國內(nèi)外長輸管道工程勘測技術(shù)現(xiàn)狀研究

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論文關(guān)鍵詞：長輸管道 勘察 測量 技術(shù)
摘要：隨著技術(shù)交流的發(fā)展，將先進技術(shù)引入我國長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(nèi)工程地質(zhì)勘察和測量在長輸管道工程中的應(yīng)用情況、國外長輸管道勘察技術(shù)狀況進行了深入分析。希望本文的研究能為我國長輸管道工程勘測技術(shù)的發(fā)展起到借鑒作用。 　　
　　長輸管道是是指產(chǎn)地、儲存庫、用戶間的用于輸送油、氣介質(zhì)的管道。管道運輸與常規(guī)運輸方式相比具有運輸量大、運費低、自動化程度高、占地少、安全環(huán)保等優(yōu)點，通過長距離、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(shè)備正向著運輸和安裝方便、鉆進性能全面、鉆進效率高方向發(fā)展，從國際到國內(nèi)、從政府到企事業(yè)都在投入大量的資金和人力發(fā)展長輸管道工程勘察技術(shù)。
　　一、國內(nèi)工程地質(zhì)勘察應(yīng)用情況
　　1、工程鉆探
　　我國上世紀(jì)七十年代采用了DPP－100型車裝鉆機。它是油壓給進轉(zhuǎn)盤式的車裝鉆機。該機全套設(shè)備都裝在一部載重4噸的解放牌、東風(fēng)牌汽車上，運輸和安裝比較方便，鉆進性能全面，鉆進效率高。為了滿足設(shè)計和施工所需要的技術(shù)參數(shù)，除常規(guī)的工程鉆探手段外，還要配合靜力觸探試驗、動力觸探試驗、靜力載荷試驗等原位測試方法和手段。國內(nèi)有多家專業(yè)工程鉆機生產(chǎn)廠商，可以滿足在任意地層條件下的鉆探工作。大部分是油壓給進轉(zhuǎn)盤式鉆機，包括車載和無動力小型鉆機。歐洲常用的以鏈條為動力的小型鉆機，我國并不多見。
　　2、取樣和取土器
　　隨著現(xiàn)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(nèi)有成熟的取樣器標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，也由建設(shè)部指定生產(chǎn)廠商，但在實際勘察工作中，由于受到收費、工期以及工程項目操作不規(guī)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(biāo)。要想取到高質(zhì)量的一級土樣，目前不是技術(shù)問題，而是市場和管理問題。
　　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，實現(xiàn)了靜探微機化、自動化。采用不同的探頭，可以獲取錐尖阻力、側(cè)壁摩擦阻力、孔隙水壓力等力學(xué)指標(biāo)。國內(nèi)還有其他幾個生產(chǎn)廠商，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(nèi)靜力試驗裝置，比如扁鏟側(cè)脹、旁壓試驗等都已經(jīng)積累了足夠的使用經(jīng)驗，設(shè)備和技術(shù)都是成熟的。
　　4、動力觸探
　　圓錐動力觸探試驗：目前國內(nèi)外所做的動力觸探試驗成果的應(yīng)用基本上是建立在統(tǒng)計得出的相關(guān)關(guān)系上面，有時也用到經(jīng)修正的理論計算結(jié)果，這些關(guān)系的應(yīng)用都受到其統(tǒng)計數(shù)據(jù)范圍和條件的限制。
　　二、國內(nèi)工程測量應(yīng)用情況
　　1、常規(guī)工程測量
　　常規(guī)的工程測量所使用的儀器由五十年代的光機型已轉(zhuǎn)為電子型，在儀器更新?lián)Q代的過渡階段，光機型儀器還沒有退出歷史舞臺，在一些工作中仍發(fā)揮著一定的作用，但更多的使用是“電磁波測距儀+經(jīng)緯儀”及“全站儀”。
　　在管道中線和縱斷面測量的數(shù)據(jù)采集過程中，普遍實現(xiàn)了計算機化，一般用PC—1500（或PC—E500）、電子手簿（數(shù)據(jù)采集器）進行半手工或自動數(shù)據(jù)記錄采集，結(jié)束了歷史上的人工記錄。在地形圖測繪上，普遍采用“全站儀”進行測量和記錄，對各種地形要素的記錄一般分為“無編碼”和“編碼”兩種，最后成圖一般均采用計算機自動制圖方式。地圖矢量化技術(shù)已于1997年得到應(yīng)用，通過對小比例尺地形圖或白紙圖原圖的掃描，最終實現(xiàn)了矢量化，使二維的白紙圖可變成三維數(shù)字圖，并可對圖紙的伸縮和掃描造成的誤差進行校準(zhǔn)。
　　2、全球定位系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用
