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2011-03-15 11:34 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
隨著(zhù)技術(shù)交流的發(fā)展,將先進(jìn)技術(shù)引入我國長(cháng)輸管道工程勘測中是行業(yè)發(fā)展的必然需要。本文分別對國內工程地質(zhì)勘察和測量在長(cháng)輸管道工程中的應用情況、國外長(cháng)輸管道勘察技術(shù)狀況進(jìn)行了深入分析。希望本文的研究能為我國長(cháng)輸管道工程勘測技術(shù)的發(fā)展起到借鑒作用。長(cháng)輸管道是是指產(chǎn)地、儲存庫、用戶(hù)間的用于輸送油、氣介質(zhì)的管道。管道運輸與常規運輸方式相比具有運輸量大、運費低、自動(dòng)化程度高、占地少、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)長(cháng)距離、大管徑的管道輸送石油天然氣已經(jīng)成為一種通行的做法。
工程地質(zhì)勘察的設備正向著(zhù)運輸和安裝方便、鉆進(jìn)性能全面、鉆進(jìn)效率高方向發(fā)展,從國際到國內、從政府到企事業(yè)都在投入大量的資金和人力發(fā)展長(cháng)輸管道工程勘察技術(shù)。
一、國內工程地質(zhì)勘察應用情況
1、工程鉆探
我國上世紀七十年代采用了DPP-100型車(chē)裝鉆機。它是油壓給進(jìn)轉盤(pán)式的車(chē)裝鉆機。該機全套設備都裝在一部載重4噸的解放牌、東風(fēng)牌汽車(chē)上,運輸和安裝比較方便,鉆進(jìn)性能全面,鉆進(jìn)效率高。為了滿(mǎn)足設計和施工所需要的技術(shù)參數,除常規的工程鉆探手段外,還要配合靜力觸探試驗、動(dòng)力觸探試驗、靜力載荷試驗等原位測試方法和手段。國內有多家專(zhuān)業(yè)工程鉆機生產(chǎn)廠(chǎng)商,可以滿(mǎn)足在任意地層條件下的鉆探工作。大部分是油壓給進(jìn)轉盤(pán)式鉆機,包括車(chē)載和無(wú)動(dòng)力小型鉆機。歐洲常用的以鏈條為動(dòng)力的小型鉆機,我國并不多見(jiàn)。
2、取樣和取土器
隨著(zhù)現代工業(yè)發(fā)展需要,工程鉆探的工作量日益增加,鉆孔深度不斷增大。目前國內有成熟的取樣器標準和規定,也由建設部指定生產(chǎn)廠(chǎng)商,但在實(shí)際勘察工作中,由于受到收費、工期以及工程項目操作不規范等多種因素的影響,大部分取樣器采用的是敞口厚壁取土器,只能取到二級土樣,在工程中借助經(jīng)驗提供土性指標。要想取到高質(zhì)量的一級土樣,目前不是技術(shù)問(wèn)題,而是市場(chǎng)和管理問(wèn)題。
3、靜力觸探試驗
九十年代采用了國產(chǎn)新一代產(chǎn)品:LMC-C21D型靜探微機,實(shí)現了靜探微機化、自動(dòng)化。采用不同的探頭,可以獲取錐尖阻力、側壁摩擦阻力、孔隙水壓力等力學(xué)指標。國內還有其他幾個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商,近幾年還生產(chǎn)出了波速探頭等新產(chǎn)品。此外原理相似的孔內靜力試驗裝置,比如扁鏟側脹、旁壓試驗等都已經(jīng)積累了足夠的使用經(jīng)驗,設備和技術(shù)都是成熟的。
4、動(dòng)力觸探
圓錐動(dòng)力觸探試驗:目前國內外所做的動(dòng)力觸探試驗成果的應用基本上是建立在統計得出的相關(guān)關(guān)系上面,有時(shí)也用到經(jīng)修正的理論計算結果,這些關(guān)系的應用都受到其統計數據范圍和條件的限制。
二、國內工程測量應用情況
1、常規工程測量
常規的工程測量所使用的儀器由五十年代的光機型已轉為電子型,在儀器更新?lián)Q代的過(guò)渡階段,光機型儀器還沒(méi)有退出歷史舞臺,在一些工作中仍發(fā)揮著(zhù)一定的作用,但更多的使用是“電磁波測距儀+經(jīng)緯儀”及“全站儀”。 在管道中線(xiàn)和縱斷面測量的數據采集過(guò)程中,普遍實(shí)現了計算機化,一般用PC-1500(或PC-E500)、電子手簿(數據采集器)進(jìn)行半手工或自動(dòng)數據記錄采集,結束了歷史上的人工記錄。在地形圖測繪上,普遍采用“全站儀”進(jìn)行測量和記錄,對各種地形要素的記錄一般分為“無(wú)編碼”和“編碼”兩種,最后成圖一般均采用計算機自動(dòng)制圖方式。地圖矢量化技術(shù)已于1997年得到應用,通過(guò)對小比例尺地形圖或白紙圖原圖的掃描,最終實(shí)現了矢量化,使二維的白紙圖可變成三維數字圖,并可對圖紙的伸縮和掃描造成的誤差進(jìn)行校準。
2、全球定位系統技術(shù)的應用
