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德國海瑞克等公司研發(fā)非開挖管道鋪管技術(shù)

油氣管道鋪設(shè)過程中經(jīng)常會面臨的河流與道路穿越、復(fù)雜與敏感地形等不利施工環(huán)境，非開挖鋪管技術(shù)為此提供了良好的解決方案。近年來，直接鋪管法（Direct Pipe）和快速鋪管法（Pipe Express）快速發(fā)展，極大的提高了管道鋪設(shè)工程的施工效率和安全性，最大限度的降低了對環(huán)境的影響。

德國海瑞克公司通過獨特的直接鋪管（Direct Pipe?）技術(shù)，為各種地質(zhì)條件下管道鋪設(shè)創(chuàng)造了新的施工工藝。該技術(shù)結(jié)合了小型隧道掘進和水平定向鉆進的優(yōu)勢，采用海瑞克泥水平衡式小型隧道掘進設(shè)備（AVN）進行挖掘，泥水環(huán)路安裝在預(yù)制管道內(nèi)部，將挖掘出的土方通過泥漿泵送到位于地面的泥水分離站，將分離了渣土后的膨潤土懸浮液通過進漿管道重新送回泥水循環(huán)系統(tǒng)中反復(fù)利用。用于提供掘進動力的推土機可提供750噸的推力，鋪裝預(yù)先焊接和預(yù)先檢驗的管道對鉆孔形成永久支護，泥水平衡掘進技術(shù)為開挖截面提供穩(wěn)定支持，U.N.S.導(dǎo)向系統(tǒng)對開發(fā)角度進行精確控制，如圖2所示。

Direct Pipe?管道鋪設(shè)和鉆孔同步完成，作業(yè)簡單連續(xù)，管道鋪裝速度極高，鋪設(shè)長度超過1500m。挖掘直徑為0.8-1.5m，可鋪設(shè)30-60英寸管道，適用于軟土、非勻質(zhì)低層和巖石環(huán)境。管道施工對環(huán)境幾乎沒有影響。

圖2 海瑞克公司直接鋪管機結(jié)構(gòu)示意圖與現(xiàn)場施工情況

意大利Laurini公司快速鋪管系統(tǒng)（Pipe Express）采用獨特的鋪管機，在管溝內(nèi)設(shè)置履帶式支撐臂，因此無需重物平衡，相比傳統(tǒng)吊裝鋪管機更加輕便和穩(wěn)定。管道可通過在支撐臂上滑動實現(xiàn)下溝，僅需要一條施工機械通道（見圖3），對施工工作區(qū)的寬度要求僅為3m，相比傳統(tǒng)管道吊裝施工方法約6米寬的管溝施工工作區(qū)，100km管道可節(jié)省30公頃的管道施工用地。

圖3 Laurini公司直接鋪管機現(xiàn)場施工情況（右）與傳統(tǒng)管道吊裝機對比

Laurini鋪管機采用可拆分模塊式設(shè)計，可裝入40英尺長的集裝箱中，可節(jié)省70%的路運和90%的船運費用。相比傳統(tǒng)吊裝機高達90噸的重量，Laurini鋪管機的重量僅為28噸，更好的適應(yīng)了土壤承重能力較差的鋪管環(huán)境。

Laurini鋪管機利用管道自身的柔韌性完成下管作業(yè)，節(jié)省了鋪管機間隔，例如直徑48英寸，壁厚19mm的管道，鋪管機間的推薦距離為30米，相比傳統(tǒng)吊裝鋪管機每5臺可節(jié)省1臺。最大可在20度的斜坡上進行施工，管溝深度最大可達到2~3.5m。Laurini快速鋪管法為管道施工工程提供的更加經(jīng)濟高效的解決方案，該技術(shù)獲得了2015年國際離岸管道工程協(xié)會IPLOCA技術(shù)大獎。

祝愨智 張斌 編譯自《Pipeline Technology Journal》2016年4期和Laurini公司官網(wǎng)