1、液化天然气LNG项目海底管道工程项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月液化天然气LNG项目海底管道工程项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月134可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日目 录1概述51.1项目概况51.2前期预可研阶段路由比选简介81.3编制依据191.4执行标准、规范201.5海底管道设计2、结论综述212海底管道路由选择及地质、地貌252.1海底管道路由选择252.2交越海底光缆和电缆布置312.3入海点海域地貌342.4登陆点海域地貌382.5海底管道路由海域地貌42图2.5-2海底管道路由布置图462.6海底面状况472.7浅地层特征472.8不良地质和障碍物472.9海域演变482.10海底冲淤变化和原因502.11xx北深沟的发育和变化522.12海床演变、海底冲淤变化对海管稳定性影响543基础数据563.1工艺基础数据563.2海底管道设计寿命583.3水文气象、工程地质数据583.4防腐设计基础数据704海底管道结构设计754.1海底管道结构设计结果754.2海底管道3、壁厚和材质选择764.3座底稳定性设计794.4在位强度分析824.5海底管道安装分析885海底管道防腐设计945.1海底管道外防腐涂层955.2海底管道阴极保护985.4陆/岛、海管道交界处的绝缘1006海底管道交越海底光缆和电缆专题研究1007海底管道安装铺设方法专题研究1037.1海底管道铺设顺序1057.2铺设方法1077.3挖沟埋设方法1077.4海底管道惰化介质1078安全、环境保护1078.1安全分析1078.2安全防范措施1098.3环境保护1108.4施工对环境的影响1119海底管道工程项目进度计划11110施工组织11311海底管道工程费用估算（加上阻流器3000万元人民币4、费用）11511.1费用估算说明11511.2费用估算基础11611.3费用估算表11612问题与建议11912.1问题11912.2建议12113附录1221 概述1.1 项目概况xx液化天然气有限责任公司（下称：业主）依托上海xx深水港的开发建设，拟建造xx液化天然气（LNG）项目，该项目主要由LNG专用码头、LNG接收站和海底输气干线三部分组成。经过前期预可研cc比选，业主拟定：LNG码头和接收站建在xx深水港区的xx，然后通过海底输气管道在上海杭州湾北岸南汇嘴处登陆，再通过陆地输气管道将气送往杭州湾北岸奉贤区奉新与城市管网相连。目前业主拟定建设规模为：一期300万吨/年，二期600万吨5、/年。此项目将有利于改变上海市的能源结构和环境质量，有着重要的社会经济意义。在综合评估前期预可研“海底管道预选路由桌面研究报告”（2004年9月由上海xx工程勘察设计研究院完成，下称：“桌面研究报告”）中推荐的八个路由后，20xx年1月初业主拟定工程可行性研究阶段，海底管道预选路由为“桌面研究报告”中的“东方案”，即：由xx北侧下海，向东北方向绕过xx岛浅滩，转向西北，至南汇咀登陆，路由区主要关键点坐标见表1.1-1。中方案B为备选路由。表1.1-1海底管道预选路由关键点坐标坐 标 点坐 标 值 （WGS-84）东 北 登陆点AC112154.9523051.633路由拐点AC212204.26、503044.405路由拐点AC312207.0603036.938入海点AC412206.3393036.39720xx年4月8日，业主就表1-1中的预选路由约36km海底管道与海洋石油工程股份有限公司签订了合同，委托海洋石油工程股份有限公司基于上海xx院提供的海底管道界面工艺参数和管径、进行海底管道结构、防腐工程可行性研究设计，并在此阶段完成海底管道跨越海底光缆和电缆、海底管道安装铺设方法两项专题研究。与此同时，业主委托上海xx工程勘察设计研究院开始了海底管道路由勘察工作。20xx年5月11日，上海xx工程勘察设计研究院提供了xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告（送审稿），勘测7、结果显示，对于AC2至AC3段预选路由，在AC3北侧路由上存在出露基岩（R1），将影响海底管道运行和安装期安全，所以上海xx工程勘察设计研究院推荐海底管道路由关键点坐标调整为表1.1-2。表1.1-2海底管道推荐路由关键点坐标坐 标 点坐 标 值 （WGS-84）东 北 登陆点AC112154.952（41396307m）3051.633（3416017m）路由拐点AC212204.250（41411019m）3044.405（3402526m）路由拐点AC3*12206.983（41415273m）3036.956（3388727m）入海点AC412206.339（41414235m）3038、6.397（3387703m）经比较“桌面研究报告”中的预选路由和表1.1-2的推荐路由，我们认为该推荐路由更合理，并基于此开展了海底管道工程可行性研究阶段、合同界定工作范围内的全部工作。该推荐管道路由将交越中日光缆、xx上海（南线、北线）输电电缆、C2C 3A、C2C 3B、FLAG等4条国际光缆和2条电力电缆。具体管道路由见“图2.1-1海底管道路由图”和“图2.1-2光缆和电缆布置图”。