【正文】 0萬 m3/d。隨著永唐秦天然氣的進(jìn)入，上述問題將得到全面的解決。唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 3管道走向：該項(xiàng)目起點(diǎn)為唐山市天然氣有限公司開平區(qū)門站（開平區(qū)小戴莊南側(cè)） ，沿著唐山市東外環(huán)路的東側(cè)邊溝至新華東道。根據(jù)前期調(diào)研，開平區(qū) 2022年 ~2022年天然氣利用規(guī)模如下表：開平區(qū) 2022年 ~2022年天然氣需求預(yù)測表近期（2022 ~2022年） 遠(yuǎn)期（2022 ~2022年）用戶名稱萬立方米/日 萬立方米/年 萬立方米/日 萬立方米/年唐山市科凌天然氣技術(shù)有限公司10 3600 7128唐山市燃?xì)饧瘓F(tuán) 40 1440 60 21600根據(jù)以上數(shù)據(jù)在考慮冬季用氣高峰適當(dāng)余量的前提下，整體輸氣能力為 100萬立方米/日。建設(shè)一條管徑為 DN500，設(shè)計(jì)壓力 ，建在唐山市東外環(huán)東側(cè)邊溝內(nèi)。唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 4唐山市地處東經(jīng) 118176。11′，北緯 39176。38′，北靠燕山，南臨渤海，西與京、津相臨。下轄 2市、6 縣、6 區(qū)和 4個(gè)開發(fā)區(qū)、1 個(gè)管理區(qū)，總面積 13472平方公里，總?cè)丝?。2022年，唐山市全部財(cái)政收入完成 413億元，同比增長 %，占全省財(cái)政收入五分之一強(qiáng)，總量繼續(xù)位居全省首位。⑴氣候條件唐山屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和，全年日照 2600~2900小時(shí)，年平均氣溫 ℃，極端氣溫最高 ℃，℃。無霜期180~190天，常年降水 500~700毫米，降霜日數(shù)年平均 10天左右。境內(nèi)風(fēng)向變化有明顯的季節(jié)性，冬季多為西風(fēng)和西北風(fēng)，春季以偏東風(fēng)為主，夏季多西南風(fēng)和東南風(fēng)，秋季以偏西風(fēng)為主。全年最多風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，風(fēng)速平均 。⑵地表水境內(nèi)共有陡河、石榴河、青龍河 3條主要河流流過，過境河段總長49公里。項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)需通過陡河。⑶地下水由于因地質(zhì)構(gòu)造影響，境內(nèi)基巖以寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)的石灰?guī)r為主，巖面凹凸，有裂隙和溶洞，巖層中儲藏地下水。境內(nèi)地下水總儲量 億立方米，其中降水滲入水量平水年為 。⑷地形地貌特征唐山市位于燕山沉陷帶，北部地勢崛起，構(gòu)造為東西向。沿構(gòu)造方唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 5向有褶皺與斷層發(fā)育，即陡河斷層和碑子院斷層。是由第四系間歇繼承式的新構(gòu)造運(yùn)動和第四系松散沉積物覆蓋而形成的現(xiàn)在地貌。本區(qū)屬冀東灤河（近期陡河）洪沖擊扇堆積而稱的山麓平原中部，總的趨勢是北高南低，中部隆起，形成東西兩個(gè)低平。主要分為山麓平原，沖擊平原、丘陵、人工地貌（塌陷洼地）四種，形成北部丘陵，中部平原，南部洼地的格局。北部丘陵占總面積的 13%，中部平原占 69%，南部洼地占18%。另有溝、谷、河、塘、塌陷坑等復(fù)雜地貌。⑸工程地質(zhì)項(xiàng)目所在地區(qū)，地面標(biāo)高變化在 ，地勢西高東低，根據(jù)現(xiàn)場踏勘及調(diào)查，場地內(nèi)地表覆土層是粉質(zhì)粘土層，其厚度為 10m左右。工程地質(zhì)及水文地質(zhì)有待進(jìn)一步查明。⑹交通條件唐山市地處京、津、唐三角地帶，京沈、京秦兩條鐵路橫穿全境，其公路布局與京津兩大直轄市的公路布局和國道主干線布局聯(lián)系較為緊密。三條國道和八條省道以及多條縣道把全市連在一起，基本上形成了以市區(qū)為中心向外輻射，兩縱（即 112國道宣唐線和省道平青大線）兩橫（即 205國道山廣線和 102國道京哈線）呈井字形的公路布局。