【摘要】：雙蘭線(xiàn)原油成品油管道是我國(guó)西部開(kāi)發(fā)的重要工程之一,具有十分重要的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略地位。由于管線(xiàn)跨越地段大,各種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育頻繁,尤其在每年夏季汛期內(nèi)管道沿線(xiàn)多發(fā)水毀等自然災(zāi)害,對(duì)管道的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅。因此,有必要對(duì)水毀災(zāi)害的原因進(jìn)行分析,并對(duì)管道水工保護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)展優(yōu)化設(shè)計(jì)和適宜性分析。為了達(dá)到這一目標(biāo),本文主要做了以下工作:(1)對(duì)雙蘭線(xiàn)2016年管道水毀情況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,結(jié)果發(fā)現(xiàn)15處水毀點(diǎn)中有11處屬于河溝道水毀類(lèi)型,1處坡面水毀,3處臺(tái)田地水毀。將占比最多的河溝道水毀作為主要勘查對(duì)象,選取其中具有代表性的大沙河穿越段作為勘查重點(diǎn),取得了該管段管道水工保護(hù)結(jié)構(gòu)——地下防沖墻的設(shè)計(jì)參數(shù)和大沙河流域的水文資料,通過(guò)取得的水文資料計(jì)算出了該穿越斷面的洪峰流量和水位,并根據(jù)水工保護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞情況做了初步的原因分析。(2)建立了水毀發(fā)生工況時(shí)的直頂?shù)叵路罌_墻結(jié)構(gòu)模型,利用VOF模型在Fluent中對(duì)墻體周?chē)鲌?chǎng)進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明由于該墻體與水流結(jié)構(gòu)貼合度不高,導(dǎo)致了墻體的三個(gè)面上都有流線(xiàn)分離的情況存在,這是造成局部沖刷的主要原因。(3)針對(duì)水毀原因,提出了具有正態(tài)分布曲線(xiàn)特點(diǎn)的曲頂防沖墻設(shè)計(jì),并通過(guò)Matlab和solidworks建立了兩種不同厚度的直頂墻和曲頂墻幾何模型,利用數(shù)值模擬的方法對(duì)比分析了4種墻體的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、湍動(dòng)能和床面剪切力,其中曲頂墻因其獨(dú)特的流線(xiàn)型設(shè)計(jì),能較好改善水流結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)直頂墻加厚處理后由于主流區(qū)被抬高,水流勢(shì)能增加造成床面速度和剪切力均上升,床面更易被沖刷;而加厚后的曲頂墻設(shè)計(jì)由于更加貼合自然水流形態(tài),幾乎消除了翻越點(diǎn)對(duì)水流的抬高作用,其床面最大回流速度僅為原先設(shè)計(jì)的68%。最大剪切力下降了 33%,較大剪切力區(qū)面積下降了 77.5%,證明了該設(shè)計(jì)能有效減輕局部沖刷,延長(zhǎng)防沖墻的使用壽命。(4)針對(duì)雙蘭線(xiàn)管道另一種水工保護(hù)結(jié)構(gòu)——石籠進(jìn)行了形狀設(shè)計(jì),分析了正四邊形、正三角形和半圓形三種不同形狀石籠在淹沒(méi)流場(chǎng)中的防沖刷表現(xiàn)。經(jīng)過(guò)流速、壓力、湍動(dòng)能、床面剪切力分析及阻力計(jì)算,發(fā)現(xiàn)半圓形設(shè)計(jì)的石籠可以有效減小水流曳力,防止在水流的沖擊力下傾覆或斷裂,同時(shí)半圓形設(shè)計(jì)還具有保護(hù)周?chē)裁娌槐凰鳑_刷的作用。(5)總結(jié)了雙蘭線(xiàn)水工保護(hù)結(jié)構(gòu)被破壞的主要原因有自然因素和人為因素兩個(gè)方面,結(jié)合前幾章仿真分析并針對(duì)水毀原因,提出了關(guān)于地下防沖墻、鋼筋石籠和護(hù)坡(岸)的優(yōu)化意見(jiàn)并繪制了設(shè)計(jì)圖紙,同時(shí)對(duì)上述優(yōu)化內(nèi)容及其他常用水工保護(hù)結(jié)構(gòu)的適用條件作了總結(jié)。
【圖文】：

永登成品油支線(xiàn)24#+500坡面水毀

圖２－２永登成品油支線(xiàn)２３＃＋４５０ｍ河溝道水毀逡逑圖２－２是永登成品油支線(xiàn)２３＃＋４５０ｍ河溝道水毀，水毀前修筑的漿砌石護(hù)坡己部分逡逑１０逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TE973

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2598307