燃气管道穿越河底的监测系统技术方案

一种燃气管道穿越河底的监测系统，包括：多节燃气管道，从河道一侧的工作坑穿越河底而延伸至河道另一侧的接收坑；多个土层探测器，埋设在多节燃气管道周围，用于测量土层状态参数；阴极连接线，将至少一个土层探测器与至少一节燃气管道电连接；阳极连接线，将至少一个土层探测器与至少一个牺牲阳极池电连接。根据本发明专利技术实施例的燃气管道穿越河底的监测系统，采用土层探测器实时监测非开挖水平定向钻拉管施工，不污染环境，不影响交通，施工周期短，综合成本低，既节约施工成本，缩短施工周期，又没有安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
燃气管道穿越河底的监测系统
本专利技术涉及燃气管道铺设领域，特别是涉及一种燃气管道穿越河底的监测系统。
技术介绍
城市地下燃气管网是指自门站到用户的全部设施构成的系统，包括门站或厂压压缩机、储气设施、调压装置、输配管道、计量装置、管理设施、监控系统等。这些燃气管道通常埋设在地下以隔绝外界的氧气、湿气对管道的腐蚀，从而提高供气的安全性。因此，燃气管道在铺设过程中往往面临与多种其他管道或地质条件相遇的情景，例如与自来水、供电、通信网络平行或交叉，或者需要横跨河流、地铁、涵洞、隧道等等。然而，当燃气管网需要穿越河道、特别是河面与实际地面通常落差较大(例如超过20米)且土层硬度高(例如河底、两岸河堤为现浇混凝土)时，以下常用的方案均存在局限性：1.悬架施工。通常可以在跨越河道的桥梁下方铺设或安装支架，将燃气管道悬挂在支架上从而横跨河流。但是河道桥梁的位置分布与燃气管道往往不一致，难以针对燃气管网布局优化过河的位置。进一步，燃气管道长期悬挂在户外，虽然便于检修，但是面临极端气候(例如低温或大风)时，容易造成管道冻裂或偏移，存在额外的施工风险。2.开槽施工。由于河面与实际地面落差超过20米，造成施工时放坡较大，施工范围增大，开挖土方量远远超过工程实际需开挖的土方量；破除小黑河河底、两岸河堤的混凝土同样难度较大，还要对河水进行引流或排流，施工投资巨大；开槽太深也会造成一定的安全隐患，容易发生安全事故，同时河道施工手续办理十分复杂，此方案难以采用。3.顶管施工。虽然顶管施工不需要大量开挖土方，但是同样由于落差大的原因，造成出入必须在河面以下，需要开挖两个30米深的深坑，并且对深坑采取防坍塌保护措施，增加了施工难度和安全隐患，而且30米深的顶管作业必须极专业的单位才能有效实施，投资巨大，此方案也难以采用。因此，亟需一种克服以上技术困难的燃气管道穿越河底的施工方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于克服以上技术问题，以便能够高效、安全地使得燃气管道从河底穿过。本专利技术提供了一种燃气管道穿越河底的监测系统，包括：多节燃气管道，从河道一侧的工作坑穿越河底而延伸至河道另一侧的接收坑；多个土层探测器，埋设在多节燃气管道周围，用于测量土层状态参数；阴极连接线，将至少一个土层探测器与至少一节燃气管道电连接；阳极连接线，将至少一个土层探测器与至少一个牺牲阳极池电连接。其中，土层状态参数包括土层的压力、湿度、杂散电流。其中，土层探测器包括，设置在外壳表面的传感器和外壳内的控制器，传感器包括与土层接触的多孔金属网、面对多孔金属网的基板、设置在基板上的光发射器和光接收器、以及基板和多孔金属网之间的空气隙。其中，多孔金属网由反光性良好且不易氧化的金属制成，网格孔径小于1微米且大于50纳米。其中，两个或更多的牺牲阳极池分设在河道两侧，每个牺牲阳极池内部插有多支牺牲阳极棒并填充绝缘材料。其中，绝缘材料的密度和防湿性能均优于土层探测器所在土层。其中，多个土层探测器分布在多节燃气管道的两侧和/或上下方。其中，每节燃气管道为不锈钢钢管，外壁采用三层结构挤压聚乙烯以加强防腐。其中，多个信号线与多个土层探测器电连接，信号线的侧壁采用MDPE或HDPE管材进行加固且防潮绝缘。其中，每个土层探测器与其周围的燃气管道之间的间距在0.2至1米范围内。另一方面，本专利技术提供了一种燃气管道穿越河底的施工方法，包括：步骤1、测量定位，用于确定燃气管道穿越河底的位置参数；步骤2、埋设多个土层探测器，用于测量燃气管道穿越河底的土层状态参数；步骤3、根据位置参数和土层状态参数，在地面上选择并开挖工作坑和接收坑；步骤4、钻机就位；步骤5、泥浆制备；步骤6、试钻；步骤7、钻导向孔；步骤8、回扩孔；步骤9、回拖管材，将多节燃气管道从工作坑拖至接收坑；步骤10、现场泥浆处理；步骤11、土方回填；步骤12、阀门井砌筑。其中，位置参数包括管道轴线位置，以及断面和地面、水面的标高。