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毛乌素沙漠油气管道的工程机械防护措施

文档作者：朱国承夏政郄海霞张小龙文档来源：西安长庆科技工程有限责任公司		点击数：	更新时间： 2024年06月30日
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20l天NAT然URA与LGA与SA石ND油OIL l 2。 年8月
毛乌素沙漠油气管道的工程机械防护措施
朱国承夏政郄海霞张小龙
西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安71 001 8
摘要：
毛乌素沙漠地区是重要的油气管道敷设区，如何使所埋管道不致因覆盖的沙被风吹走而暴露
出来，其保护措施十分重要。毛乌素沙漠地区管道所经地貌单元为固定沙丘、半固定沙丘及流动沙
丘。结合实际，详述了该地区管道施工中采用的工程机械防护措施，包括沙障类型、沙障高度与做
法、沙障间距设置、沙障施工方法等，简述了化学及植物防护措施。所述机械防护措施在油气管道敷
设中已得到应用，在今后的应用中，可根据沙丘特点及周边植被现状，因地制宜，采取化学固沙、植
物固沙等综合防护措施。
关键词：
毛乌素沙漠；油气管道；工程机械防护措施；沙障
文献标识码：B
文章编号：1o06—5539(2011)04—0020—03
0 前言
毛乌素沙漠为中国大沙区之一，位于北纬37。27．5
～ 39o22．5 ，东经107o20 ～lll。30 。在伊克昭盟南部，陕
西省长城一线以北，面积约32 100 km 。毛乌素沙漠地
区属北温带半干旱半沙漠高原大陆性气候，气候干
旱，降水稀少．蒸发量大 ]。
现今毛乌素沙漠地区是重要的油气管道敷设区，
其南部为苏里格气田所在地，管道敷设所经地区微地
貌单元为固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘地形起伏
较大。
沙漠地带干旱缺水，风力大而频繁，植被稀少，交
通困难．有的沙丘还有流动性。沙丘主要有三大类型：
a)新月形沙丘．又称横向沙丘。新月型沙丘形如新
月．有单个分布，也有多个呈链状分布。在其迎风坡面
上又重迭上次一级的新月形沙丘或沙丘链『2]。高度一般
在20～100 in之间，宽度有100—300 m和600～900 m
两种，长度在1～3 km不等，最长的达15 km左右；
b)复合型纵向沙垄。纵向沙垄、沙丘形态的走向
与起沙风合成风的方向基本一致(一般小于30。)。长
条状展布，最长达数千米，高数十米，宽数百米；
c)金字塔沙丘。在长期的多风向风沙流的作用下，
地形较复杂的地区可形成金字塔沙丘。
1 工程机械防护措施的原理
沙漠地区敷设管道时，主要的问题是如何保护所
埋管道不致因覆盖的沙被风吹走而暴露出来。可以认
为集沙过程(气流中沙粒运动的主要形式包括跃移、
悬移和蠕移。沙粒沿气流方向运动时，沿程(下风向)
不断降落和起跳，当沙粒降落后不再移动，该过程为
集沙过程。) 对管道敷设是有利的，集沙在很大程度
上可以解决风蚀问题。工程机械防护措施的原理即为
通过用各种覆盖物将沙质表面与风力作用完全隔离，
收稿日期：
2010—．12——14
基金项目：
中国石油天然气集团公司工程资助项目(CTEC083Q一2010)
作者简介：
朱国承(1982-)，男，安徽安庆人，工程师，学士，主要从事长输管道及油气集输设计工作。
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期
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或在流沙表面上设置机械沙障，用于降低地表风速，