物料供應(yīng)：唐山市是我國重要的建筑材料生產(chǎn)基地，本項(xiàng)目建設(shè)所需鋼材、水泥等主要建筑材料均可在當(dāng)?shù)刭徺I。（一）輸氣工藝開平區(qū)門站出口壓力 ，次高壓天然氣通過本項(xiàng)目天然氣管道經(jīng)計(jì)量后可分別進(jìn)入唐山市燃?xì)饧瘓F(tuán)次高壓天然氣環(huán)狀管網(wǎng)及唐山市科凌天然氣技術(shù)有限公司城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)。為此，應(yīng)建立主要燃?xì)庠O(shè)施有： （1）DN500 天然氣輸氣管線一條，長 10公里；唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 6（2）閥門井 6座（3）計(jì)量裝置 2套（二）輸氣管線設(shè)計(jì)方案及線路穿、跨越概況（1）輸氣干線設(shè)計(jì)原則1）輸氣干線路由需符合城市總體規(guī)劃要求，需考慮沿線道路的拓寬及城市發(fā)展等因素。2）線路走向應(yīng)根據(jù)地形、工程地質(zhì)、沿線主要進(jìn)氣、供氣點(diǎn)的地理位置以及交通運(yùn)輸、動力等條件，經(jīng)多方案對比后，確定最優(yōu)線路。3）管線設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵守國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程。4）大中型河流穿（跨）越工程位置的選擇，應(yīng)符合線路總走向。局部走向應(yīng)根據(jù)大、中型穿（跨）越工程的位置，進(jìn)行調(diào)整。5）宜避開多年生長經(jīng)濟(jì)作物區(qū)域和重要的農(nóng)田基本建設(shè)設(shè)施。6）在符合國家有關(guān)規(guī)范、保證安全運(yùn)行的前提下，管線設(shè)計(jì)要做到方便施工、方便管理。（2）路由為保證管線運(yùn)行安全及減小管線對周邊生產(chǎn)、生活設(shè)施造成安全威脅，高壓管線以遠(yuǎn)離主要道路、沿民用地敷設(shè)為宜。對于需穿越高速公路、鐵路等特殊地段，制定具體敷設(shè)方案，避免對公路、鐵路造成破壞。（3）線路穿、跨越概況 類別數(shù)量 河流 鐵路 道路單位（條） 1 2 162輸氣管線壓力等級及管材唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 7確定輸氣管道的壓力等級，是進(jìn)行管道規(guī)格及管材選擇等的重要依據(jù)。由于本項(xiàng)目輸氣量大，輸送距離長，決定采用次高壓輸送方式輸送天然氣。采用次高壓輸送缺點(diǎn)是對路由要求較高，同時(shí)管道壁厚將加厚。但采用高壓輸送方案時(shí)，管道長距離輸送能力大，便于氣量調(diào)節(jié)。綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全和用戶發(fā)展等因素，本項(xiàng)目采用次高壓 B輸送方案，即設(shè)計(jì)壓力為 。3輸氣管線管徑(1)高壓、次高壓管道管徑的計(jì)算采用《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》GB500282022推薦水力計(jì)算公式。具體為：（P 12P22）/L=10 9(K/d+dυ/Q)Q2/d5ρT/T0(2)管徑計(jì)算：當(dāng)終點(diǎn)壓力按 ，經(jīng)計(jì)算，選擇管線管徑為 DN500當(dāng)終點(diǎn)壓力按 ，經(jīng)計(jì)算，選擇管線管徑為 DN350經(jīng)綜合比較，選取管線管徑 DN500。4管道建設(shè)一覽表管線建設(shè)表序號 管道名稱 管道規(guī)格管道長度（公里）設(shè)計(jì)壓力 Mpa1開平區(qū)門站 ~開平區(qū)新華東道 DN500 10 合計(jì) 105最大輸氣量的計(jì)算經(jīng)計(jì)算 DN500，起點(diǎn)壓力 、終點(diǎn)壓力 ，管道最大輸氣能力 100萬方/天。 唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 86 管材及壁厚（1）管材根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》50028－2022 規(guī)定，對高壓、次高壓類燃?xì)夤艿?