国内外长输管道工程勘测技术现状研究

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论文关键词：长输管道 勘察 测量 技术
摘要：随着技术交流的发展，将先进技术引入我国长输管道工程勘测中是行业发展的必然需要。本文分别对国内工程地质勘察和测量在长输管道工程中的应用情况、国外长输管道勘察技术状况进行了深入分析。希望本文的研究能为我国长输管道工程勘测技术的发展起到借鉴作用。 　　
　　长输管道是是指产地、储存库、用户间的用于输送油、气介质的管道。管道运输与常规运输方式相比具有运输量大、运费低、自动化程度高、占地少、安全环保等优点，通过长距离、大管径的管道输送石油天然气已经成为一种通行的做法。
　　工程地质勘察的设备正向着运输和安装方便、钻进性能全面、钻进效率高方向发展，从国际到国内、从政府到企事业都在投入大量的资金和人力发展长输管道工程勘察技术。
　　一、国内工程地质勘察应用情况
　　1、工程钻探
　　我国上世纪七十年代采用了DPP－100型车装钻机。它是油压给进转盘式的车装钻机。该机全套设备都装在一部载重4吨的解放牌、东风牌汽车上，运输和安装比较方便，钻进性能全面，钻进效率高。为了满足设计和施工所需要的技术参数，除常规的工程钻探手段外，还要配合静力触探试验、动力触探试验、静力载荷试验等原位测试方法和手段。国内有多家专业工程钻机生产厂商，可以满足在任意地层条件下的钻探工作。大部分是油压给进转盘式钻机，包括车载和无动力小型钻机。欧洲常用的以链条为动力的小型钻机，我国并不多见。
　　2、取样和取土器
　　随着现代工业发展需要，工程钻探的工作量日益增加，钻孔深度不断增大。目前国内有成熟的取样器标准和规定，也由建设部指定生产厂商，但在实际勘察工作中，由于受到收费、工期以及工程项目操作不规范等多种因素的影响，大部分取样器采用的是敞口厚壁取土器，只能取到二级土样，在工程中借助经验提供土性指标。要想取到高质量的一级土样，目前不是技术问题，而是市场和管理问题。
　　3、静力触探试验
　　九十年代采用了国产新一代产品：LMC－C21D型静探微机，实现了静探微机化、自动化。采用不同的探头，可以获取锥尖阻力、侧壁摩擦阻力、孔隙水压力等力学指标。国内还有其他几个生产厂商，近几年还生产出了波速探头等新产品。此外原理相似的孔内静力试验装置，比如扁铲侧胀、旁压试验等都已经积累了足够的使用经验，设备和技术都是成熟的。
　　4、动力触探
　　圆锥动力触探试验：目前国内外所做的动力触探试验成果的应用基本上是建立在统计得出的相关关系上面，有时也用到经修正的理论计算结果，这些关系的应用都受到其统计数据范围和条件的限制。
　　二、国内工程测量应用情况
　　1、常规工程测量
　　常规的工程测量所使用的仪器由五十年代的光机型已转为电子型，在仪器更新换代的过渡阶段，光机型仪器还没有退出历史舞台，在一些工作中仍发挥着一定的作用，但更多的使用是“电磁波测距仪+经纬仪”及“全站仪”。
　　在管道中线和纵断面测量的数据采集过程中，普遍实现了计算机化，一般用PC—1500（或PC—E500）、电子手簿（数据采集器）进行半手工或自动数据记录采集，结束了历史上的人工记录。在地形图测绘上，普遍采用“全站仪”进行测量和记录，对各种地形要素的记录一般分为“无编码”和“编码”两种，最后成图一般均采用计算机自动制图方式。地图矢量化技术已于1997年得到应用，通过对小比例尺地形图或白纸图原图的扫描，最终实现了矢量化，使二维的白纸图可变成三维数字图，并可对图纸的伸缩和扫描造成的误差进行校准。
　　2、全球定位系统技术的应用
