中缅天然气管道的双管同桥跨越

武晓丽 四川科宏石油天然气工程有限公司

1 国内、外管道桥梁的跨越现状

根据调研统计结果，目前国内最大跨度的悬索跨越为涩宁兰黄河跨越，跨度为300m；最大跨度的斜拉跨越为魏荆输油管线的汉江跨越，总跨度为500m；最大管径的跨越为西气东输黄河跨越、川气东送野三河跨越和中石化普光气田的后河跨越，管径均为DN1 016mm输气管道。涩宁兰黄河跨越主跨300m，2001年建成且运营状况良好。在西方，特别是美国管道跨越发展迅速，建造了大量的管道桥，其中悬索、斜拉索居多。近20多年来，随着非开挖技术发展，特别是定向钻技术的发展，管道跨越方式应用逐渐减少，仅在一些高山峡谷地区采用跨越方式通过江河、山谷。自90年代以后，北美管道采用跨越方式过江河的越来越少了。主要原因有两个：一是90年代后定向钻技术迅速发展，而北美地区地质、地形相对较适合该技术，所以只要不是地质地形限制，一般都采用定向钻穿越河流；二是北美地区枪支弹药管理相对较松，第三方破坏的可能性增加了。

2 油气双管同桥布置的安全性

（1）根据国内、外标准规范及工程实例，对国内、外双管或者多管同桥进行了安全性分析。根据概率分析，气管失效而引起的江面上油管失效的频率为1.0×10-5次/（千米·年），通过分析认为，从风险角度，油气管道共用跨越采取足够的安全措施后，可以保证管道泄漏概率在10-5级别，为可接受风险。美国、澳大利亚甚至伊朗等国家均有多管同桥跨越的工程。同桥敷设从技术、经济上具有较大优势，且环境影响小，因此设计中缅管道时考虑采用油气双管同桥跨越。

（2）设计阶段，根据油气双管或多管同桥敷设特点，设计计算荷载效应组合按承载力极限状态和正常使用极限状态分别进行各阶段（施工、试压、运营）工况组合，承载力极限状态用于强度计算，正常使用极限状态用于变形验算，并按最不利组合进行设计。另外从结构设计、管材、壁厚选择、防腐阴保、阀室、防雷等方面均考虑了安全设计措施。运营阶段，通过对涩宁兰跨越、忠武线跨越、汉江斜拉索跨越、国外红河、阿查法拉亚河、库沙河等河跨越运营安全措施调研，提出中缅跨越设置6人的专人24 h值守，同时设置跨越应力应变监测系统和摄像监控系统，实现技防和人防相结合的安全保卫方案。

3 跨越风动力影响

考虑怒江跨越、澜沧江跨越均位于峡谷地区，风场复杂，因此进行了首次多管、大跨度管桥风动力试验和影响分析，分别做了主梁节段模型风洞试验、桥塔风洞试验、全桥模型风洞试验（在目前亚洲最大风洞试验室，建立了1∶20比例的最大的全桥风洞试验模型）。根据试验结果，分析了颤振稳定性、静风稳定性及主桥风致内力响应，运营期间涡激振动根据。通过动力影响分析，得出如下初步结论：

（1）节段模型在均匀流场中进行涡振与颤振试验，完成了三种攻角试验工况，分别为-5°、0°、+5°，试验风速从2m/s开始，间隔为1m/s，直至12m/s。整个试验过程未发现明显的涡振，在换算到实桥60m/s最高风速时，也未发现气动失稳现象，远高于颤振检验风速47m/s。

（2）节段模型在紊流度为6%的紊流场完成了攻角为-3°、0°、+3°试验工况，除了抖振响应相对高于均匀流场外，涡振与颤振试验结果基本相似。为了研究篦子板形式对气动性能的影响，又封闭了部分篦子板，在均匀流场完成了-5°、-3°、0°、+3°、+5°试验工况，同样也未发现涡振，换算到实桥60m/s最高风速时，也未发现气动失稳现象。

（3）悬索跨越，抗风缆对侧向刚度影响较大，对竖向和扭转影响很小。无油状态，由于结构相对较轻，扭弯比较小、抗风性能稍差于满油状态。成桥状态，各攻角没有发现明显的竖向和扭装涡激振动。

（4）全桥气动模型试验结果。在各种工况下，气流无论是均匀流还是紊流，在风速0~53m/s期间均未发生颤振、弛振、静风失稳等振幅发散的气动失稳现象，模型主梁在横向、竖向及扭装方向均未发生明显的涡激现象。

（5）清管动力响应与清管速度有关，按现有模型获得的结构动力响应较小，对结构不会构成威胁。

（6）悬索拉索发生风雨振的可能性很小，地震引起的结构内力、位移和加速度响应较小，对结构不会构成破坏。

4 跨越定量环境风险评价

考虑怒江和澜沧江均为国际河流，与国外知名公司合作完成了两条油气管道跨越的定量环境风险评价。跨越工程典型泄漏场景的事故概率等级为“极少”，事故环境后果等级为“重大”，项目的环境风险属于可接受区域。应根据现场情况制定有效的项目风险管理政策方案及事故应急响应方案，并在经济技术可行的前提下应采取适当的风险防范措施进一步降低风险水平。跨越工程的综合风险损失为26.73万元/年，风险效益分析表明，该项目的综合风险损失是可以接受的。

5 建议

项目实施及运营阶段应认真考虑并落实项目设计及运行建议，尽可能降低管道失效概率，从源头上控制住项目的环境风险；评审、完善细化并定期更新应急响应计划，及时有效地开展应急计划的宣传和培训，定期组织实施应急演习，及时控制管道失效事故发生后对周围生态环境造成的影响；定期开展安全生产大检查、项目运行合规性审核、安全评价及环境风险评价工作，做到及时发现风险隐患并消除。