【技术实现步骤摘要】
本申请涉及管道隧道填充，主要涉及一种大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构及其施工方法。
技术介绍
1、油气管道是连接油气产业链上下游的关键纽带，是我国建设现代化能源网络的重要组成部分。目前，油气管道承担了我国陆上约85%原油、30%成品油以及95%天然气的输送任务，在保障国家能源安全方面发挥着不可替代的作用。截至2023年底，我国长输油气管道中，原油管道占比约17%，成品油管道占比约17%，天然气管道占比约64%，总里程位居世界第三。
2、油气管道安装完成后，通常需要对管道进行全覆盖的充填保护，防止后期运营过程中因温度、压力等外部环境因素造成管道变形甚至发生燃气泄漏等事故。长期以来，国内外针对新建或废弃的油气管道充填主要以水砂充填法为主，而传统的水砂充填存在强度低、施工周期长等问题，且后期运营过程中一旦管道出现病害，检修过程中充填材料需反复进行外运和二次充填，巨量的水、砂等充填材料需反复进行倒运，维修成本高昂且容易造成环境污染。
3、泡沫混凝土是一种新型轻质材料，具有轻质性、良好的流动性等特点，其强度和干密度可根据工程需要进行调节，同时可利用矿渣、粉煤灰等工业固废作为辅助掺合料与水泥进行复配，兼具高强度和低成本的优势。泡沫混凝土可通过管道泵输送或重力自流方式送到充填区，其施工便捷，适用于各种复杂施工环境，完全可以作为一种新型的充填材料在油气管道充填中使用。目前，泡沫混凝土在市政管线回填、狭窄基坑肥槽回填工程中已得到较多应用，但其在大直径油气管道隧道填充中的使用尚无先例。因此，有必要提出一种大直径管道隧道
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构及其施工方法，旨在解决传统油气管道充填存在的强度低、施工周期长、运营检修难等的问题。
2、本申请的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供一种大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，包括隧道，其中，从隧道内由下至上依次包括泡沫混凝土填充层、泡沫混凝土结构层和泡沫混凝土强化层；
4、所述泡沫混凝土强化层的中心区域设置有隔断所述泡沫混凝土强化层并暴露所述泡沫混凝土结构层的通道；
5、所述泡沫混凝土填充层、泡沫混凝土结构层和泡沫混凝土强化层的材质为泡沫混凝土；
6、所述泡沫混凝土填充层内设置有一根管道，所述泡沫混凝土强化层内被隔断的两侧各设置有一根管道。本申请采用泡沫混凝土对大直径的油气管道隧道进行填充，利用泡沫混凝土良好的流动性、密度及强度可调性，可实现复杂隧道环境的便捷施工，其轻质的特点能够在对管道良好的充填保护的同时，减少隧道的承载负担，有利于保持隧道稳定。
7、进一步地，所述泡沫混凝土强化层的顶面与隧道内顶部的距离不小于2m，所述通道的隔断距离不小于管道的直径的1.2倍且不小于0.5m。本申请通过控制隧道内净空距离，预留出足够的空间并控制填充程度，提高填充结构的稳定性。通过控制隔断距离，削弱并行管道运行过程中管道振动的叠加影响，同时减少并行管道相互间的不利影响。
8、进一步地，管道的直径与隧道的直径的比例为0.3~0.42:1，所述泡沫混凝土填充层的厚度与管道的直径的比例为1.15~1.4:1，所述泡沫混凝土强化层厚度与管道的直径的比例为1.05~1.10:1。在本申请中，通过控制泡沫混凝土填充层和泡沫混凝土强化层的厚度，保证对管道进行填充保护。通过控制管道和隧道的直径比例，保证隧道使用效率的同时保证足够的管道通量，该比例下能够在保持填充结构足够的保护性能的同时减少原料的用量。
9、进一步地，所述泡沫混凝土结构层的厚度为0.5-0.8m。本申请通过控制泡沫混凝土结构层在合适的厚度，能够保证泡沫混凝土结构层起到足够的隔振作用，防止上下管道的振动传递影响管道正常使用。
10、进一步地，所述泡沫混凝土填充层的抗压强度为1.5~2mpa，所述泡沫混凝土结构层的抗压强度为2~3mpa，所述泡沫混凝土强化层的抗压强度为3~5mpa；所述泡沫混凝土强化层的抗折强度为1.2~2mpa。通过本申请泡沫混凝土填充层、泡沫混凝土结构层和泡沫混凝土强化层之间的梯度强度配合，保持填充结构整体轻质化的同时又能满足充填保护的使用要求，有效提高填充结构的使用寿命。
11、进一步地，所述泡沫混凝土强化层内设置有纤维，所述纤维为聚丙烯纤维、玄武岩纤维、椰壳纤维、剑麻纤维中的一种；所述纤维的长度为6-14mm，所述纤维的直径为7-15μm，所述纤维的长径比为1000~3000:1。通过纤维的分布起到加强筋作用，提高泡沫混凝土强化层的保护性能。
12、进一步地，管道的下方设置有管道底座；隧道的抗浮稳定系数 k满足：
13、=1.05~1.15；
14、 m1为所述泡沫混凝土填充层的自重， m2为所述泡沫混凝土结构层的自重， m3为所述泡沫混凝土强化层的自重， mp为管道的自重， m q为所述管道底座的自重， v为隧道的体积， ρ为水的密度， g为重力加速度。
15、第二方面，本申请还提供一种如第一方面所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构的施工方法，其中，包括以下步骤：
16、安装固定所述泡沫混凝土填充层和泡沫混凝土强化层的管道；
17、搭设泡沫混凝土填充层的模板并划分所述泡沫混凝土填充层的浇筑区，配置所述泡沫混凝土填充层的原料，采用后退式浇筑方法将所述泡沫混凝土填充层的原料浇筑至所述泡沫混凝土填充层的浇筑区；