本工程可行性研究报告，是根据海洋石油工程股份有限公司海底管道设计、安装、铺设经验和设备、机具、铺管船能力，从确保海底管道操作、施工安全性出发，以推荐路由为基础，通过对各种技术方案、安装/铺设方法进行比较，9、推荐适合本项目海底管道的技术方案、安装/铺设方法，并对推荐路由进行工程费用估算。1.2 前期预可研阶段路由比选简介1.2.1 路由比选结果前期预可研阶段,业主委托上海xx工程勘察设计研究院就海底管道路由预选下海点为崎岖列岛的xx山岛和xx岛北侧,预选登陆点为南汇咀、芦潮港东、临港电厂和大治河口，进行了八条路由的比选工作。经过认真比选,最终推荐”由xx北侧下海，向东北方向绕过xx岛浅滩，转向西北，至南汇咀登陆”即节中的东方案为预选路由；而中方案B即”在xx山南侧下海，转向西北，在xx大桥与芦潮港大xx海底通信电缆之间向北，至芦潮港东面约3km登陆”方案为备选路由。详细比选过程摘述如下。1.2.210、 xx河口登陆的预选路由方案比选该海底管道路由比选针对的预选下海点有两个：崎岖列岛的xx山岛和xx岛北侧；芦潮港附近预选登陆点有三个：南汇咀、芦潮港东和临港电厂；并形成五个预选路由方案（见表-1、图1-1）。xx山入海点暂时选择在该岛的南侧。理由如下：xx大桥自北而南登陆至该岛西部，再由西向东穿越xx山。如果LNG入海点选择在该岛北侧，则管道入海后无论是去芦潮港东还是去临港电厂登陆点，都必须交越xx大桥；而如果入海点选择在岛的南侧，则管道入海后，向西南绕行后就可以避免与大桥相交。根据工程海域主要的地质地貌和海洋开发活动特点，各方案路由的走向简要描述如下：（1）东方案：xx北侧下海，向东北方向绕11、过xx岛浅滩，转向西北，至南汇咀登陆点，交越中日光缆、xx上海输电电缆、C2C 3A、C2C 3B、FLAG等4条国际光缆和1条电力电缆。（2）中方案A：xx北侧下海，向东北方向绕过xx岛浅滩，在中日海底光缆南侧约1km转向西北，交越xx大桥后转向北偏西，交越中日海底光缆后，至芦潮港东登陆点。该方案如果在小戢山北面转向西北，除了上述与xx大桥交越外，与中日海底光缆先后交越两次，而路由长度及其它条件并未明显改善。（3）中方案B：xx山南侧下海，转向西北，在xx大桥与芦潮港大xx海底通信电缆之间向北，至芦潮港东面约3km登陆。（4）西方案A：xx北侧下海，向东北方向绕过xx岛浅滩，在中日海底光缆南12、侧约1km转向西北，交越xx大桥、芦潮港大xx海底通信电缆、芦潮港xx平湖油气田海底气管后，转向北偏西，至临港电厂登陆点。该方案如果在小戢山北面转向西北，除了上述与xx大桥、海底管线的三次交越外，还需与中日海底光缆交越两次，而路由长度及其它条件并未明显改善。（5）西方案B：xx山南侧下海，转向西北，交越芦潮港大xx海底通信电缆、芦潮港xx平湖油气田海底气管后转向北偏西，至临港电厂登陆点。表-1 上海LNG项目海底管道预选路由方案表入海点登陆点方案编号xx北侧南汇咀东方案芦潮港东中方案A临港电厂西方案Axx山芦潮港东中方案B临港电厂西方案B各方案路由条件比较如表-2所示。由表可见，各方案路由的海13、底地质、地形地貌条件无显著差异，现将主要的影响因素归纳简述如下：（1）东方案海底路由长度为37km，最短，居第一位。但需交越4条国际海底光缆和1条海底输电电缆。这些海缆的埋深较浅（约1.5m），LNG管道如直接从其上面跨越，管顶埋深将会很浅或出露海底；20世纪70年代中期至1997年，本方案路由区普遍以（微）冲刷作用为主，且潮流流速较大，与路由的交角也较大，一旦管道出露海底，潮流的冲击作用就会很大，危及管道安全。因此交越施工时需要对这些海缆进行深埋处理。管道登陆后需穿越临港新城区，至临港电厂陆上路由长度约16km。（2）中方案A海底路由长度40.5km，居第二位。但需交越xx大桥和中日海底光缆14、。据施工单位介绍，大型铺管船正常施工无法通过xx大桥（非通航孔），必须采用“近底拖管法”铺设，因受水深和潮流的限制，水面对接几乎不可能；而且今后大桥附近管道的检测、维护等也很困难；大桥附近海底产生强烈冲刷，管道的稳定性和安全存在隐患。因此，该方案应放弃。（3）中方案B本身的海底路由长度为27km，加上连接段海底路由17km，总长44 km，比东方案长7 km，居第三位。在登陆点南面13.5km（或更近）处与中日海底光缆交越，由于距岸较近，跨越施工相对比较方便。登陆点至临港电厂的陆上路由长度为6.3km。中方案B从xx入海点至xx山还可以派生出两种方案：中方案B2和中方案B3。中方案B2:从xx15、向西穿越xx港区陆上和颗珠门(水道)，到达xx山。此方案业主曾委托华东管道设计研究论证。路由方案分为12段，分别穿越不同的地形地貌，可见工程之复杂。xx至小xx主要沿港区北堤铺设，一是北堤既是港区重要的堤防，今后又是港区陆上重要的道路，风险很大；二是海堤尚在建设之中主。而且管道需穿越小xx与颗珠山之间的颗珠山门（水道），该水道宽1km余，深槽发育，水下地质地貌复杂，最大水深超过30m，潮流湍急。综合评价后，该方案予以否定。中方案B3：从xx南侧入海，向西北全程穿越xx深水港主港区水域，约10km后到达xx山。该方案安全隐患很大，既有港区船舶对管道安全的影响，也有管道对港区安全的影响，因此该方案16、也予以否定。（4）西方案A路由长度46.5km，居第四位。该方案需交越xx大桥、xx气管和一条国内通信电缆，交越条件比中方案A还差（增加了交越气管），与中方案A相同原因，该方案应放弃。（5）西方案B本身海底路由长度33.5km，加上连接段17km，总长50.5km，在诸方案中海底路由最长。