削弱风沙活动，以创造集沙条件，防止管道周围沙子
被风吹蚀。其防护措施主要适用于流动沙丘、半固定
沙丘及沙地的治理。
2 工程机械防护措施及施工方法
结合沙漠地区沙丘类型，工程机械防护措施应用
较广的有：高立式沙障、低立式沙障、草方格沙障及粘
土沙障等。
2．1 沙障类型选择
对流动沙丘根据沙丘高度、沙丘移动方向、主风
向、管道敷设位置等条件，沙障类型宜选用高立式、低
立式两种透风结构型式。
对半固定沙丘及沙地宜选用草方格沙障或粘土
沙障等。
2．2 各类沙障高度及做法
2．2．1 高立式沙障
采用杆高质韧的柴草，长0．7～1．3 m(管道范围内
长度为0．85～1．45 m)，露出地面0．5～1．0 m，埋人地下
0．2～0．3 m(管道范围内埋人地下0．35～0．5 rn)．根部培
沙高出地面0．1 m。
2．2．2 低立式沙障
采用较软的柴草，露出地面0．2～0-3 rn．埋入地下
0．15～0．2 m(管道范围内埋深0．3～0．35 m)。
2．2_3 草方格沙障
采用较软的柴草，露出地面0．2～0-3 rn．埋人地下
0．15～0．2 m(管道范围内埋深0．3～0．35 m)。隐蔽式沙障
高出地面0．05～0．10131
2．2．4 粘土沙障
少数地方沙层较浅，或沙丘附近有碱滩地、粘土
等，可采用粘土压沙，堆成土埂，作为沙障。
2．3 沙障平面配置
根据主风向、沙丘形态、管道防护要求。在管沟表
面以及管道两侧布设沙障。沙障一般呈行、带状布设，
并与风向垂直。配置形式采取行列状形式。以适应沙
丘上气流性质变化。
2．4 沙障间距
对于4。以下的平缓沙地，高立式沙障间距为沙障
高度的10～15倍，最大间距以不超过5 lqfl为限。低立
式沙障间距为2～4 n3。在沙丘迎风坡面设置的沙障，应
使下一列沙障的顶端高出上一列沙障基部0．05
0．08 rn。
在沙丘及沙垄坡度较大的地方，沙障间距按式
(1)计算：
d=hctgO (1)
式中d—— 沙障间距，111；
— — 沙障高度，111；
沙丘坡度，(。)。
根据沙丘坡度及沙障高度可确定经验沙障间距
见表1。
表1 沙障间距参考表
草方格沙障间距规格根据地形、流沙状况等因素
确定，一般为0．5 rex0．5 1TI、】Inxl 133、1 mx1．5 133、1．5 mx
1．5 m。草方格沙障采用麦草作材料。用压草方式设障，
以格状为主，在沙丘上全面设置。
粘土沙障用粘土堆成土埂，高0．2～0．25 rrl，埂底宽
0．6—0．8 nq，埂顶呈孤形，土埂间距2～4 m。
2．5 沙障施工方式
2．5．1 高立式沙障施工
在设计好的沙障条带位置上．人工开挖沟深0．2～
0．3 ITI(管道范围内沙障沟深0．35—0．5 m)，将柴草均匀
直立埋入，扶正踩实，填沙0．1 In．柴草露出地面0．5～
1．0in。
2．5．2 低立式沙障施工
将柴草按设计长度切好，顺设计沙障条带线均匀
放置线上，草的方向与带线正交。用脚在柴草中部用
力踩压，柴草埋人沙内O．10～0．15 In，两端翘起。高0．2～
0．3 m，用手扶正，基部培沙。沙障的规格可根据不同地
段的风速情况进行选择。
2．5．3 草方格状沙障施工
用压草方式设置，即用湿麦草摊于设障线上，以
锹下压入沙，两端合拢，外露0．05—0．1 i'1_。
2．5．4 粘土沙障施工
将粘土直接堆放于设障线上，均匀摊成高0．15—
0．25 rn，底宽约0．45～0．75 rn土埂。
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22 一一 lI N天AT謦URA号LGA与SA石ND OlL iI 201 1年8月’’
3 其它防护措施
3．1 化学固沙措施
