冻土区管土相互作用研究综述

管道是长距离输送天然气或石油的最经济有效的工具之一,当管道穿越冻土区时,将面临土体冻胀融沉作用引起的管道弯曲变形和破坏,管土之间的相互作用为冻土区管道设计和运营的重要考虑因素。简述目前世界上主要的穿越冻土区管道工程（罗曼井管道、俄罗斯远东地区管道、美国阿拉斯加管道及中国寒区管道网）的设计理论发展,归纳总结了管土相互作用室内外相关试验、数值模拟分析理论和方法等方面的研究成果和发展现状,并针对冻土区管土相互作用的研究提出进一步的研究展望。     

分支管测流法测量压力管道流量的试验研究

本文介绍了分支管测流法测量压力管道中液体流量的原理和仪器装置。通过理论分析和实验两方面证明了这一方法应用于压力管道流量测量的可行性。     

脉动激励下的浅埋管道轴向应力分析

考虑土体-结构-流体耦合作用,研究流体脉动对浅埋输液管道轴向应力的影响.基于流固耦合、管-土耦合理论,建立了浅埋管道动力学分析模型,应用力平衡条件,推导了浅埋管道的静力及动力方程,并利用行波方法求取了动力方程的解析解.在此基础上,研究了管道应力特性.结果表明:流固耦合对浅埋管道应力有较大影响,较小幅值的压力脉动可使管道应力大幅增加.同时,讨论了管道埋深、土质条件及管道半径对管道应力的影响.在相同流体脉动激励下,管道应力随覆盖层厚度、土体刚度、管道半径增加而减小.     

岩溶地下河管道流和管道结构及参数的定量示踪——以桂林寨底地下河为例

定量示踪研究是岩溶地下河管道流和管道结构参数估测的有用技术,可以为概化水文地质条件和数学模型研究提供科学依据.以桂林寨底地下河示踪试验为例,利用荧光素钠和罗丹明B为示踪剂,通过高精度、高密度和多指标的自动检测技术,不仅合理估算了管道流平均滞留时间、平均运移速度、弥散系数、管道过水体积、管道过水断面面积及其等效直径,而且表明常用示踪剂荧光素钠和罗丹明B在应用中存在的吸附性差异,认为荧光素钠吸附性弱,数据可信性强,而罗丹明B吸附性强,在数据解释中需要谨慎.     

输水管道系统气体特性与水流冲击截留气团研究

通过试验与理论相结合的方法,对输水管道系统气体特性与水流冲击截留气团进行了研究.研究表明,决定气团主要性质的气体多方指数n在输水管道系统发生水力过渡过程时存在较为显著的变化,并非单一常数,从而提出了相应的四过程:即压缩子过程1、膨胀子过程2、膨胀子过程3和压缩子过程4.在压缩子过程4与膨胀子过程2中,气体多方指数n取值为1.4~1.6;而在压缩子过程1与膨胀子过程3中,气体多方指数n取1.15.气体多方指数n的取值对压力水流冲击截留气团的结果有一定影响,n值越小,水流冲击截留气团的压力越大;反之越小.     

基于应变能熵的水冲管道失稳计算方法

为了研究洪水冲刷作用下长输油气管道裸露管段发生位移变形时的安全状态,提出了基于应变能熵的管道定量风险评价计算方法。介绍了洪水冲击管道时的受力状态,建立了更为贴近实际的弹性地基梁力学模型及计算方法。通过熵理论和能量理论相结合,提出了应变能熵的失稳风险评价计算方法,并进行了实例计算。通过实例计算表明:应变能熵的计算方法适用于洪水作用下管道的失稳风险计算,跨长、壁厚、内压等因素均会对管道的安全状态产生影响。该方法简便实用,且更充分利用了管材的力学特性,可以为生产运营提供参考及指导。     

改进Grey-Markov模型在油气管道腐蚀深度预测中的应用

为解决在役油气管道因腐蚀导致的穿孔泄露等问题,基于GM(1,1)模型及Markov理论,建立了一种管道腐蚀深度预测新方法。首先,利用检测数据建立灰色方程,对油气管道腐蚀深度进行趋势预测;然后,根据趋势预测值进行状态划分,利用马尔可夫理论建立滑动转移概率矩阵,通过管道状态变化对管道腐蚀深度进行预测;最后,以胜利海洋石油开发公司孤六联阀组-孤岛首站集输管线试验段为例,对管道腐蚀深度进行了预测,研究结果表明:改进的灰色-马尔可夫模型预测精度较高,预测结果有更高的可信度,能够更好地指导管道的检查维修。     

