海底管线在海底的稳定性分析.ppt

海底管线在海底的稳定性
影响海底管线稳定性的因素
在管线稳定性分析设计过程中需考虑以下因素:
1波浪和水流的作用对管线稳定性的影响;
2由于管线基床底部不平整,引起管线在水流作用
下的稳定性问题;
3管线地基稳定性引起的问题
4管线浸入海底时的负浮力和浮力对管线稳定性的
影响。
有时还要考虑流冰作用和地震的影响。
■,
或大于3040米水深时,因波浪作用力很
小,一般可不予考虑;
■但在浅水区(水深小于05倍波长)则必
须考虑波浪对管道作用的影响
■海流(包括潮流、风海流、波浪破碎产生
的沿岸流和离岸流)对管道的作用和影响
是不可忽视的。他们都是管线稳定性计算
中的水动力荷载。
由于管线基床底部不平整,引起管线在水
流作用下的稳定问题,一是当管线悬空时
防止卡尔曼涡旋振动与管线产生共振现象,
而引起管线失稳,另一是管线支墩地基基
础的稳定问题,管线从凹凸不平的海床上
通过时,将在管道中引起悬空和弯曲应力,
导致管线产生过大的应力集中而损坏
管线底面地基对管线稳定性的影响,主
要有三个方面:
■,地基
承载力影响的管线稳定性问题;

性问题;
、震陷、泥流、滑
动影响而产生稳定性问题。
在水流对管线地基的冲刷作用中,底流速的大
小是重要的水动力因素,而抵抗底流速冲刷的
是地基土本身的物理力学性质,特别是土的粒
度成分和粘聚力对不同类型土有不被冲刷的底
流速,称为“允许冲刷流速”,凡波浪、潮流
等因素引起的底流速小于地基土的允许冲刷流
速,则该地基土不会被冲刷,地基土就处于稳
定状态,反之就有可能引起地基土被冲刷,使
其处于不稳定状态。对有可能出现的不稳定情
况应该采取工程措施(更换地基土,加大颗粒
粒径或其他措施)来保证其稳定性。
管线埋置深度的确定归纳起来有两点考虑:
是安全性考虑(包括波浪、潮流作用下的稳定
和抛锚深度),
■二是施工方法考虑。
抛锚的深度与海底土质、锚的重量和类型及水深
有关。一般小型渔船、吨位较小的交通艇使用的
锚重量小,管线埋置深度在管顶以上15-
够,当管线穿越航道、码头前沿和锚泊区,管线
。
从施工方面考虑管沟能不能挖,主要决定
于土质的坚硬程度、水深大小和费用。坚
硬土层一般挖泥设备无法开挖,如用水下
爆破或潜水员挖沟则费工又费时,另外挖
泥船工作水深也有限制,国内一般挖泥船
工作水深只有10-20m,只有大型抓斗式挖
泥船的抓泥深度才能达到50m。
海底管线在于有穿越岩礁地段或对某些管段需控
制在某一合适的坡度时,宜采用管线墩座间隔地
架空海底管线。对岩礁地段墩座的地基基础稳定
问题一般不大,但对非岩石地基则应对墩座基础
稳定性给予适当重视,对此应着重考虑以下几个
问题
;
;
;
;
。
海底管线路由条件的评价
■
详细说明路由区的地形、地貌、地质构造背
景、海底状况、底质及其土工性质等工程地质条
件,特别要注意路由是否避开了不良工程地质现
象(如冲刷沟、浅层气、海底塌陷、滑坡、泥流
岩礁、古河谷、活动沙波、泥丘、盐丘、软土夹
层等)尤其是对那些无法回避的影响管线稳定性
的灾害底质现象更应详细的分类描述,并指出对
管线铺设可能带来的影响和应采取的工程措施。