油气管道线路需通过天然或人工障碍时,根据自然条件和技术经济比较,一般选择穿越施工方法通过。当遇到山谷性河流、峡谷,两岸陡峭、河滩窄小,河水流速大,河床稳定性差;平原性河流淤积物太厚、河床变化剧烈;或小型人工沟渠等不适宜穿越通过的地段,应当采用跨越方式通过。
1.跨越结构型式
跨越的结构型式主要有:直管支架;“︹”型钢架式管桥;托架式管桥;桁架式管桥;吊架式管桥;拱架式管桥;柔性悬索管桥;悬缆管桥;悬链管桥;斜拉索管桥。
2.跨越结构型式的选择
当管道跨越小型河流、渠道、溪沟等其宽度在管道允许跨度范围之内时,应首先采用直管及支架结构。若宽度超出管道允许宽度范围但相差不大时,可首先采用“︹”型钢架结构,充分利用管道自身支承。跨度较小,河床较浅,河床工程地质状况较为良好,常年水位与洪水位相差较大的河流可优先采用吊架式管桥。跨度较小且常年水位变化不大的中型河流一般可选用托架、桁架或支架等几种跨越结构。跨度较大的中型河流及某些大型河流其两岸基岩埋深较浅,河谷狭窄的可首先采用拱型跨越。拱型跨越结构有单管拱及组合拱两大类。大型河流、深谷等不易砌筑基础及临时施工设施时,可以选用柔性悬索管桥、悬缆管桥、悬链管桥和斜拉索管桥等跨越结构。
3.国内外跨越技术应用
国外在管道跨越工程中,多采用桁架式桥、悬索管桥和斜拉索管桥等。桥的形式是根据跨越点的地质、气候、风力、通航等自然条件并结合经验综合考虑的,其中悬索管桥较为普遍,1974年建成的土库曼斯坦输气管道悬索管桥跨越阿姆河是一个十分成功的例子,该管道直径820mm、管桥主跨660m。
我国在管道跨越技术上与国外的差距并不大,在向大跨度、大管径发展。对于大口径管道,目前仍以斜拉索管桥和悬索管桥为主要形式。随着管道工程建设的发展,又探索出许多设计理念更新更合理的跨越方式,如索托管桥,它具有斜拉索管桥和悬索管桥的优点,又弥补了它们的不足,提高了索的效率,节省了材料用量和工程造价,而且施工方便。
中国石油在跨越施工工程上积累了丰富的经验,承担各种型式的管道跨越工程。代表工程有马惠输油管线折腰沟悬索跨越工程与陕京输气管道黄河跨越工程,其中黄河跨越地势险峻,主塔直立在悬岩峭壁上,主塔的组对和起吊创下了管道跨越史上的奇迹。黄河跨越的设计精度(两主塔中心偏差要求小于万分之一)也是当时管道跨越史上前所末有的。