[发明专利]LNG管线过堤系统及其施工方法

说明书

技术领域

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

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℃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。

发明内容

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。

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。

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；