LNG管线过堤系统及其施工方法技术方案

本发明专利技术涉及LNG管线过堤系统及其施工方法。其中一种适用于土质、石砌或混凝土材质堤坝的LNG管线过堤系统，包括叠放设置在堤坝顶部的箱涵，设置在箱涵两侧的斜坡，从箱涵中穿越通过堤坝的LNG管线，设置在堤坝顶部和箱涵底板之间的电伴热系统，设置在电伴热系统和箱涵底板之间的垫层和设置在箱涵外侧的防水层。另一种适用于土质堤坝的LNG管线过堤系统，包括设置在堤坝内部并穿过堤坝的箱涵，从箱涵中穿越通过堤坝的LNG管线，设置在堤坝内部土体和箱涵底板之间的电伴热系统，设置在电伴热系统和箱涵底板之间的垫层和设置在箱涵外侧的防水层。还有一种适用于土质堤坝的LNG管线过堤系统，包括直接从堤坝内部穿过的LNG管线和包裹LNG管线外部的防水垫。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种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。
技术介绍
液化天然气(LNG，LiquefiedNaturalGas)的主要成分为甲烷，由天然气在常压下冷却至-162℃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。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。此外，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。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种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。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：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。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。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。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1～3m之间，壁板厚度在10～100mm之间；根据尺寸不同，所述箱涵采用单洞口或多洞口的型式，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。所述防水层采用防水卷材加土工布或无纺布的形式。所述防水垫是混凝土层或金属材料层。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。一种LNG管线过堤系统的施工方法，包括以下步骤：1)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)；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1时，选择满堂加固；当置换系数小于1时，选择抽条加固；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；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；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；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；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；8)在箱涵两侧填土放坡形成斜坡，斜坡的坡度不大于12％；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。一种LNG管线过堤系统的施工方法，包括以下步骤：1)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)；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1时，选择满堂加固；当置换系数小于1时，选择抽条加固；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；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坝内开孔，并保证槽底和孔底标高高于堤坝的最高设计水位；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；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；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；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；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；如果是开孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
1.一种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。
2.一种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。
3.一种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。
4.如权利要求1或2所述的LNG管线过堤系统，其特征在于，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1～3m之间，
壁板厚度在10～100mm之间；根据尺寸不同，所述箱涵采用单洞口或多洞口的型式，
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。
5.如权利要求1或2所述的LNG管线过堤系统，其特征在于，所述防水层采用防
水卷材加土工布或无纺布的形式。
6.如权利要求3所述的LNG管线过堤系统，其特征在于，所述防水垫是混凝土层
或金属材料层。
7.如权利要求1或2或3所述的LNG管线过堤系统，其特征在于，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。
8.一种如权利要求1所述的LNG管线过堤系统的施工方法，包括以下步骤：
1)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)；
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，

\t当置换系数为1时，选择满堂加固；当置换系数小于1时，选择抽条加固；
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；
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；
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；
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；
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖立，毕晓星，彭延建，屈长龙，张超，陈团海，段品佳，刘永浩，刘洋，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油气电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11