覆盖型岩溶潜蚀塌陷裂隙开度与透水率定量关系

在既有研究的基础上,假设覆盖型岩溶路基潜蚀塌陷管道模型,根据压水试验透水率公式和水力学管道流Poiseulle方程,提出了裂隙岩体透水率与裂隙开度的关系公式,建立了透水率与裂隙开度的定量联系,并结合经验结果对理论公式的适用性、局限性进行了探讨。研究结果表明:裂隙岩体透水率与裂隙开度等效半径四次方成正比,与裂隙延伸长度成反比;透水率与裂隙开度的理论关系与既有规范的经验结果有较好的一致性。     

基于信息熵理论的悬空管道失效分析

长输油气管道极易受到多种地质灾害影响,容易造成管道暴露、悬空,甚至断裂,严重威胁管道的安全。由于管道的失效过程受多种不确定性因素影响,因此,研究地质灾害作用下悬空管道的失效风险对管道的安全可靠运行具有重要的现实意义。为此,以黄土湿陷灾害为例,采用弹性地基梁模型对黄土湿陷作用下的悬空管道进行了受力分析,并基于信息熵理论提出了应变能熵的概念,建立了管道失效概率评价模型,得到了管道失效概率与黄土湿陷深度之间的关系,同时探讨了黄土湿陷长度与管道内压的变化对管道失效概率的影响。结果表明:1管道应变能熵能够全面反映管道在外力作用下的安全状态并能够对管道的失效风险进行定量评价;2与黄土湿陷后管道悬空长度相比,管道内压的变化对失效概率的影响相对较小,降低黄土湿陷后管道的悬跨长度可以大幅度降低管道的失效概率。     

基于探地雷达的城镇燃气PE管道探测方法

燃气管网是城市能源输送的基础和保障,准确的管道平面位置和埋深是燃气公司运营管理、建立GIS系统的重要信息。近年来,PE管由于防腐能力强等优点被广泛应用于中、低压城镇燃气输送中,由于PE管为惰性材料,非金属、不导电、不导磁,确定其在地下空间的位置一直是管道探测领域的难点。通过分析探地雷达的探测原理及其定位方法,研究了无示踪线敷设的PE管道在探地雷达中的成像特征及其与钢质管道、电缆等的区分方法,并分析了拐点、三通、带有套管的PE管道的确定方法,开挖验证了探测方法的可行性与精度,研究结果对提高PE管道的探测精度,建立燃气管网信息系统,确保管道安全运营等具有理论和现实意义。     

岩石非开挖铺管施工工艺的研究

岩石非开挖铺管施工技术是非开挖发展到一定阶段的必然产物。详尽系统地介绍了岩石非开挖铺管施工工艺，并对岩石非开挖各工序的关键技术及注意事项进行了论述。同时，介绍了宜兴市岩石非开挖铺设燃气管道的施工实例。     

水平定向钻进虚拟仿真培训系统研究

虚拟仿真技术是目前计算机科学研究热点,将虚拟仿真技术应用到非开挖领域是非开挖教学及研究的发展趋势。针对水平定向钻进（Horizontal Directional Drilling,HDD）这一非开挖的主要施工工法,采用SolidWorks、3ds MAX、Photoshop等软件对三维场景、钻机以及钻头等施工设备进行三维建模,通过研究场景漫游技术、多摄像机跟随技术、物理效应仿真技术和轨迹记录及跟随等技术在Unity3D平台上开发培训系统,并将系统发布至桌面系统。该系统具有场景漫游、多视角显示、控制钻进、显示参数功能。测试结果表明培训系统运行流畅,场景切换迅速,具有良好的三维展示和教学功能。     

复杂条件下非开挖铺管的关键技术

地层和地下管网条件复杂是影响非开挖导向钻进质量的重要因素。本文结合工程实践,分析了精确的控向钻进技术、LG植物胶的选择和配制、管材选择、铺管阻力的计算和拉管头设计等影响复杂条件下,非开挖铺管的关键技术。实际应用中取得了好的效果。      

城镇雨污分流非开挖工程中的工程勘察内容和要求

论述在城镇雨污分流工程中采用非开挖技术需要工程勘察的内容和要求。针对非开挖技术特点,与常规市政工程勘察的对比分析,得出采用非开挖技术施工所需要的工程勘察特性。结合廊坊市雨污分流非开挖试验段工程,分析了前期工程勘察对后期非开挖工程施工的影响,具体分析工程地质勘察和施工区域地下管线探测特殊性对非开挖工程设计、施工的意义。最后从雨污分流非开挖试验段工程结论出发,总结采用非开挖技术施工进行工程勘察的常规性内容,为以后类似工程采用非开挖技术施工提供参考.     

