PE管和鋼管應用于水平定向鉆穿越的比較

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發布時間：2018-07-20 22:05

1 管材性能
目前城市中壓燃氣管道穿越工程選用的鋼管有無縫鋼管和焊接鋼管兩類：無縫鋼管一般選用GB／T 8163-2008《輸送流體用無縫鋼管》，材質為20號鋼；焊接鋼管一般選用GB／T 3091-2008《低壓流體輸送用焊接鋼管》，材質為Q2358。PE管一般選用GB l5558．1-2003《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統第1部分：管材》，材質分別為PEl00和PE80，標準尺寸比為SDRll。
鋼管在使用期限內各項性能指標保持不變，鋼管管材性能見表1。

聚乙烯是無極性的飽和脂肪烴長鏈聚合物，因此PE管與鋼管管材性能指標完全不同。由于聚乙烯材料的蠕變與應力松弛特性，使聚乙烯的強度是時間的函數，單純材料的力學性能數據對實際工程沒有指導意義。長期靜液壓強度、耐快速裂紋擴展和耐慢速裂紋增長是聚乙烯材料的最關鍵三項力學性能指標。聚乙烯管管材性能見表2。
從管材性能分析，鋼管的抗拉強度、屈服極限高，因而管道抗外力破壞、抗扭曲能力強；聚乙烯PE管強度低，但使用壽命長，且優異的耐快速、慢速裂紋擴展性能保證了城市中壓燃氣管道的安全性。同時聚乙烯管道斷裂延長率非常高，使得管材具有非常優異的柔韌性，良好的柔韌性也使聚乙烯管道具備了優良的抗劃痕能力、抗不均勻沉降及抗震性。另外聚乙烯材料特性還決定了它具有優良的耐腐蝕性[3]。

2穿越曲線
2．1 影響因素
影響管道穿越曲線的因素可分為客觀條件因素及設計參數因素。客觀條件因素即穿越目標的實際狀況，包括道路、河流等的寬度和深度、地下障礙情況、地質條件及周圍地形條件等不可改變因素。設計參數因素即入土點及出土點的位置和角度、管材選取、彈性敷設管段曲率半徑等可變參數。
2．2穿越曲線設計
當穿越位置確定后，管道理想穿越曲線僅與設計參數有關。下面假定某穿越目標寬度為40 m，不考慮地下障礙及地質條件，穿越管道公稱直徑為200 mm，分別設計理想穿越曲線。
①曲率半徑
穿越管道彈性敷設段曲率半徑主要取決于穿越管道材質。
鋼管：GB 50423--2007《油氣輸送管道穿越工程設計規范》第5．1．2條規定，采用彈性敷設時，穿越管段曲率半徑不宜小于1 500倍鋼管外徑，且不應小于1 200倍鋼管外徑。那么采用鋼管穿越時，鋼管外徑為219 mm，最小曲率半徑為262．8 m。
聚乙烯管：CJJ 63-2008《聚乙烯燃氣管道工程技術規程》第6．1．3條規定，聚乙烯管道敷設時，管道允許曲率半徑不應小于25倍公稱直徑。在實際穿越過程中管道曲率半徑取決于鉆桿的曲率半徑。假設選用鉆桿外徑為66．68 mm，參照鋼管彈性敷設曲率半徑要求，則鉆桿的最小曲率半徑為80．02 m。那么采用聚乙烯管穿越時，管外徑為200 mm，最小曲率半徑為80．2 m。
②入土點、出土點
假定穿越段兩側地形條件良好，任意選取(實際工程應根據穿越管道周圍地形確定)。
③入土角、出土角
入土角為9°，出土角為6°。
④理想穿越曲線

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