化学固沙措施是在流动沙地上喷洒化学胶结物
质，使其在沙质表面形成一层有一定强度的防护壳．
隔开气流对沙层的直接作用，达到固定流沙的目的。
目前国外用作固沙的胶结材料主要是石油化学工业
的副产品，如乳化沥青、高树脂石油、橡胶乳液和油一
橡胶乳液的混合物等H]。
3_2 植物防护措施
植物固沙又称为生物固沙．是通过封育和栽种植
物等手段，达到防治沙漠、稳定绿洲，提高沙区环境质
量和生产潜力的一种技术措施．它是沙漠治理最有效
的途径。对管道而言，植物治沙的内容主要包括建立
人工植被或恢复天然植被以固定流动沙丘：保护封育
天然植被，防止固定半固定沙丘和沙质草原向沙漠化
方向发展等。
沙丘极端干旱、流动性大、持水力差．直接种植易
被风蚀，难具成效。若辅以沙障等人工措施，则固沙效
果较佳。可先采用草方格固沙后再种植灌木。草方格
用麦草、沙蒿等植物制作，尺寸为l mxl m。灌木的行
株距为1 mxl m，种植的灌木主要为羊柴、沙柳和柠条
儿等。草方格宽度迎风面按40～80 111确定，背风面按
30～50 m确定[ 。
4 结语
毛乌素沙漠地区油气管道的机械防护措施在苏
里格气田集气管道、长蒙天然气管道、长一乌一临天
然气管道等油气管道敷设中已经得到广泛应用，效果
良好。在今后的应用中还应根据沙丘特点及周边植被
现状，因地制宜地采取化学固沙、植物固沙等综合防
护措施，以确保管道运行安全。
参考文献：
[1]刘志伟．毛乌素沙漠南缘沙漠化特点与岩土工程勘察治理
探讨[J]．工程勘察，2008，11(1)：68—71．
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储运，1989，8(6)：8-9+
[3]苏海平，张凤喜，张 帅，等．苏里格气田集输管道在沙漠和
湿地的敷设技术[J]．石油工程建设，2010，36(1)：109—111．
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工程，2004，23(8)：46．
[5]向 渡．西气东输二线管道设计的主要特点U]．天然气与
石油，2008，26(3)：1-5．
西气东输二线干线工程贯通
2011年6月13日10时许，随着管道三公司员工李辉和路万里焊完最后一道焊口，位于江西省遂川县雩田
镇遂川江南岸的遂川江顶管隧道完成管道焊接，标志着西气东输二线干线工程全线贯通，即将全面建成投产。
数以亿计的管道沿线群众将享受到清洁能源带来的高品质生活。
西二线工程是我国第一条引进境外天然气资源的大型管道工程，由一千八支组成。管线全长8 653 km，起
于新疆霍尔果斯首站，横穿我国15个省市自治区，止于香港。其中，霍尔果斯至广州段为干线，全长4 865 km。
西二线工程总投资人民币1 422亿元，年输气能力300x10 m3，可稳定供气30年以上，对保障我国能源安
全、优化能源消费结构、节能减排和加快经济发展方式转变具有重大意义。这一工程建设带动我国机械、电子和
冶金等几十个相关产业发展，直接投资超过3 000亿元。
西二线按照“先西段后东段，先联通后支线，分期分段投产 早见效早受益”的思路，以宁夏中卫为界，分东
西两段组织建设。西段工程霍尔果斯一中卫段2009年12月31日建成投产，对缓解乌鲁木齐、北京和上海等城
市天然气供应紧张局面发挥积极作用。东段工程2009年2月7日开工。2010年12月5日，西二线中卫一黄陂
以北段建成投产，由此打通了我国长庚、青海、塔里木和西南四大主力气区，开始供应“两湖”和川渝地区。截至
2011年6月13日，西二线已接输中亚天然气106x10 m。，我国已有超过1亿人13'受益。
(圆 月 供稿)

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