12 管道冻土工程地质勘察
12.1 一般规定
12.1.1 本章适用于多年冻土地区的输油、气、水管道线路及其穿跨越工程、站场、储罐的冻土工程地质勘察。其他管道、地下电缆线路等有关工程亦可参照执行。
冻土地区的管道敷设方式有三种:
(1)地上式:主要用于多年冻土中热敏感性很强的富冰、饱冰和含土冰层地带。美国的阿拉斯加输油管道即采用地上式管道,它采用柱、桩基础把管道架空起来,它涉及的问题是基础与冻土间的热交换计算、管道的保温层厚度、基础的冻胀与融沉变形等。为了减少油管热量通过桩、柱基础向冻土传热,采用热桩作为管道的桩、柱基础,使冻土地基始终保持冻结状态,保证构筑物的稳定性。
(2)地面式:为地面平铺、路堤式。它所涉及的问题有:地基与管道间的热交换计算、管道保温层厚度,底垫层的隔热保温材料、地基土的热物理特性、堤高的确定及地基的冻胀与热融下沉等。东北大兴安岭地区的许多输水管道都是采用地面平铺式。
(3)地下式:即埋入式。我国中俄原油管道和青藏高原的格尔木至拉萨的输油管道均采用埋入式。它所涉及的问题:冻土与管道之间的热交换计算、管道的保温层厚度计算、地基土的热物理参数、地形、季节冻结与季节融化深度(即多年冻土上限)的确定、管道的埋置深度、跨沟建筑物及管道周围土体的冻胀与融化下沉等。
12.1.2 本条勘察阶段的划分原则是参考现行国家标准《油气田及管道岩土工程勘察规范》GB 50568确定的。勘察阶段的划分应与设计阶段相适应。
12.1.3 对于一般冻土地段管道冻土工程,需要钻探、坑探勘察时,勘探点的布置应沿管道中线进行,同时要调查中线两侧各100m范围内是否有危及管道安全的冻土现象,如遇冻土现象发育地段,考虑到追溯冻土现象产生原因、分布范围以及工程治理的需要,应适当加宽勘察范围。
12.1.4、12.1.5 冻土区的管道冻土工程地质勘察首先应强调分阶段开展冻土工程地质调查,调查内容如下:冻土的工程类型、分布、地下冰的埋藏与分布、冻土地基的融化下沉与地基土的冻胀性、冻土现象等。这些都是冻土区影响管道安全运营的主要问题。因此,勘察工作中首先应特别注意冻土特征的调查。多年冻土区工程地质勘察不同于其他地区的工程地质勘察就是受季节性影响明显,必须合理安排各勘察阶段的季节和时间。例如,对于冻土上限的勘察一般选择秋季,对于冻土现象的调查一般选择在春夏季节。根据季节合理安排各勘察阶段,逐步查清多年冻土的工程地质条件和对管道工程有影响的冻土现象的成因、发展规律,并评价其对管道工程的影响。
12.1.6 站场、阀室及小型储罐等建筑物基础对地基的要求与一般建筑物基础对地基的要求相同,地基只要满足强度(承载力)要求与变形要求即可,故勘察按本规范第8章有关规定执行。