其中，土层状态参数包括土层的压力、湿度、杂散电流。其中，步骤2中的土层探测器包括，设置在外壳表面的传感器和外壳内的控制器，传感器包括与土层接触的多孔金属网、面对多孔金属网的基板、设置在基板上的光发射器和光接收器、以及基板和多孔金属网之间的空气隙。其中，多孔金属网由反光性良好且不易氧化的金属制成，网格孔径小于1微米且大于50纳米。其中，在步骤7至步骤9的任一个之中，采用阴极连接线将多孔金属网与燃气管道电连接。其中，在步骤7至步骤9的任一个之中，采用阳极连接线将土层探测器与牺牲阳极池电连接。其中，牺牲阳极池为分设在河道两侧的两个或更多的牺牲阳极池，内部插有多支牺牲阳极棒并填充绝缘材料。其中，多个土层探测器分布在待铺设燃气管道的两侧和/或上下方。其中，燃气管道为不锈钢钢管，外壁采用三层结构挤压聚乙烯以加强防腐。依照本专利技术的技术应用后，可达到以下效果：1).施工工艺简单，操作简单，容易组织实施；2).安全性好，施工人员操作均在地面上进行，避免了深基坑作业等不良施工条件的影响，提高安全系数。3).管道连接质量好，因管道连接均在地面上进行，管道焊接合格后一次拉管铺成，提高管道连接质量。4).有效降低成本，经济效益好。5).不污染环境，不影响交通，对地面底层破坏小，能满足城市地下管网施工高环保的要求。6).社会效益显著，可减少开挖行政审批。7).施工周期短，无需运输和堆放土。综上所述，根据本专利技术实施例的燃气管道穿越河底的监测系统，采用土层探测器实时监测非开挖水平定向钻拉管施工，不污染环境，不影响交通，施工周期短，综合成本低，既节约施工成本，缩短施工周期，又没有安全隐患。本专利技术所述目的，以及在此未列出的其他目的，在本申请独立权利要求的范围内得以满足。本专利技术的实施例限定在独立权利要求中，具体特征限定在其从属权利要求中。附图说明以下参照附图来详细说明本专利技术的技术方案，其中：图1为依照本专利技术实施例的燃气管道穿越河底的监测系统的示意性剖视图；图2为依照本专利技术实施例的燃气管道穿越河底的监测系统的示意性顶视图；图3为依照本专利技术实施例的图1和图2中所示土层探测器的方框图；以及图4为依照本专利技术实施例的燃气管道穿越河底的施工方法的流程图。具体实施方式以下参照附图并结合示意性的实施例来详细说明本专利技术技术方案的特征及其技术效果，公开了能够高效、安全地使得燃气管道从河底穿过的施工方法以及实时监测系统。需要指出的是，类似的附图标记表示类似的结构，本申请中所用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等等可用于修饰各种结构。这些修饰除非特别说明并非暗示所修饰结构的空间、次序或层级关系。本专利技术的优选实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气管道穿越河底的监测系统，包括：/n多节燃气管道，从河道一侧的工作坑穿越河底而延伸至河道另一侧的接收坑；/n多个土层探测器，埋设在多节燃气管道周围，用于测量土层状态参数；/n阴极连接线，将至少一个土层探测器与至少一节燃气管道电连接；/n阳极连接线，将至少一个土层探测器与至少一个牺牲阳极池电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃气管道穿越河底的监测系统，包括：
多节燃气管道，从河道一侧的工作坑穿越河底而延伸至河道另一侧的接收坑；
多个土层探测器，埋设在多节燃气管道周围，用于测量土层状态参数；
阴极连接线，将至少一个土层探测器与至少一节燃气管道电连接；
阳极连接线，将至少一个土层探测器与至少一个牺牲阳极池电连接。


2.根据权利要求1所述的燃气管道穿越河底的监测系统，其中，土层状态参数包括土层的压力、湿度、杂散电流。


3.根据权利要求1所述的燃气管道穿越河底的监测系统，其中，土层探测器包括，设置在外壳表面的传感器和外壳内的控制器，传感器包括与土层接触的多孔金属网、面对多孔金属网的基板、设置在基板上的光发射器和光接收器、以及基板和多孔金属网之间的空气隙。


4.根据权利要求3所述的燃气管道穿越河底的监测系统，其中，多孔金属网由反光性良好且不易氧化的金属制成，网格孔径小于1微米且大于50纳米。

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【专利技术属性】
技术研发人员：于斌，尹生开，崔庆春，高艳秋，
申请(专利权)人：呼和浩特中燃城市燃气发展有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15