该方案路由南部在xx气管KP21附近与之相交，此外还交越一条国内通信电缆。xx气管近年在KP17KP26段埋深接近海底面，多处暴露于海底，说明该海域近年冲刷为主，且冲刷量较大。LNG管道跨越xx气管后，埋深将会很浅或暴露在海底，安全运行有很大隐患，而且由于xx气管刚性，对其采取深埋等工程措施的风险极大。因此本17、方案也应该放弃。综合比较以上5个路由后，前期预可研阶段推荐东方案为预选路由；中方案B为备选路由。表-2 各方案路由条件综合比较一览表路由条件东方案中方案A中方案B西方案A西方案B路由长度（km）基本方案3740.527. 46.533.5连接段0017017总长3740.54446.550.5水深范围一般6.59m， 南部最深12m一般7.59m，南部最深12m一般7.59m，入海点最深13m基本同中方案A基本同中方案B海底地形地貌向南缓倾； 南部为潮流浅槽；入海点小滩地北部平坦， 南部为潮流浅槽平坦； 入海点潮流浅槽基本同中方案A基本同中方案B底质、浅地层粘土质粉砂为主粘土质粉砂为主，南部局18、部粉砂同东方案粘土质粉砂为主，南部局部粉砂基本同东方案入海点自然状态；基岩海岸，陡峭同东方案已人工开山； 陆上施工较方便同东方案同中方案B登陆点海堤，陆域平坦；需穿越临港新城78km海堤，陆域平坦； 临港新城西部，同中方案A同西方案B平坦，无重大开发活动海底稳定性（1970s1990s）北岸淤积强，其余微冲为主，年均约1cm。以微冲刷为主， 年均12cm。以微冲刷为主， 年均12cm。微冲为主，年均12cm北段和南段微冲，中段微冲或微淤。水文气象潮流强，潮流交角较大北段与潮流交角较大潮流较强，与潮流交角较大北段与潮流交角较大同中方案B交越大桥、海底管线环球光缆、C2C 3B、C2C 3A、xx19、上海输电电缆、中日光缆xx大桥、中日光缆北岸交越中日光缆xx大桥、xx气管、芦潮港大xx通信电缆xx气管、芦潮港大xx通信电缆1.2.3 在大治河口登陆的预选路由方案比选为更好地决策海底管道路由，预可研阶段业主又委托上海xx工程勘察设计研究院进行了xx大治河口海底管道路由桌面研究，为此上海xx工程勘察设计研究院针对在大治河口登陆又进行了东方案、中方案、西方案三条路由的比选。对于xx大治河口路由研究海域而言，铜沙沙咀应该是最重要的海底地貌单元，该沙咀面积大，水深浅，对路由条件的优劣有决定性的影响，因此有必要对铜沙沙咀的地形地貌作简要的描述。铜沙沙咀是指长江口南岸的傍岸浅滩，介于南汇东滩与长江口南20、槽之间，呈犁头形由南汇东滩向东伸展，是长江入海泥沙的重要堆积地，其范围可由5 m等深线圈定（图-1）。水深由岸边向海缓慢增加，平均坡度0.250.5。北自浦东国际机场附近起（约3109N，12152E），南至南汇咀，南北长32 km，最宽21 km，面积约420 km2。宽度由北向南增加较快：机场附近宽6 km，至大治河口北面3km时宽度达到10 km，大治河口南侧宽度最大，达到21 km；尔后宽度缓慢减小，直至南汇咀收缩并岸。铜沙沙咀由于水深浅，面积大，风大浪高，易发生沉船事故，其主体部分被海事部门列为禁航区（图1.2.3-1）。大治河口东方案中方案中方案xx大治河口捕捞区图-1 研究海域地21、理环境和路由方案示意图大治河是上海市东南部地区一条重要的运河，也是上海临港新城的北界（图-2），上游西接黄浦江，河口终止于七九塘闸门。向北14 km为浦东国际机场，向南15 km为南汇咀。2000年前后，在大治河口闸门外的南北两侧分别进行了南汇东滩一期和二期围堤促淤工程（海堤称为世纪塘）。两期围堤工程之间保留了狭窄的滩地，宽度约300 m， 实际上使河口向东延伸了4 km（闸门至0 m等深线的距离为4 km），0 m线外即为铜沙沙咀。本文的“大治河口登陆点”是指大治河口滩地0 m线位置。七九塘大治河闸门至0 m线距离4 km，视为塘内陆上路由。大治河口图-2 上海临港新城规划简图根据铜沙沙咀的22、形态，就预选的3条路由，即东方案、中方案和西方案（见图-1），比选结果如下：（1）东方案：路由从xx北侧入海，向东北方向延伸，经大戢山西侧约3 km处，在南槽出港航道灯浮西侧约2 km处进入南槽，约3km后转向西北（出港航道东北面约2 km），顺南槽水道上行约15 km，为西北东南走向，至大治河口东北面12 km处（即南槽出港航道灯浮A23东北面1 km）转向西南，穿越南槽水道1 km后再穿越铜沙沙咀11 km，至大治河口前沿滩地登陆。东方案路由长度为73 km。路由穿越铜沙沙咀长度为11 km，其中水深小于4 m的长度9.5 km，小于3 m的7 km，小于2 m的4.5 km。另外该方案在23、南槽水道内的长度为20 km，其中顺南槽水道（航道）延伸达15 km，安全存在很大隐患，因此东方案应予以放弃。（2）中方案：路由从xx北侧入海，向北延伸，经大戢山西侧5km处，到达铜沙沙咀东南翼，转为西北方向穿越该沙咀至大治河口。海底路由总长度为55 km，其中铜沙沙咀长度19 km，浅海长度36 km。中方案位于东方案之西，大部分相距小于4 km，最大相距11 km。中方案路由长度为55 km。路由穿越铜沙沙咀长度达19 km，其中水深水于4 m的长度为17 km，小于3 m的15 km，小于2 m的10 km，小于1 m的5 km。由于铺管船无法在铜沙沙咀作业施工，因此中方案予以放弃。（324、）西方案：路由从xx北侧入海，向西北延伸，经小戢山东北面3km处，至南汇咀，再沿临港新城海堤前沿滩地至大治河口。