　　九十年代以來，GPS技術(shù)在管道測量中得到廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)的應(yīng)用不僅解決了因國家控制點被破壞而給坐標(biāo)聯(lián)測帶來的困難，而且提高了測量精度和工作效率。目前GPS技術(shù)普遍應(yīng)用在管道轉(zhuǎn)點的坐標(biāo)測量上。1990年12月管道勘察設(shè)計院首次引進WM101接收機標(biāo)志著GPS技術(shù)在管道勘察中得到應(yīng)用，先后完成了多條管道的轉(zhuǎn)點坐標(biāo)測量和輪南“輪一聯(lián)—LN12”地區(qū)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，在短短的兩個月的時間內(nèi)，利用GPS技術(shù)不僅施測了管道轉(zhuǎn)點坐標(biāo)，而且采用實時動態(tài)定位（RTK）技術(shù)實現(xiàn)了1200km的管線縱斷面測量和部分站場、穿跨越地形測量，創(chuàng)下了管道測量史無前例的記錄，為整個工程贏得了時間。

3、航空攝影及遙感技術(shù)
　　遙感技術(shù)（RS）已在長輸管道選線和大型廠礦選址階段應(yīng)用非常廣泛，作為非遙感技術(shù)專業(yè)的勘察單位能夠熟練應(yīng)用在工程中就達到目的，石油系統(tǒng)的勘察單位正在這方面積極探索，已具備了相當(dāng)?shù)膶嵙?，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(shè)周期短的制約，同時需要大量昂貴的設(shè)備和專業(yè)人材，所以該技術(shù)的應(yīng)用遠遠地落后于國內(nèi)鐵路、公路的應(yīng)用。在這方面的應(yīng)用目前只能委托給其他單位進行。國內(nèi)這方面的技術(shù)是成熟的，但石油系統(tǒng)獨立完成的應(yīng)用不多。
　　三、國外長輸管道勘測技術(shù)狀況
　　當(dāng)今油氣管道項目的勘察和規(guī)劃設(shè)計中，運用全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)將成為規(guī)范化的措施。在宏觀經(jīng)濟、資源評價、全球區(qū)域環(huán)境研究等領(lǐng)域采用GPS/GIS/RS已成為常規(guī)。最近許多油氣勘探的成功事例，就是GPS/GIS/RS信息技術(shù)進行資源管理和地質(zhì)評價的結(jié)果。
　　航空攝影測量目前正在向數(shù)字化發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z影測量是世界研究的重點。該項技術(shù)的構(gòu)思是改變以往的膠片攝影為數(shù)字?jǐn)z影或使地面影象數(shù)字化，通過計算機工作站實現(xiàn)目前常規(guī)航空攝影測量所做的工作。
　　四、分析與結(jié)論
　　從勘察技術(shù)方法在長輸管道工程中的應(yīng)用情況看，國內(nèi)的長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(shè)計、施工、監(jiān)測緊密結(jié)合，而不是彼此機械分割；要求服務(wù)于工程建設(shè)的全過程，而不僅單純?yōu)樵O(shè)計服務(wù)，要求在獲取系統(tǒng)而準(zhǔn)確資料的基礎(chǔ)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(shè)計、施工、監(jiān)測、監(jiān)理崗位上工作。因而這種體制更貼近工程實際，更注重于解決工程問題。許多發(fā)達國家并不把工程勘察作為獨立的行業(yè)來對待，而是工程咨詢中巖土工程的一部分，所提供的服務(wù)包括地基、基礎(chǔ)方面的評估、設(shè)計、施工、檢測和監(jiān)理等內(nèi)容。若有機會和可能，應(yīng)選擇一些發(fā)達國家的同類公司進行考察，以獲得詳細的國外技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。
　　隨著測量技術(shù)和計算機科學(xué)的發(fā)展，國內(nèi)的長輸管道測量技術(shù)已有了大幅的提升和改進。但與國外相比，航空攝影及遙感技術(shù)在長輸管道測量中應(yīng)用還不夠成熟，缺乏GPS/GIS/RS（全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)）的綜合應(yīng)用。隨著經(jīng)濟發(fā)展，勞動力成本的提高，在長輸管道測量中引入國外先進技術(shù)，盡早建立長輸管道數(shù)字化系統(tǒng)就顯得尤為重要。
　　只有充分了解和掌握國內(nèi)外長輸管道勘察技術(shù)現(xiàn)狀，找出我國長輸管道勘察技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)，選定重點項目進行攻關(guān)和技術(shù)創(chuàng)新，才能實現(xiàn)我國長輸管道工程勘察技術(shù)進步，使我國長輸管道工程勘察技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。
　　參考文獻：
　　【1】郭書太，陳瑞良，長輸管道工程勘察技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略，大眾科技，2005，12
　　【2】董旭，管道勘察設(shè)計的管理創(chuàng)新與科技創(chuàng)新，管道發(fā)展論文集， 2004，8