非开挖管道翻衬修复技术用树脂的研究

本课题针对非开挖管道翻衬修复技术用树脂进行了设计,根据管状织物织造工艺、翻衬修复管道工艺对树脂的要求,及DSC扫描结果、等温和动态黏度变化试验的实验结果进行分析,选择合理树脂的配方;通过手糊方法使得涂层织物与树脂体系进行复合,对聚氨酯树脂与织物和金属粘结机理进行分析。并对树脂体系与金属粘结强度进行测试,确定聚氨酯树脂与金属管壁粘结性能,为今后将非开挖管道翻衬修复技术应用到具体施工时,选择合适的树脂提供理论依据和操作方案。     

ZT-TG500推管机的研制

介绍了ZT-TG500型推管机的参数、工作原理、主要结构构成及其功能、关键技术、用途。推管机在非开挖施工过程中,对非开挖设备起到了辅助的作用,能够“营救”施工中卡死的管线,也可以协助非开挖设备推动管线前进,保证工程的成功。该推管机采用电液比例控制技术,能够实现零到最大无级调速,给施工带来了很多的益处;卡瓦橡胶硫化涂覆技术,保证了卡瓦夹紧时不损坏钢管表面的防腐层,同时保证了足够的夹持力而不打滑;双油缸同步防扭技术,采用滑动导轨与大型分流阀的机液控制方法,来实现油缸的零阻力,使油缸的推力能有效地应用到工程中。通过青州水管铺设与穿越松花江的自来水管铺设的现场应用,取得了良好的效果。     

北美非开挖技术发展近况-管道修复更换技术方面

2010年5月北美非开挖技术协会（NASTT）在美国芝加哥举办了一年一度年会,同时庆祝协会成立20周年,来自美国和加拿大的几百位学者对非开挖技术的各个方面进行了为期一个星期的探讨。笔者主要对所遴选的管道修复更换技术在北美地区的应用方面论文进行了阐述,包括玻璃纤维增强聚合物在混凝土管道中的应用情况、螺旋内衬注浆法修复管道、大直径铸铁管道爆管更换技术、基于声纳技术的CCTV检测系统及部分参展设备实物展示等,希望能够对国内广大非开挖业内人士的学习、研究、设计、施工有所借鉴。     

非开挖定向钻进牵引拖拉埋管技术在南水北调工程中的应用

济宁市截污导流工程是南水北调东线干线的重要工程,该工程从济宁市污水处理厂铺设管道5.9 km,再利用明渠输水,把中水引到蓄水区,确保南水北调调水期间中水不进入干线。其中管道施工需穿越济宁南部的老运河、洸府河。因洸府河为行洪河道,采用非开挖定向钻进拖拉埋管技术,不影响河道原有功能,较好地解决了管道穿越河道问题。结合该工程实例,介绍了非开挖定向钻进牵引拖拉埋管施工技术。     

爆管法在北美地区的应用现状

随着市政部门不断寻求节约成本的创新技术来解决地下基础设施问题,非开挖管线更换技术诸如爆管法成为可行的选择。爆管法是一种用相等或更大口径的新管更换现有地下供水给水、污水排水和燃气输送管线的施工方法。它是唯一一种完全沿旧管线线路铺设的施工方法。这使得安装新管线施工时无须征求额外通行权。爆管法兴起于20纪80年代,现在已遍布北美地区。本文通过对来自2007—2010年加拿大和美国的886个项目的调查问卷结果的总结,讨论了目前非开挖更管技术的趋势,分析了爆管法施工中的因素：包括设备的使用、采购与支付的形式、管线扩径的限制和施工的风险。     

非开挖顶杆—扩孔铺管技术中顶杆力的确定

论述了非开挖顶杆—扩孔铺管施工技术中顶杆力的计算方法,并成功地应用这一理论指导了工程实践。