西方案路由长度48 km，其中滩地长度14 km，铜沙沙咀长度3 km，浅海长度37 km，其中在南汇东滩上的长度达到14 km。南汇东滩经过世纪塘的围堤工程后，高滩和中滩已被悉数围垦，目前滩地高程基本上都在0m线附近，加之本区潮差较大，若要实施西方案，则必须在世纪塘前沿修筑高围堰，形成陆地后才能进行LNG管道的铺设施工。如此一来，一是在临港新城前沿形成围堰，影响新城的规划和沿海景观；二是围堰工程的费用很大，且施工的可行性有待研究，三是与临港新城综合区的规划冲突。（4）根据规划，来自25、xx岛的液化天然气，目的地主要是芦潮港LNG发电厂（规划中），厂址位于芦潮港西面约3 km。因此管道在大治河口登陆后，还需要在陆上绕行约30 km，以避开临港新城，需要增加巨额陆上费用。 （5）综上所述，预可研阶段认为，xx大治河口路由方案的实施难度很大，建议原则上应予放弃并采用节推荐的路由方案。1.3 编制依据关于xx液化天然气（LNG）接收站和输气干线项目海底输气干线工程预可阶段基础资料(xx液化天然气项目筹建处 2003年5月9日)1) 上海LNG站线项目预可行性研究报告编制原则(xx液化天然气项目筹建处 2003年5月9日)2) 上海LNG站线项目预可研估算编制规定(xx液化天然气项目26、筹建处 2003年5月9日)3) 上海LNG站线项目海底输气干线工程预可行性研究报告(海洋石油工程股份有限公司设计公司2003年12月)4) 海底管道预选路由桌面研究报告（2004年9月由上海xx工程勘察设计研究院）5) 海底管道系统规范DNV19816) 石油管道标准 日本工业标准(JIS)19747) 管线钢管API SPECIFICTAION 5L-20008) 海底管道的坐底稳定性设计DNV RP E30519889) 输送液体管道系统ASME B31.41998版10) 气体传输管道系统ASME B31.81995版11) 铺设海底电缆管道管理规定中华人民共和国国家海洋局 1989年27、12) xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告（送审稿）上海xx工程勘察设计研究院20xx年4月13) xx液化天然气（LNG）海底管道路由工程岩土工程勘察报告中交第三航务工程勘察设计院勘察工程公司20xx年4月1.4 执行标准、规范1) 海底管道系统规范DNV19812) 石油管道标准 日本工业标准(JIS)19743) 管线钢管API SPECIFICTAION 5L-20004) 海底管道的坐底稳定性设计DNV RP E30519885) 输送液体管道系统ASME B31.41998版6) 气体传输管道系统ASME B31.81995版7) 输气管道工程设计规范(参照执行) G28、B50251-948) 石油生产中固定海上平台的腐蚀控制NACE RP 0176 20039) 海底管线牺牲阳极阴极保护DNV-RP-F103 200310) 管线现场接头涂层和管线涂层的现场修复DNV-RP-F102 200311) 腐蚀控制的工厂化管线外涂层DNV-RP-F106 200312) 阴极保护设计DNV RP B401 199313) 钢管溶结环氧外涂层CAN/CSA-Z245.20-02 200214) 钢管聚乙烯外涂层CAN/CSA-Z245.21-02 200215) 海上油（气）田建设安装工程定额中国海洋石油总公司2000年5月16) 海上油气田开发工程项目投资估算、概29、算编制指南中国海洋石油总公司企业标准1.5 海底管道设计结论综述根据业主与海洋石油工程股份有限公司签订的合同，整个输气管道工艺系统模拟计算、海底管道直径的确定不属于我们的工作范围，由上海xx院计算并提供。上海cc院基于二期600万吨/年输量、经过工艺模拟计算后，提供海底管道直径为36”（914.0mm），海底管道设计压力为9.2MPa、设计温度为-5。1.5.1 海底管道规格和材质根据上海xx院提供的界面设计参数，经海底管道运行、安装期稳定性、强度分析，本阶段在考虑： 3mm内腐蚀裕量； BH109铺管船易于施工、便于铺设； 尽量与陆地、岛上管道材质、壁厚一致，便于将来焊接、清管作业三个前提下30、，目前确定选用海底管道壁厚、材质如表-1所示，并推荐选用双面埋弧焊直缝焊管（UOE或JCOE）位置钢管防腐层(3层PE)*混凝土层外径(mm)壁厚(mm)等级API 5L PSL2厚度(mm)密度(kg/m3)厚度(mm)密度(kg/m3)1区管线914.022.2X702.694012029502区管线914.022.2X702.69401202950为确保铺设安装期间稳定性，全程海底管道外侧需要包覆密度为2950kg/m3、厚度为120mm的混凝土。1.5.2 海底管道稳定性上海xx工程勘察设计研究院20xx年8月8日补充报告中描（参见本报告2.12节）：“路由勘测和最近50年的海底地形研31、究表明，路由海域为长江泥沙的重要堆积地，海底地形平缓，冲淤变化幅度小，未发现大冲大淤的现象。1997年以前，海底地形比较稳定，其中前20年路由海区普遍淤积，最大厚度约1m，平均毎年5cm，其后的20年路由区冲淤相间，冲刷厚度平均毎年约2 3 cm，属于微冲刷。