多年冻土区输油管道-管周冻土热力相互作用研究进展

王飞, 李国玉, 马巍

Progress in the research on the thermo-mechanical interaction between oil pipeline and permafrost in cold regions

Fei WANG, Guoyu LI, Wei MA

表1 冻土区典型输油管道工程

Table 1 Summary of the oil pipelines in permafrost regions according to the published literature

管道名称	国家	路线	建设年份	长度/km	管径/mm	埋设方式/ 埋深/m	油温/℃	日输量/m³	主要冻害及防治措施
Canol	加拿大	诺曼井— 怀特霍斯	1943—1944年	960	100	地表敷设	—	175	季节冻融，多次出现管道破裂和原油泄漏；无防治措施
Norman Wells	加拿大	诺曼井— 咱马湖	1980—1985年	869	328	沟埋敷设/ 1.1~1.2	-1~6	5 000	冻胀、融沉、管沟积水、坡面侵蚀、水土流失等；冬季施工、环境油温、斜坡木屑保温、增加壁厚等
Trans Alaska	美国	普拉德霍湾—瓦尔迪斯	1974—1977年	1 287	1 220	地表架空沟埋敷设/ 0.4~4.0	38~63	1.1×10⁵ ~ 3.3×10⁵	埋地管段显著融沉，出现管道破裂和原油泄漏；热管+桩基组合的地表架空方式穿越融化不稳定多年冻土区，Z形敷设、管道保温、重铺等
格拉	中国	格尔木—拉萨	1972—1977年	1 076	159	沟埋敷设/ 1.2~1.4	-5~9	850	冻胀、融沉、冰堵、冻胀丘、冰椎等，造成至少30次泄漏及4次破裂； 337 km左右的管段进行改线重铺
ESPO	俄罗斯	泰舍特— 科沃罗季诺—科济米诺	2006—2009年（一期） 2010—2012年（二期）	4 756	1 067 1 220	沟埋敷设/ 2.0 m左右	15~32^*	1.0×10⁵ （一期） 1.7×10⁵ （二期）	融沉、管沟积水、热喀斯特，导致管道直接漂浮于地表，进一步遭受季节冻融的强烈影响；铺设保温层、安装埋地管道悬挂系统及土体地温冷却装置（热管等）、开挖重铺、加载混凝土块等
CRCOP	中国	斯科沃罗季诺—大庆	2009—2010年（I线） 2016—2017年（II线）	1 030	813	沟埋敷设/（1.6~2.0 m，局部地段高达4.0 m）	0.4~24.6	5.0×10⁵ （一期） 5.0×10⁵ （二期）	高温高含冰量管段显著融沉，管沟地表沉降显著且伴有纵向裂缝、管沟上方大量积水，水土流失造成警示带，甚至管道出露地表；其他冻害如冻胀丘、冰椎等在管道沿线广泛分布；冻胀非敏感性土换填、管道保温、热管、通风管等技术