18、待所述泡沫混凝土填充层的抗压强度达到设计强度20%-30%后，搭设泡沫混凝土结构层的模板并划分所述泡沫混凝土结构层的浇筑区，配置所述泡沫混凝土结构层的原料，采用后退式浇筑方法将所述泡沫混凝土结构层的原料浇筑至所述泡沫混凝土结构层的浇筑区；
19、待所述泡沫混凝土结构层的抗压强度达到设计强度50%-70%后，在所述泡沫混凝土结构层上切出安装槽，将侧向模板安装在所述安装槽上，搭设泡沫混凝土强化层的模板并划分所述泡沫混凝土强化层的浇筑区，配置所述泡沫混凝土强化层的原料，采用后退式浇筑方法将所述泡沫混凝土强化层的原料浇筑至所述泡沫混凝土强化层的浇筑区。
20、通过本申请提供的施工方法，能够简单快捷地进行浇筑以便制备泡沫混凝土填充结构，缩短施工周期，制得的泡沫混凝土填充结构能够为管道提供良好的保护。
21、进一步地，所述模板为聚苯乙烯泡沫板，所述模板的厚度不小于15cm，所述泡沫混凝土填充层、泡沫混凝土结构层和泡沫混凝土强化层的浇筑区的长度均为20-25m；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，包括隧道，其特征在于，从隧道内由下至上依次包括泡沫混凝土填充层（1）、泡沫混凝土结构层（2）和泡沫混凝土强化层（3）；
2.根据权利要求1所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，所述泡沫混凝土强化层（3）的顶面与隧道内顶部的距离不小于2m，所述通道（31）的隔断距离不小于管道的直径的1.2倍且不小于0.5m。
3.根据权利要求2所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，管道的直径与隧道的直径的比例为0.3~0.42:1，所述泡沫混凝土填充层（1）的厚度与管道的直径的比例为1.15~1.4:1，所述泡沫混凝土强化层（3）厚度与管道的直径的比例为1.05~1.10:1。
4.根据权利要求3所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，所述泡沫混凝土结构层（2）的厚度为0.5-0.8m。
5.根据权利要求1所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，所述泡沫混凝土填充层（1）的抗压强度为1.5~2MPa，所述泡沫混凝土结构层（2）的
6.根据权利要求5所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，所述泡沫混凝土强化层（3）内设置有纤维，所述纤维为聚丙烯纤维、玄武岩纤维、椰壳纤维、剑麻纤维中的一种；
7.根据权利要求1所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，管道的下方设置有管道底座；隧道的抗浮稳定系数K满足：
8.一种如权利要求1-7任一项所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构的施工方法，其特征在于，所述模板为聚苯乙烯泡沫板，所述模板的厚度不小于15cm，所述泡沫混凝土填充层（1）、泡沫混凝土结构层（2）和泡沫混凝土强化层（3）的浇筑区的长度均为20-25m；
10.根据权利要求8所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构的施工方法，其特征在于，所述泡沫混凝土填充层（1）的单层浇筑厚度为0.3-0.8m，所述泡沫混凝土结构层（2）的单层浇筑厚度为0.3-0.6m，所述泡沫混凝土强化层（3）的单层浇筑厚度为0.3-0.5m。
...【技术特征摘要】
1.一种大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，包括隧道，其特征在于，从隧道内由下至上依次包括泡沫混凝土填充层（1）、泡沫混凝土结构层（2）和泡沫混凝土强化层（3）；
2.根据权利要求1所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，所述泡沫混凝土强化层（3）的顶面与隧道内顶部的距离不小于2m，所述通道（31）的隔断距离不小于管道的直径的1.2倍且不小于0.5m。
3.根据权利要求2所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，管道的直径与隧道的直径的比例为0.3~0.42:1，所述泡沫混凝土填充层（1）的厚度与管道的直径的比例为1.15~1.4:1，所述泡沫混凝土强化层（3）厚度与管道的直径的比例为1.05~1.10:1。
4.根据权利要求3所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，所述泡沫混凝土结构层（2）的厚度为0.5-0.8m。
5.根据权利要求1所述的大直径油气管道隧道的泡沫混凝土填充结构，其特征在于，所述泡沫混凝土填充层（1）的抗压强度为1.5~2mpa，所述泡沫混凝土结构层（2）的抗压强度为2~3mpa，所述泡沫混凝土强化层...
【专利技术属性】
技术研发人员：成浩，杨声检，王川耀，肖金军，卫宁，董文策，万国伟，刘广仁，李建锌，郭春江，张俊松，满洪治，赵嵩，
申请(专利权)人：广东盛瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。