1997年以后，路由区及其附近海域兴建重大海岸海洋工程，如南汇咀世纪塘围海工程、xx深水港工程等，大规模采砂采泥和拦截长江泥沙，如2002年在南汇咀世纪塘外人工取土达5000万m3，破坏了路由海区的泥沙运移，加之长江入海泥沙减少，因此路由区海底冲刷变化相对较大，年平均冲刷厚度约2.513 cm，冲刷厚度与到北岸的距离有关，越近冲刷厚度越大32、，越远越小，这与北岸靠近长江口，受长江泥沙波动的影响较大有关。由此可见，长江泥沙减少和海洋海岸工程对路由北部的影响较大，而对远岸路由区的影响较小。随着时间推移，海底逐渐趋向新的动态平衡，冲刷作用逐渐减弱，局部淤积作用加强，例如近年登陆点海岸淤涨的幅度较大，0m线向外淤涨了约500m。根据近期路由区水深资料对比结果估计，今后路由海域的冲刷范围可能比以往有所扩大，但以微冲刷至基本平衡为主，幅度约25 cm，而北岸以微淤为主。南汇东滩的滩地已几乎悉数被世纪塘围尽，除路由登陆点附近外，滩地缺失，近期不可能再有大规模的围海促淤工程。长江入海泥沙减少，但目前平均毎年仍有约3亿吨泥沙入海，其中相当一部分扩散33、进入路由海区，根据前人研究成果粗略推算，路由区沉积速率当在毎年12 cm 左右，但不排除局部时段以微冲刷作用为主的可能性。1960年代的海图资料和1998年的工程水深测量资料对比表明，路由南部海底地形稳定。而且该海域潮流流速较大，含沙量较高，海底地形的恢复力较强。路由南部近年新深潭出现、水深大幅度增加与大规模海底采砂有关，而不是自然冲淤变化，一旦采砂活动停止或采砂强度减弱，深潭即会淤浅。因此总体上，路由海域的冲淤变化对海底管道的稳定性的影响不大。”尽管上海xx工程勘察设计研究院在补充报告中描述海底管道路由区以微冲刷至基本平衡为主，且路由海域的冲淤变化对海底管道的稳定性的影响不大，但因报告中又描34、述微冲刷幅度为25 cm/年，所以我们认为按照海底管道设计寿命30年考虑，累计冲刷深度6015 0cm还是严重威胁着海底管道长期稳定性。因时间紧张上海xx工程勘察设计研究院在补充报告中未对今后冲刷位置、范围、流场流速变化进行深入研究，因此本阶段我们也无法提出确切的工程对策。仅根据我们的工程经验和8月5日到中国石油化工集团公司管道储运公司调研杭州湾三条海底管道采用阻流器调研结果，推荐以下两种方案，具体那种方案更为可行，需在下阶段结合管道路由冲刷情况进行专题研究后确定。方案一：管道深埋（管道管顶埋深需大于1.5m），并在管道运行期对管道进行定期检测，尤其是在台风过后，应立即检测。发现管道悬空，立即35、采取添塞、压砂袋等工程措施。方案二：采用阻流板技术，不埋设管道，依靠阻流板作用自埋管道，并在管道运行其间进行定期检测。根据阻流板技术在杭州湾的使用情况，本报告暂推荐方案二。建议业主尽快开展海底冲刷、海床迁移对海底管道稳定性影响对策专题研究。以确定更为严重合理的方案。根据中国石油化工集团公司管道储运公司介绍，如果采用阻流板技术，可以降低混凝土涂层厚度、减少管道振动、改善管道稳定性（详见调研报告）。但混凝土涂层厚度需经阻流器提供厂商结合阻流器设置进行设计，因本阶段未开展此项工作，所以目前阶段混凝土厚度仍按照管道深埋未设置阻流器设计，即考虑120mm厚混凝土涂层，本报告中各项计算均针对管道深埋方案进36、行。仅在经济概算中考虑了采用阻流器的费用。根据中国石油化工集团公司管道储运公司介绍，采用阻流器后对安装方案影响不大，因尚未进行阻流器专题研究，所以本阶段暂按无阻流器考虑的安装铺设方案。1.5.3 海底管道防腐为了满足海底管道使用要求，本阶段确定海底管道采用3PE加混凝土涂层外防腐系统、现场接头采用热缩带和玛蹄脂等材料、阴极防护采用铝锌一铟系合金牺牲阳极、海陆管道交界处采用绝缘接头。1.5.4 海底管道跨越海底光缆和电缆从技术可行、经济合理角度出发，推荐海底管道跨越4根国际光缆和2根输电电缆采用海底管道在上、海底光缆和电缆在下方案。1.5.5 海底管道安装铺设方法对于南汇咀、xx附近处于05m水37、深海域的长度分别为1500m、200m海底管道，建议采用海洋石油工程股份有限公司400吨PH400LP大型线性绞车进行岸上和岛上底拖法铺设。对于其他部分海底管道，建议采用海洋石油工程股份有限公司BH109铺管船进行S型铺设，其中AC3拐点两侧各800m海底管道，因其处于水深1.85m间，受BH109吃水限制，建议乘高潮时由BH109完成铺设，路由内AC2、AC3两个拐点，由铺管船控制1.5km铺设曲率半径自然形成。鉴于目前缺少： xx岛至沈家湾岛联络大堤的建造计划； 该大堤的具体位置、形状尺寸； 该大堤的荷载等设计参数；本阶段海底管道设计和安装铺设方法暂按海底管道铺设前没有该大堤考虑，建议业主38、尽快落实该大堤的具体情况，并在初步设计阶段就管道和大堤跨越方案做专题研究。1.5.6 海底管道挖沟埋设对于采用底拖法铺设的海底管道，需要采用预挖管沟、人工回填方式，管沟沟深至少2.5m、沟宽至少3.5m；对于采用铺管船法铺设的海底管道，采用后挖沟、自然回淤方式。全程海底管道埋设后，应保证海底管道管顶至少距离海床1.5m。1.5.7 海底管道惰化介质海底管道全程铺设完成后，应立即进行清管、试压、除水、干燥、惰化工作，因为是气管道，建议采用氮气惰化。2 海底管道路由选择及地质、地貌2.1 海底管道路由选择因前期预可研阶段已完成路由比选，业主确定本阶段不再进行海底管道路由比选工作，按照东方案进行工可39、研。