　　九十年代以来，GPS技术在管道测量中得到广泛的应用，该技术的应用不仅解决了因国家控制点被破坏而给坐标联测带来的困难，而且提高了测量精度和工作效率。目前GPS技术普遍应用在管道转点的坐标测量上。1990年12月管道勘察设计院首次引进WM101接收机标志着GPS技术在管道勘察中得到应用，先后完成了多条管道的转点坐标测量和轮南“轮一联—LN12”地区测图控制。1998年在苏丹穆格莱德石油发展项目的“黑格里格—苏丹港原油外输管道工程”的特定的地理环境中，在短短的两个月的时间内，利用GPS技术不仅施测了管道转点坐标，而且采用实时动态定位（RTK）技术实现了1200km的管线纵断面测量和部分站场、穿跨越地形测量，创下了管道测量史无前例的记录，为整个工程赢得了时间。

3、航空摄影及遥感技术
　　遥感技术（RS）已在长输管道选线和大型厂矿选址阶段应用非常广泛，作为非遥感技术专业的勘察单位能够熟练应用在工程中就达到目的，石油系统的勘察单位正在这方面积极探索，已具备了相当的实力，但距离工程需要还有一些差距。航空摄影测量（AS）技术由于受到工程建设周期短的制约，同时需要大量昂贵的设备和专业人材，所以该技术的应用远远地落后于国内铁路、公路的应用。在这方面的应用目前只能委托给其他单位进行。国内这方面的技术是成熟的，但石油系统独立完成的应用不多。
　　三、国外长输管道勘测技术状况
　　当今油气管道项目的勘察和规划设计中，运用全球定位系统、地理信息系统、遥感技术将成为规范化的措施。在宏观经济、资源评价、全球区域环境研究等领域采用GPS/GIS/RS已成为常规。最近许多油气勘探的成功事例，就是GPS/GIS/RS信息技术进行资源管理和地质评价的结果。
　　航空摄影测量目前正在向数字化发展，数字摄影测量是世界研究的重点。该项技术的构思是改变以往的胶片摄影为数字摄影或使地面影象数字化，通过计算机工作站实现目前常规航空摄影测量所做的工作。
　　四、分析与结论
　　从勘察技术方法在长输管道工程中的应用情况看，国内的长输管道勘察仍处于工程地质勘察层面，还不能达到岩土工程勘察要求的质量水平，与工程地质勘察相比，岩土工程勘察要求勘察与设计、施工、监测紧密结合，而不是彼此机械分割；要求服务于工程建设的全过程，而不仅单纯为设计服务，要求在获取系统而准确资料的基础上，对岩土工程方案深入论证。提出合理的具体的建议，而不是单纯的提供资料。一位岩土工程师，既能从事勘察，也能在岩土工程设计、施工、监测、监理岗位上工作。因而这种体制更贴近工程实际，更注重于解决工程问题。许多发达国家并不把工程勘察作为独立的行业来对待，而是工程咨询中岩土工程的一部分，所提供的服务包括地基、基础方面的评估、设计、施工、检测和监理等内容。若有机会和可能，应选择一些发达国家的同类公司进行考察，以获得详细的国外技术发展状况。
　　随着测量技术和计算机科学的发展，国内的长输管道测量技术已有了大幅的提升和改进。但与国外相比，航空摄影及遥感技术在长输管道测量中应用还不够成熟，缺乏GPS/GIS/RS（全球定位系统、地理信息系统、遥感技术）的综合应用。随着经济发展，劳动力成本的提高，在长输管道测量中引入国外先进技术，尽早建立长输管道数字化系统就显得尤为重要。
　　只有充分了解和掌握国内外长输管道勘察技术现状，找出我国长输管道勘察技术的薄弱环节，选定重点项目进行攻关和技术创新，才能实现我国长输管道工程勘察技术进步，使我国长输管道工程勘察技术处于世界领先地位。
　　参考文献：
　　【1】郭书太，陈瑞良，长输管道工程勘察技术创新战略，大众科技，2005，12
　　【2】董旭，管道勘察设计的管理创新与科技创新，管道发展论文集， 2004，8