防水層;如果是開孔，箱涵主體結構采用預制的形式，并在箱涵外側粘貼防水層，然后頂進堤壩內(nèi)部；
[0031]9)如果堤壩上開槽，進行堤壩上開槽的土體回填，并平整堤壩頂部；如果是開孔，則此步驟省略；
[0032]1)在箱涵內(nèi)敷設LNG管線，穿越堤壩，完成LNG管線過堤系統(tǒng)的施工。
[0033 ] 一種LNG管線過堤系統(tǒng)的施工方法，包括以下步驟:
[0034]I)堤壩承載力檢測:預估堤壩各土層在建造LNG管線過堤系統(tǒng)后的土體承載力，如果堤壩各土層的預估土體承載力均未達到承載力限值，進行步驟3);如果堤壩某些土層的預估土體承載力超過了承載力限值，進行步驟2);
[0035]2)堤壩加固:計算堤壩中承載力限值未達到預估土體承載力的土層的置換系數(shù)，當置換系數(shù)為I時，選擇滿堂加固；當置換系數(shù)小于I時，選擇抽條加固；
[0036]3)施工放樣:按照LNG管線過堤系統(tǒng)的施工圖紙完成LNG管線過堤系統(tǒng)各結構物在堤壩上的測設，對LNG管線的縱軸線、橫軸線進行精確定位，確定施工位置范圍；
[0037]4)在施工位置，采用土體暗挖或者定向鉆頂進的方法在堤壩內(nèi)開孔，并保證孔底標尚尚于堤現(xiàn)的最尚設計水位；
[0038]5)在LNG管線外側預包裹防水墊，然后穿過堤壩上的開孔，完成LNG管線過堤系統(tǒng)的施工。
[0039]本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明的LNG管線過堤系統(tǒng)，解決了 LNG管線的低溫特性對土體及周圍環(huán)境擾動的影響。2、本發(fā)明的LNG管線過堤系統(tǒng)，施工方法成熟，工期容易控制。3、本發(fā)明的L