20xx年5月11日上海xx工程勘察设计研究院提供了xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告（送审稿），勘察报告中提到，原预选路由AC2至AC3段北侧路由上存在出露基岩（R1），对海底管道运行、安装/铺设不利，所以经比较预选路由和推荐路由，建议本阶段海底管道路由选择xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告（送审稿）中的推荐路由。该推荐管道路由将交越中日光缆、xx上海（南线、北线）输电电缆、C2C 3A、C2C 3B、FLAG等4条国际光缆和2条电力电缆。具体管道路由、光缆和电缆布置图见图2.1-1、2.1-2、2.1-3。本章对海底管道路由地质、地貌的描述基于上海xx工程勘40、察设计研究院提供了xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告（送审稿）及20xx年8月8日提供的补充报告。图2.1-1 海底管道路由示意图图2.1-2 海底光缆和电缆布置图图2.1-3 海底光缆和电缆布置图22.2 交越海底光缆和电缆布置海底管道路由跨越海底光缆和电缆见图2.1-3，各光缆和电缆设计参数如下：2.2.1 环球海底光缆系统（FLAG）环球海底光缆是一条联接海外的特大容量通信线路，起自英国Porthcumo，经意大利、埃及、印度、马来西亚、香港、上海、韩国等国家和地区，直至日本Miura，总长度12000km，在日本与太平洋光缆连接，组成环绕全球的通信系统。环球海底光缆系统中41、国上海段建成投用时间为1997年，属于中国电信集团公司。该光缆西起上海南汇，登陆点位于305158N、1215251E，与xx大桥北堍重合，至281036N、1270838E分支后，与十二个国家和地区构成环球通信网络。中国上海段长度621km。环球海底光缆传输电路有60480路，通信系统容量为5GB/S，双铠装系统，海缆规格为 DA、DALAP、SAH、SAM、SAL等，外径为5.5cm。铺设方式：中国侧为全程埋设，埋深150cm。2.2.2 C2C海底光缆系统C2C海底光缆系统是一条联接海外的大容量通信线路，由新加坡电信公司发起并由多个国际电信公司参与建设的，其中的3A和3B段分别由台湾淡水42、到上海南汇以及由上海南汇到韩国釜山。于2001年12月建成投用，属于中国网络通信有限公司，总长度1517km。3A段在上海南汇登陆点位于305056N、1215301E，3B段在上海南汇段登陆点位于305056N、1215322E。C2C海底光缆系统通信容量为7.68 Tbit/S，16芯铠装系统，海缆规格为DA、SA等，DA外径为4.88cm，SA外径为3.84cm。铺设方式：全程埋设，3A段中有297km埋深大于等于300cm，538km埋深大于等于150cm，3B段中有290km埋深大于等于300cm，386km埋深大于等于150cm。2.2.3 中日海底光缆系统（CJFOSC） 中日海43、底光缆系统是一条联接海外的大容量通信线路，于1993年12月建成投用，属于中国电信集团公司。该光缆西起上海南汇，登陆点位于305149、1215118上，至日本宫崎登陆点：320125N、1312951E。总长度1265km，中国侧全程长700 km。 该光缆有7560话路，通信系统规格为SL-560系统，光缆规格SAM，外径为3.15.15cm。铺设方式：中国侧为全程埋设，埋深150cm。2.2.4 上海至xx输电工程海底电缆（大陆xx海底电力电缆） 上海至xx输电工程海底电缆是一条联接上海和浙江xx的输电电缆，于2001年10月建成投用，属干浙江省xx县电力公司。该电缆的登陆点位于在上海芦44、潮港305118N、1215028E，xx泗礁登陆点为304159N、1222525E，总长度59km。上海至xx输电工程海底电缆电压等级为士50KV，外径6.5 cm。铺设方式：分为埋设和敷设两种方式。其中，从芦潮港滩涂305052N、1215224E至泗礁登陆点304159N、1222525E为埋设段，埋深200 cm，长度54.5km。芦潮港登陆点305118N、1215028E至芦潮港滩涂305052N、1215224E为敷设段，长度4.5km。2.2.5 交越点概述各交越点的坐标、水深、埋深情况如表-1：表-1海底管道与海底光缆和海底电缆交越情况概述编号描述交越点坐标(WGS-84)45、交越点距登陆点距离(m)交越点水深埋设深度（m）东 (m)北 (m)1管道与中日海底光缆交越41396659341569427073约10m1.52管道与C2C-3A海底光缆交越4139945534131304271约7m1.5 或 3.03管道与C2C-3B海底光缆交越4139841534140842860约6.5m1.5 或 3.04管道与FLAG全球光缆交越413966593415694477约4m1.55管道与大陆xx电力电缆交越（北线）4140053434121415735约7.5m2.06管道与大陆xx电力电缆交越（南线）4140058534120945804约7.5m2.0注：146、）从上海xx工程勘察设计研究院提供的xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告（送审稿）中等深线图纸YN-SS3上查得：大陆xx电力电缆北线和南线间距约为70m2）上海xx工程勘察设计研究院提供的xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告（送审稿）中对C2C-3A、C2C-3B未提供：哪段埋深1.5m，哪段埋深3.0m。