新型穿航道海底管道防錨保護方案試驗及應用

余志兵， 何 寧， 潘悅然， 黃 鈺， 馬坤明

(海洋石油工程股份有限公司， 天津 300452)

0 引 言

跨航道海底管道通常采用在管道上方進行拋石或覆蓋水泥壓塊等保護方式以防止過往船舶落錨風險[1-3]。國內不少學者[4-6]針對管道的機械保護方式開展大量的數值分析和試驗研究。拋石防護是目前工程較常用的解決方案，但是若采用該方法則海上施工費用較高，而且拋石量過大不利于滿足后期通航要求提高后對航道進一步開挖加深的需求。傳統(tǒng)的水泥壓塊因整體缺乏柔韌性，在安裝過程中易造成管道損傷，同時水泥壓塊因其離散式結構對船錨沖擊能量的吸收效果不明顯，且如果用于防護處于較大懸空的海底管道，則容易造成管道過載而失效。

近年來，一種柔性防護墊開始大量應用于海洋工程。該防護墊由瀝青混合料、碎石和鋼絲骨架等構成，為一種新型海底管道抗應力沖擊及壓載材料，具有柔性、抗撞擊性和抗壓性等特點。該柔性防護墊如圖1所示。作為海底管道的力學保護層，柔性防護墊可減小管道上層的碎石回填厚度，能夠達到長期有效防護的目的，而且可滿足航道疏浚要求并減少施工費用[7]。

圖1 柔性防護墊

本文針對渤海某項目一條穿越航道雙層保溫海底管道，開展落錨物理模型試驗，研究海底管道在拋石保護、柔性防護墊保護及兩者組合保護等多種保護形式下的受力行為，以此獲得拋錨條件下管道承受的局部軸力和彎矩，并依據設計規(guī)范對管道強度進行評估。……