Lng管线过堤系统及其施工方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种LNG输送系统及其施工方法，尤其涉及一种LNG管线过堤系统及其施工方法。
【背景技术】
[0002]液化天然气(LNG，Liquefied Natural Gas)的主要成分为甲烷，由天然气在常压下冷却至-162 °C得到。液化天然气的密度约为450kg/ m3，体积约为气态时的1/600。液化天然气接收站主要由储罐区、码头区、工艺区、气化区、公用工程区等组成，储罐区和码头区之间的LNG管线均需通过防波堤。目前通常采用修建栈桥的方法，使LNG管线从堤上跨越，管线造价较高。另外，由于可利用岸线减少、陆域缺乏，LNG接收站选址变得越来越困难，迫于现场条件的限制，接收站的建设往往需要考虑与其他工程项目或地形的交互，LNG管线可能需要穿越既有的建(构)筑物或其他障碍物。因此，如果能将LNG管线设计为穿越防波堤的形式，LNG管线在设计难度和造价方面将会得到显著的降低。
[0003]穿越问题并不是一个新的问题，比如接收站海水取排水口的设计，就属于穿越问题。但由于LNG管道的低温特性，使各工程公司在面对LNG管线的穿越问题时都慎之又慎。此夕卜，穿越施工对土体及周围环境扰动的影响是分析的重点和难点，对于LNG管线穿越工程来说，还需考虑工后效应，即后期的土体及结构变形是否会对LNG管线造成较大的影响。目前对于LNG管线的穿越问题的研究还不多见，但随着LNG行业的不断发展、LNG沿江沿海转运站和卫星站等的进一步开拓，必然越来越多的涉及到LNG管线穿越的问题。因此就LNG管线穿越的影响开展研究，提出合理的LNG管线过堤方法是非常必要和有意义的。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供一种LNG管线过堤系统及其施工方法，解决了LNG管线的低温特性对土体及周围环境扰动的影响，实现LNG管线的穿越过堤，显著降低LNG管线的设计难度和造价，具有重要的实际应用意义。
[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种LNG管线过堤系统，适用于土质、石砌或者混凝土材质的堤坝，其特征在于，该系统包括:叠放设置在所述堤坝顶部的箱涵，设置在所述箱涵两侧的斜坡，从所述箱涵中穿越通过所述堤坝的LNG管线，设置在所述堤坝顶部和所述箱涵的底板之间的电伴热系统，设置在所述电伴热系统和所述箱涵的底板之间的垫层，和设置在所述箱涵外侧的防水层。
[0006]一种LNG管线过堤系统，适用于土质堤坝，其特征在于，该系统包括:设置在所述堤坝内部并穿过所述堤坝的箱涵，从所述箱涵中穿越通过所述堤坝的LNG管线，设置在所述堤坝的内部土体和所述箱涵的底板之间的电伴热系统，设置在所述电伴热系统和所述箱涵的底板之间的垫层，和设置在所述箱涵外侧的防水层。
[0007]一种LNG管线过堤系统，适用于土质堤坝，其特征在于，该系统包括:直接从所述堤坝内部穿过的LNG管线，和包裹所述LNG管线外部的防水垫。
[0008]所述箱涵采用钢筋混凝土结构，所述箱涵长度在5?50m之间，宽度在5?20m之间，高度在I?3m之间，壁板厚度在10?10mm之间；根据尺寸不同，所述箱涵采用单洞□或多洞口的型式，所述洞口之间用壁板或者立柱隔开，并在应力集中部位设置倒角。
[0009]所述防水层采用防水卷材加土工布或无纺布的形式。
[0010]所述防水垫是混凝土层或金属材料层。
[0011]所述LNG管线包括内层管壁、绝热层和外层管壁，所述绝热层采用保冷材料制成。
[0012]—种LNG管线过堤系统的施工方法，包括以下步骤:
[0013]I)堤坝承载力检测:预估堤坝各土层在建造LNG管线过堤系统后的土体承载力，如果堤坝各土层的预估土体承载力均未达到承载力限值，进行步骤3);如果堤坝某些土层的预估土体承载力超过了承载力限值，进行步骤2);
[0014]2)堤坝加固:计算堤坝中承载力限值未达到预估土体承载力的土层的置换系数，当置换系数为I时，选择满堂加固；当置换系数小于I时，选择抽条加固；
[0015]3)施工放样:按照LNG管线过堤系统的施工图纸完成LNG管线过堤系统各结构物在堤坝上的测设，对箱涵的纵轴线、横轴线进行精确定位，确定施工位置范围；