本工程可行性研究按照交越点处光缆埋深1.5m考虑2.3 入海点海域地貌LNG海底管道入海点（AC4）设计位于xx接收站围堤（规划中）东北角（图2.3-1、2.3-2、2.3-3、2.3-4、2.3-5），处于现在xx北侧东部约220m的海域中，现状水深约1m，底质为47、细颗粒沉积物。xx岛处于崎岖列岛小xx岛链的东南部，是由燕山早期花岗岩组成的基岩小岛，NWSE走向，长约600m，中部最宽，约300m，高程54m，岛顶树木茂盛。xx岛北侧为基岩海岸，高1020m，一般较陡，直插海底，坡脚为泥质海底；岛的南侧为xx港主水道。xx与中门堂相距约60m，两岛之间形成“缺口”，高潮时“缺口”被海水淹没，低潮时出露为陆，两岛联为一体；“缺口”的北部出露浪蚀残余基岩，南部出露岸滩，上部为沙砾滩，下部为泥滩。两岛之间北侧尽管没有如南侧那样形成滩地，但岸边约100m范围内水深很浅，仅约0m左右，向外水深缓慢增加，进入xx北岸潮流冲沟。图2.3-1 上海LNG海底管道入海点鸟48、瞰（摄于2003年）西侧岛屿（左）为xx，东侧为中门堂，远处为xx岛图2.3-2 xx岛北侧远眺（左侧开山处为中门堂）图2.3-3 xx北部和“缺口”陆上照片（远处为xx岛）图2.3-4 xx北侧的入海点示意图图2.3-5入海段海陆管线交接点平面图2.4 登陆点海域地貌登陆点位于xx大桥东侧海堤靠海侧（图2.4-1、2.4-2、2.4-3、2.4-4），堤顶宽约5m，底宽约50 m。海堤横剖面呈不对称梯形，内侧面为简单斜坡，土质；外侧面呈台阶状，由挡浪墙、上斜坡、消浪平台、下斜坡等构成；堤顶挡浪墙高度1.5m，上斜坡宽约3 m，平台宽24m，下斜坡宽约3m，均为浆砌石块筑成。堤脚外侧约20 m49、平行海堤为石块堆，宽约5m，高出泥面约1m。海堤外为潮间带泥滩，0m线至海堤的宽度7001000m，西部窄，东部宽，高潮带因围堤缺失，主要为低潮带，滩面平坦，向海倾缓；底质主要为细砂。登陆点处于现代长江三角洲平原南缘最前端，登陆点后方陆域平坦，为海积、冲积平原成因，人工围堤所成，现为规划中的上海临港新城主城区西南部。根据20世纪50年代以来的海图资料，南汇咀海岸变迁有如下特点：1959年至1973年海岸线稳定不变，呈弧形向东南微凸。至1989年，除芦潮港闸门至其东面约1000m段的海岸线位置保持不变外，往东，海岸线几乎平行地向东推进了11001400m，平均毎年移动7090m。二十世纪九十年代50、，上海市在芦潮港东侧海岸兴建人工半岛工程一期。2000年前后，兴建二期工程，并与南汇咀北部新海堤合拢，海岸线外推幅度达17km，年平均外推约100700m。图2.4-1 南汇咀登陆点 海堤，向东拍摄，远处为临港新主城区图2.4-2 南汇咀登陆点海堤，向西拍摄，远处为xx大桥图2.4-3 xx北侧的入海点示意图图2.4-4 xx北侧的入海点示意图2.5 海底管道路由海域地貌路由沿程的海底地形变化见图2.5-1。本节以LNG海底管道南汇咀登陆点AC1为起点（KP0），以KP表示推荐路由上的点至AC1的距离，如KP1表示至登陆点1km ，描述路由沿程的海底地形地貌特征，各KP点在路由图上的位置见图251、.5-2。KP0（AC1）KP1：路由长度1km，为南汇咀潮间带岸滩，高程从约2m降低到0m（理论最低潮面，以下同），滩面平坦。路由与岸滩走向的夹角约30。KP1KP2.5：路由长度1.5km，为南汇咀水下岸坡，海底向南偏东倾斜，水深从0m增加到8m。上部和中部水深06m，长度约700m，坡度0.6；下部水深68m，长度300m，坡度更平缓。KP2.5KP27.6：路由长度约25km，水深810m；海底平坦，局部有平缓起伏；其中约23km的路由水深约8m，仅前部约2km水深910m。本段路由大部分，即KP2.5KP20（AC2附近）17.5km的路由段为NWSE走向，基本上沿现代长江水下三角洲52、前缘堆积舌的西南翼延伸，因此路由沿程水深变化很小；由AC2向南，路由转为北偏西走向，与堆积舌的伸展方向接近，且处于堆积舌的前部，基本上反映了堆积舌前部的真实坡度。KP27.6KP33.2：路由长度5.6km，处于崎岖列岛北侧潮流冲刷浅槽内，水深1021m；其中北部约4.4km，即KP27.6KP32，为浅槽主部，水深1011.5m，海底比较平缓。其南部1.2km，即KP32KP33.2，为xx西北冲沟，宽度约1km，海底地形地貌比较复杂。勘测期间将该段海域的勘测宽度扩大为2.5km。以预选路由轴线为界，xx西北冲沟可分成东西两部分，东部呈东西走向，最大水深24.8m，南北坡度均较大，约5，北坡53、叠覆次级冲沟，局部相对冲刷深度可达6m（图4-11、4-12）；西部受xx岛与小xx、将军帽岛的束流影响，转为东北西南走向，海底相对较缓，坡度12，最大水深约20m，北坡叠覆次级冲沟，冲刷幅度相对较小（图4-13）；冲沟中部，即预选路由轴线部位，海底相对凸起，最小水深约16m，但其南侧约800m处出露基岩（R1），因此推荐路由经由冲沟西部，最大水深19m。KP33.2KP35.2：路由长度2km，为xx岛东侧边滩，水深210m；两侧低，中部高（AC3附近）；北侧邻接xx西北冲沟，南侧毗连xx北冲沟。KP35.2KP35.86（AC4入海点）：路由长度约680m，水深17m，处于xx北冲沟的尾部54、，北侧坡度约0.5，南侧也即xx水下岸坡，坡度约1。AC4入海点到xx岛尚有约150m。