，其選用鋼材應(yīng)符合《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第 1部分：A 級鋼管》GB/ 和《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第 2部分：B 級鋼管》GB/ 及《輸送流體用無縫鋼管》GB/T8163的材質(zhì)要求。在本工程中，對于設(shè)計(jì)壓力 ，由于設(shè)計(jì)和運(yùn)行壓力較高，且為輸氣主干管，選用《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第 2部分：B 級鋼管》GB/ 中鋼管。GB/、直縫埋弧焊和螺旋埋弧焊鋼管等管材。螺旋焊縫鋼管采用鋼帶經(jīng)螺旋卷制焊接成形，與直縫管相比，鋼管的直徑和長度容易調(diào)整，可以用較小的鋼帶卷制較大的管徑。就鋼管的主應(yīng)力來說，螺旋焊縫方向與帶鋼軋制方向一致，受力比直縫管有利。但螺旋管焊縫比直縫管焊縫長，對管道防腐不利，不過隨著防腐技術(shù)的提高，這個(gè)問題已經(jīng)得到解決。因此，螺旋焊縫鋼管和直縫鋼管都可以選擇。考慮造價(jià)因素，本方案選擇螺旋焊縫鋼管。對于設(shè)計(jì)壓力 ，可選用鋼級為 L245或 L290的管材。（2）管道壁厚的選擇1)鋼管壁厚計(jì)算公式 δ＝ φF2PDs?式中：δ——直管段鋼管計(jì)算壁厚(mm)；P——設(shè)計(jì)內(nèi)壓力(MPa)；D——鋼管外直徑(mm)；σ S——鋼管最低屈服強(qiáng)度(MPa)；唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 9F——強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)；Ф——焊縫系數(shù)，本工程取 1。2)壁厚計(jì)算設(shè)計(jì)壓力為 ，采用 L245管材，所經(jīng)地區(qū)按四級地區(qū)考慮。則 P=，σS=245，F(xiàn)=，Ф=1；求得壁厚 δ＝，根據(jù)鋼質(zhì)燃?xì)夤艿雷钚」Q壁厚及管道腐蝕余量向上選取 δ＝8mm；3)管道規(guī)格綜上所述，管道規(guī)格為：選取按 GB/、鋼級為 L245的 φ508x8 螺旋焊縫鋼管。7 管道強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核(1)強(qiáng)度校核在埋地直管段中可產(chǎn)生因泊松效應(yīng)應(yīng)力，溫度應(yīng)力以及由內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向力引起的軸向應(yīng)力，必須進(jìn)行當(dāng)量應(yīng)力校核，受約束的埋地直管段軸向應(yīng)力計(jì)算和當(dāng)量應(yīng)力校核。按《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50251—2022 中的公式計(jì)算。由內(nèi)壓和溫度引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算： σa=μ σh+E*a*(t1t2) σh=Pd/2δn式中： σa——管道的軸向應(yīng)力，拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)(MPa)； u——泊桑比；取 σh——由內(nèi)壓產(chǎn)生的管道環(huán)向應(yīng)力(MPa)； P——管道設(shè)計(jì)內(nèi)壓力(MPa)； d——管子內(nèi)徑(m)；δn——管子公稱壁厚(m)； E——鋼材彈性摸量(MPa)；10 5α——鋼材的線膨脹系數(shù)(℃1)；10 5唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 10 tl——管道安裝閉合時(shí)的大氣溫度(℃)；5℃ t2——管道內(nèi)被輸送氣體溫度(℃)。22℃受約束管段，按最大剪應(yīng)力破壞理論計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力，并應(yīng)符合下列表達(dá)式的要求： σe=σh－σa σs式中：σe——當(dāng)量應(yīng)力(MPa)；σs——鋼管的最低屈服強(qiáng)度(MPa)；對一種規(guī)格的鋼管，只需要對最小的壁厚進(jìn)行穩(wěn)定性校核即可。