[0016]4)清理堤坝顶部施工范围内的杂物，将堤坝顶部施工范围内的地面整平；
[0017]5)在堤坝的顶部铺设电伴热系统:根据LNG管线的具体尺寸，确定电伴热系统的横向和纵向尺寸，电伴热系统的横向尺寸两侧大于LNG管线的横向尺寸0.5米以上，纵向尺寸与箱涵的纵向尺寸相同；
[0018]6)垫层施工:在电伴热系统上采用木方支模，随后浇筑素混凝土，并抹平静置，直到达到混凝土终凝，形成垫层；
[0019]7)箱涵主体结构施工，并在箱涵外侧粘贴防水层:箱涵主体结构采用预制的形式，并在箱涵外侧粘贴防水层，然后整体吊装至垫层上;或者，先在垫层上铺设防水层，在防水层上现场浇筑箱涵的主体结构，然后在箱涵除底面外的其他面粘贴防水层；
[0020]8)在箱涵两侧填土放坡形成斜坡，斜坡的坡度不大于12% ;
[0021 ] 9)在箱涵内敷设LNG管线，穿越堤坝，完成LNG管线过堤系统的施工。
[0022 ] 一种LNG管线过堤系统的施工方法，包括以下步骤:
[0023]I)堤坝承载力检测:预估堤坝各土层在建造LNG管线过堤系统后的土体承载力，如果堤坝各土层的预估土体承载力均未达到承载力限值，进行步骤3);如果堤坝某些土层的预估土体承载力超过了承载力限值，进行步骤2);
[0024]2)堤坝加固:计算堤坝中承载力限值未达到预估土体承载力的土层的置换系数，当置换系数为I时，选择满堂加固；当置换系数小于I时，选择抽条加固；
[0025]3)施工放样:按照LNG管线过堤系统的施工图纸完成LNG管线过堤系统各结构物在堤坝上的测设，对箱涵的纵轴线、横轴线进行精确定位，确定施工位置范围；
[0026]4)在施工位置，采用明挖的方式在堤坝上开槽，或者采用暗挖或顶管顶进的方法在堤现内开孔，并保证槽底和孔底标尚尚于堤现的最尚设计水位；
[0027]5)清理槽内或者孔内土层表面的杂物，将槽内或者孔内表面整平；
[0028]6)在槽内或者孔内土层表面铺设电伴热系统:根据LNG管线的具体尺寸，确定电伴热系统的横向和纵向尺寸，电伴热系统的横向尺寸两侧大于LNG管线的横向尺寸0.5米以上，纵向尺寸与箱涵的纵向尺寸相同；
[0029]7)垫层施工:在电伴热系统上采用木方支模，随后浇筑素混凝土，并抹平静置，直到达到混凝土终凝，形成垫层；
[0030]8)箱涵主体结构施工，并在箱涵外侧粘贴防水层:如果是开槽，箱涵主体结构采用预制的形式，并在箱涵外侧粘贴防水层，然后整体吊装至垫层上；或者，先在垫层上铺设防水层，在防水层上现场浇筑箱涵的主体结构，然后在箱涵除底面外的其他面粘贴防水层;如果是开孔，箱涵主体结构采用预制的形式，并在箱涵外侧粘贴防水层，然后顶进堤坝内部；
[0031]9)如果堤坝上开槽，进行堤坝上开槽的土体回填，并平整堤坝顶部；如果是开孔，则此步骤省略；
[0032]1)在箱涵内敷设LNG管线，穿越堤坝，完成LNG管线过堤系统的施工。
[0033 ] 一种LNG管线过堤系统的施工方法，包括以下步骤:
[0034]I)堤坝承载力检测:预估堤坝各土层在建造LNG管线过堤系统后的土体承载力，如果堤坝各土层的预估土体承载力均未达到承载力限值，进行步骤3);如果堤坝某些土层的预估土体承载力超过了承载力限值，进行步骤2);
[0035]2)堤坝加固:计算堤坝中承载力限值未达到预估土体承载力的土层的置换系数，当置换系数为I时，选择满堂加固；当置换系数小于I时，选择抽条加固；
[0036]3)施工放样:按照LNG管线过堤系统的施工图纸完成LNG管线过堤系统各结构物在堤坝上的测设，对LNG管线的纵轴线、横轴线进行精确定位，确定施工位置范围；
[0037]4)在施工位置，采用土体暗挖或者定向钻顶进的方法在堤坝内开孔，并保证孔底标尚尚于堤现的最尚设计水位；
[0038]5)在LNG管线外侧预包裹防水垫，然后穿过堤坝上的开孔，完成LNG管线过堤系统的施工。
[0039]本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明的LNG管线过堤系统，解决了 LNG管线的低温特性对土体及周围环境扰动的影响。2、本发明的LNG管线过堤系统，施工方法成熟，工期容易控制。3、本发明的L