深水海底管道抛石防护结构石块粒径设计

孙 青

中海油田服务股份有限公司物探事业部，天津 300451

抛石技术在海底管道防护中应用广泛。抛石是指将一定直径的碎石沿管道路由堆积成石坝，用以保护管道以免管道受到拖锚和落物的冲击，可限制管道的屈曲位移，预防水流对结构物附近海床土壤的冲刷；而对于悬空管道，碎石还可以对管道下方空隙起到有效的填充和支撑作用。近年来，抛石技术向深水区域应用的趋势逐渐明显，南海多条海底管道采用抛石法进行防护，但随着水深的增加，由于深水抛石船舶的应用，造成作业成本的急剧增加，对石堆结构的防护效果也提出更高的要求。石块粒径对抛石防护结构的稳定性、耐久性以及海底管道的安全性起到至关重要的作用。针对在南海区域应用抛石防护结构对石块粒径选取的要求，国内学者获得以下研究成果：王裕霜[1]对海南联网工程后续抛石保护工程的石堆稳定性进行了设计论证和试验研究，给出了石料级配；王猛[2]以荔湾3-1管道的抛石保护为例，结合石块堆积的稳定性和管道抗冲击性能，计算了满足要求的石块粒径和石料分级方法；王怡[3]对采用局部抛石法治理管道悬空进行了水池试验，得到了不同水流流速下的石块稳定粒径；徐国[4]在琼州海峡海底电缆抛石防护工程中通过计算分析及试验研究确定了抛石块体的尺寸。在这些研究成果中，所做的水池试验针对性较强，但普适性较差，也存在计算公式形式单一、考虑因素不全面等问题。……