計(jì)算結(jié)果見下表。軸向應(yīng)力計(jì)算和當(dāng)量應(yīng)力校核結(jié)果管外徑 mm 壁厚 mm 設(shè)計(jì)壓力 MPa σ s σ h σ a σ e s508 8 245 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，σe。當(dāng)管道輸氣溫度不高于 76℃，安裝閉合時(shí)的大氣溫度不低于 5℃時(shí)，所選管材符合當(dāng)量應(yīng)力的要求。(2)管道穩(wěn)定性校核 徑向穩(wěn)定性校核應(yīng)符合下列表達(dá)式要求： ?????W=W1+W2 3nI??式中 ——鋼管水平方向最大變形量，m；??唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 11 D——鋼管外徑，m； Dm——鋼管平均直徑，m。 W——作用在單位管長上的總豎向荷載，N/m； W1——單位管長豎向永久荷載，N/m；（土壤密度取） W2——地面可變荷載傳遞到管道上的荷載，N/m； Z——鋼管變形滯后系數(shù)，宜取 ； K——基床系數(shù)取 ； E——鋼材彈性模量，N/m 2； I——單位管長截面慣性矩，m 4/m； σn——鋼管公稱壁厚，m； Es——土壤變形模量取 MN/m2。經(jīng)計(jì)算，管頂覆土厚度不小于 ， 不大于 。因此，??管道徑向是穩(wěn)定的。8管道抗震校核為了保證管道安全，根據(jù)《輸油(氣)鋼質(zhì)管道抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》SY T0450—2022的要求，對位于設(shè)計(jì)地震動峰值加速度大于或等于 區(qū)的管道，應(yīng)進(jìn)行抗拉伸和抗壓縮校核。對于本工程場地地面下 20m深度內(nèi)土層的等效剪切波速為 140～250m/s 之間。剪切波速按 140m/s 取。對管段進(jìn)行地震振動抗拉伸和抗壓縮的校核：本工程沿線管道采用符合 GB／《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第 2部分：B 級鋼管》的規(guī)定，主管材選用螺旋縫埋弧焊鋼管和直焊縫埋弧焊管，彎管選用直焊縫埋弧焊鋼管。埋地管道抗振動的軸向容許應(yīng)變：容許拉伸應(yīng)變[εt]v 按下表選?。豪鞆?qiáng)度極限 σ b（MPa） 容許拉伸應(yīng)變[εt]v唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 12σ b552 ％552≤σ b＜793 ％793≤σ b≤896 ％本工程沿線主材選用 L245級鋼的抗拉強(qiáng)度是 415 MPa，所以容許拉伸應(yīng)變 [εt]v ＝%容許壓縮應(yīng)變 [εc]v ，可按下式計(jì)算 [εc]v＝ Dh?＝*8/508＝％：管子壁厚?Dh：管道外徑地震波引起的管道應(yīng)變的計(jì)算：地下直埋焊接鋼管直線管段在地震波作用下所產(chǎn)生的最大軸向應(yīng)變可按下式計(jì)算： εmax＝177。 2c?εmax：地震波引起的最大管道軸向應(yīng)變，計(jì)算中不考慮管道與土壤之間的滑移ν：最大地面速度，按下表取值(m/s) c：波的傳播速度，取場地剪切波速(m/s)140 m/s。管道場地土在不同設(shè)防烈度下的地面水平速度值：設(shè)防烈度（度） 7 8 9地面水平速度（m/s） 本工程地震設(shè)防烈度 8度，故 ν＝ m/s。唐山市開平區(qū)眾成工程咨詢有限公司 13εmax＝177。 ＝177。％?操作條件下管道的軸向應(yīng)變： ε＝ E?Ε：鋼材的彈性模量(MPa),本項(xiàng)目 L245管材的彈性模量 E取*105MPa；σ ：被土壤摩擦力嵌固的管段在操作條件下的應(yīng)力(MPa)；按GB50251 由內(nèi)壓和溫度引起的軸向應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算：σ＝μσh+Εα(t1t2) 式中μ：泊桑比，取 ；σh：由內(nèi)壓產(chǎn)生的管道環(huán)向應(yīng)力(MPa)；Ε：鋼材的彈性模量(MPa)；α：鋼材的線膨脹系數(shù)(℃ ) α = x 10 6；t1：管道下溝回填時(shí)溫度(℃) 25；t2：管道工作溫度(℃) 10 。管道下溝回填時(shí)溫度取 25℃，管道工作溫度 10℃。σ＝*+*10 5* x 106（2510）＝因此可求得 ε： ε＝