截至11月5日,
中俄东线采用
沉管下沟的方式已经完成管道下沟约250多公里。管道局线路专家张振永介绍称:“本工程
沉管下沟实现了中国管道建设史上的新突破,创新了大口径、长距离管道
沉管下沟方法,实现了D1422毫米带连续冷弯管管道整体下沟,填补了国内空白,为后续我国管道施工技术标准的提升和完善奠定了基础。”
10月12日,由管道设计院编写的《
中俄东线黑河—长岭段
沉管下沟计算分析报告》通过了中国石油管道有限责任公司北方分公司的审查。
为什么要采用
沉管下沟还得从全自动焊说起。为了保证工程质量,
中俄东线黑河至长岭段全线采用全自动焊接施工,为提高作业效率,管道沿线路走向在横向弯、纵向弯处,一改以往留头或沟下焊接的施工惯例,以冷弯管代替热煨弯管进行连续焊接施工,有时需要在直管段上连续焊接几根冷弯管才能达到等效转向效果。然而,带冷弯管尤其是带多根连续冷弯管的管道整体下沟在我国尚属首次,相对于直管段管道下沟而言,带冷弯管管道整体下沟时的更加复杂。管道下沟过程中将经历复杂的高应力状态,容易产生应力集中,通俗地讲就是管道下沟时管子更容易变形而不好恢复,因此需要对下沟过程进行严格控制。
中俄东线黑河至长岭段D1422毫米大口径直管道和带冷弯管管道采用
沉管下沟时,为了分析施工方式的可行性,保证施工作业安全,业主委托管道设计院对此进行模拟计算,提出施工技术要求。
带冷弯管管道下沟的模拟计算难度很大。国际管道协会自2014年开始进行研究,目前尚未形成适用于D1422毫米口径、多台吊管机下沟的成熟计算方法。管道设计院线路室刘玉卿等人于2017年8月接到任务后,组织应力分析人员成立技术攻关小组,调研国内外研究成果,针对
中俄东线D1422毫米管道的特点,建立了有限元计算模型。经过数十万次的模拟计算,验证了可行性,提出了吊装下沟和
沉管下沟施工方案。
但是,
中俄东线黑河至长岭段地处冻土地区,春、夏、秋季作业带遍布淤泥,吊管设备难以进场,即使能进场,D1422毫米大口径管道下沟需要10台左右吊管机,难以统一指挥,容易发生翻车、滚管等危险,不论吊带下沟还是吊篮下沟施工方式都难以实施。为此,业主提出采用
沉管下沟施工方式进行下沟作业。
为了分析
沉管下沟施工方式在
中俄东线D1422毫米大口径管道上的可行性,受中油管道有限责任公司北方分公司
中俄东线天然气管道工程项目部委托,管道设计院线路室组织精兵强将采用有限元方法,通过多载荷步求解完整模拟了整个
沉管下沟过程,分析总结
沉管下沟规律并确定了下沟过程中的典型状态。
管道设计院在此基础上开展了大量计算工作。计算分析表明,
沉管下沟施工方式适用于
中俄东线D1422毫米直管道和连续冷弯管管道,并提出了施工建议,经过大量的实验,一举成功,有效指导了
中俄东线现场施工作业,解决了现场施工难题,提高了作业效率,经济效益显著。