九十年代以來(lái),GPS技術(shù)在管道測量中得到廣泛的應用,該技術(shù)的應用不僅解決了因國家控制點(diǎn)被破壞而給坐標聯(lián)測帶來(lái)的困難,而且提高了測量精度和工作效率。目前GPS技術(shù)普遍應用在管道轉點(diǎn)的坐標測量上。1990年12月管道勘察設計院首次引進(jìn)WM101接收機標志著(zhù)GPS技術(shù)在管道勘察中得到應用,先后完成了多條管道的轉點(diǎn)坐標測量和輪南“輪一聯(lián)-LN12”地區測圖控制。1998年在蘇丹穆格萊德石油發(fā)展項目的“黑格里格-蘇丹港原油外輸管道工程”的特定的地理環(huán)境中,在短短的兩個(gè)月的時(shí)間內,利用GPS技術(shù)不僅施測了管道轉點(diǎn)坐標,而且采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)技術(shù)實(shí)現了1200km的管線(xiàn)縱斷面測量和部分站場(chǎng)、穿跨越地形測量,創(chuàng )下了管道測量史無(wú)前例的記錄,為整個(gè)工程贏(yíng)得了時(shí)間。
3、航空攝影及遙感技術(shù)
遙感技術(shù)(RS)已在長(cháng)輸管道選線(xiàn)和大型廠(chǎng)礦選址階段應用非常廣泛,作為非遙感技術(shù)專(zhuān)業(yè)的勘察單位能夠熟練應用在工程中就達到目的,石油系統的勘察單位正在這方面積極探索,已具備了相當的實(shí)力,但距離工程需要還有一些差距。航空攝影測量(AS)技術(shù)由于受到工程建設周期短的制約,同時(shí)需要大量昂貴的設備和專(zhuān)業(yè)人材,所以該技術(shù)的應用遠遠地落后于國內鐵路、公路的應用。在這方面的應用目前只能委托給其他單位進(jìn)行。國內這方面的技術(shù)是成熟的,但石油系統獨立完成的應用不多。
三、國外長(cháng)輸管道勘測技術(shù)狀況
當今油氣管道項目的勘察和規劃設計中,運用全球定位系統、地理信息系統、遙感技術(shù)將成為規范化的措施。在宏觀(guān)經(jīng)濟、資源評價(jià)、全球區域環(huán)境研究等領(lǐng)域采用GPS/GIS/RS已成為常規。最近許多油氣勘探的成功事例,就是GPS/GIS/RS信息技術(shù)進(jìn)行資源管理和地質(zhì)評價(jià)的結果。航空攝影測量目前正在向數字化發(fā)展,數字攝影測量是世界研究的重點(diǎn)。該項技術(shù)的構思是改變以往的膠片攝影為數字攝影或使地面影象數字化,通過(guò)計算機工作站實(shí)現目前常規航空攝影測量所做的工作。
四、分析與結論
從勘察技術(shù)方法在長(cháng)輸管道工程中的應用情況看,國內的長(cháng)輸管道勘察仍處于工程地質(zhì)勘察層面,還不能達到巖土工程勘察要求的質(zhì)量水平,與工程地質(zhì)勘察相比,巖土工程勘察要求勘察與設計、施工、監測緊密結合,而不是彼此機械分割;要求服務(wù)于工程建設的全過(guò)程,而不僅單純?yōu)樵O計服務(wù),要求在獲取系統而準確資料的基礎上,對巖土工程方案深入論證。提出合理的具體的建議,而不是單純的提供資料。一位巖土工程師,既能從事勘察,也能在巖土工程設計、施工、監測、監理崗位上工作。因而這種體制更貼近工程實(shí)際,更注重于解決工程問(wèn)題。許多發(fā)達國家并不把工程勘察作為獨立的行業(yè)來(lái)對待,而是工程咨詢(xún)中巖土工程的一部分,所提供的服務(wù)包括地基、基礎方面的評估、設計、施工、檢測和監理等內容。若有機會(huì )和可能,應選擇一些發(fā)達國家的同類(lèi)公司進(jìn)行考察,以獲得詳細的國外技術(shù)發(fā)展狀況。
隨著(zhù)測量技術(shù)和計算機科學(xué)的發(fā)展,國內的長(cháng)輸管道測量技術(shù)已有了大幅的提升和改進(jìn)。但與國外相比,航空攝影及遙感技術(shù)在長(cháng)輸管道測量中應用還不夠成熟,缺乏GPS/GIS/RS(全球定位系統、地理信息系統、遙感技術(shù))的綜合應用。隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展,勞動(dòng)力成本的提高,在長(cháng)輸管道測量中引入國外先進(jìn)技術(shù),盡早建立長(cháng)輸管道數字化系統就顯得尤為重要。只有充分了解和掌握國內外長(cháng)輸管道勘察技術(shù)現狀,找出我國長(cháng)輸管道勘察技術(shù)的薄弱環(huán)節,選定重點(diǎn)項目進(jìn)行攻關(guān)和技術(shù)創(chuàng )新,才能實(shí)現我國長(cháng)輸管道工程勘察技術(shù)進(jìn)步,使我國長(cháng)輸管道工程勘察技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。
參考文獻:
【1】郭書(shū)太,陳瑞良,長(cháng)輸管道工程勘察技術(shù)創(chuàng )新戰略,大眾科技,2005,12
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