图2.5-1 推荐路由沿程海底地形变化图图2.5-2海底管道路由布置图2.6 海底面状况勘测海区局部发育海底流痕，分布在KP5KP7.5之间、南部xx岛与薄刀嘴之间海域；在崎岖列岛北侧潮流冲刷槽内，小冲沟和冲刷痕微地貌比较发育。勘测海区北岸堤脚KP1.5、KP4.5KP16.5、KP22KP29为密集渔网区，约占勘测海区的一半，这些海域海底面的探测研究受到较大影响，尽管如此，根据路由海域的地理环境、地形地貌和潮流特点，总体上勘测海区海底比较平坦，除南部潮流冲刷槽外，冲刷微地貌不发育。2.7 浅地层特征除路由55、南部潮流冲刷区地层剖面穿透厚度较大外，大部分海区浅层气极为发育，气顶埋深较浅。2.8 不良地质和障碍物2.8.1 不良地质勘测海域的不良地质有基岩、潮流深沟和浅层气。（1）基岩：基岩分布于路由南部岛屿区，埋深较大，产状很陡。仅R1基岩出露海底，R2埋深约8m，R3埋深20m，其余基岩埋深更大。R1基岩个体较小，在主要物探记录上呈竹笋状出露海底。位于预选路由轴线KP33.75东侧约50m，高度约3m，宽约20m，长约50m，近东西走向。为避开该基岩，根据勘测海域南部的地质地貌条件，推荐路由南段向西偏移约100m，至R1的最近距离约150m。R1基岩在回声测深、侧扫声纳、地层剖面记录上的特征见图456、-274-29。 （2）xx北深沟：该深沟位于KP3233.2，宽度约1km，在推荐路由上最大水深约19 m；实测最大水深约25m，位于深沟东部。（3）xx北侧冲沟：冲沟紧靠xx入海点，尺度较小，且由西向东迅速变浅，至推荐路由最大水深已不足7m，而且本工程实施xxxx岛围堤填海后，该冲沟区将成为陆地，因此其对工程的影响可以不予考虑。（4）浅层气：勘测海域除南部潮流冲刷槽区声地层结构比较清晰外，大部分海域浅层气发育。浅层气顶接近海底或至海底下58m，总体上气顶界面比较模糊。勘测结果研究表明，未发现因浅层气逸出造成的海底塌陷、泥丘等现象；未发现与浅层气有关的浅部声地层结构构造扰动变形的迹象；工程地57、质钻探过程中未观测到与浅层气有关的异常现象。因此，可以认为浅层气的压强不大，结合附近xx气管的工程经验，浅层气不至于对LNG管道的施工和稳定性产生明显影响。2.8.2 障碍物勘测海区的障碍物有渔网，大面积分布于路由登陆点海堤KP1.4、KP4.516.5、KP2229，为密集渔网区，约占勘测海区长度的一半。北岸潮间带浅水区为樯张网，渔网连续延伸较长；浅海区水深相对较大，以定置张网为主。渔网对路由勘测仪器和调查船安全威胁很大，尽管采取措施，磁力仪拖鱼仍然被损坏，侧扫声纳拖鱼也轻微受损。渔网对管道施工也将构成主要障碍，路由海域可以说是传统渔场，基本上一年四季都有渔船捕捞作业，尤其在冬春季，大批渔船58、为捕捞鳗鱼苗而来。施工前清网以及管道保护区的排他性质，将使部分渔民“失海”，直接涉及他们的生产和生存利益，因此赔偿/补偿协商过程可能是艰苦而耗时的，业主应有所准备，及早与当地政府和渔民协商。2.9 海域演变2.9.1 海岸线演变路由海域处于杭州湾口北部东端，紧邻长江口南岸，登陆点处于长江口向杭州湾过渡的转折点附近，为现代长江三角洲平原南缘。杭州湾的北岸就是长江三角洲平原的南沿，因此路由海域的演变与长江三角洲的变迁密切相关。第四纪末次冰期时，海岸线远在现在岸线数百公里之外，现今长江三角洲地区形成巨大河谷，深达6090m。距今约7000年左右，全新世海侵达到最盛，形成以镇江、扬州为顶点的巨大河口湾59、，北岸在扬州、泰州、吕四一线，南岸沿镇江、江阴、青浦、金山一线。三角洲大部分地区成为浅海，包括本路由北岸的现今广大陆域平原。在距今20003000年以前，古长江河口湾的南岸海岸淤涨至徐六泾方泰奉贤一线。最近2000年以来，海岸迅速淤涨，形成长江三角洲快速发展时期，至1213世纪，南岸海岸线向东淤涨到川沙南汇一线，基本形成现在的三角洲形态，14至18世纪长江口南岸边滩淤涨很慢，以后又淤涨很快，毎40年约1km，平均毎年约25m。2000年前后的南汇咀世纪塘工程使海岸线（海堤）向东南方向大幅度推进，最大距离达7 km。因此数千年来路由海域的基本演变规律是北岸三角洲平原不断向东南淤涨扩展，海域宽度持60、续缩小。总体上今后相当长时间内仍将循此发展，只是海岸淤涨的速度快慢不同而已。2.9.2 海床演变杭州湾的泥沙和海底沉积物主要来源于长江入海泥沙。长江多年年平均总径流量约为9240亿立方米，输沙总量年平均约4.68亿吨。近年输沙量减少较多，19972001年处于较低水平，年均3.26亿吨。据研究，长江输沙约一半堆积在长江口门内水道，约一半随冲淡水向外扩散。路由区及其附近海域是长江径流和入海泥沙扩散至杭州湾和东南沿海的主要通道，泥沙以粉砂和粘土颗粒为主，与海域的底质类型一致。长江入海泥沙在扩散进入杭州湾的过程中发生沉积，成为海区沉积物的主要来源，也使本海区成为主要淤积区。从而海床淤浅，由岸向海淤积61、作用逐渐减弱，即南汇咀近岸海域淤积最多，崎岖列岛附近相对淤积较少，这与路由海区海底地形北高南低的特点也是一致的。根据沈焕庭等的研究（2001），从路由区向东至嵊山附近，北至南槽口，南到衢山岛，18401980年平均淤积厚度为1.89 m，平均毎年淤积1.34 cm。路由海区处于研究区的西部，距离长江口最近，沉积速率要大于该平均值。根据沉积物重力柱状样的210Pb 同位素研究（夏小明等，2004），长江口门南侧海域的现代沉积速率为平均毎年约3 cm，表明该处海域动力沉积环境一直比较稳定，是长江泥沙向偏南方向输送的主要通道。本次路由勘测钻孔揭示，路由区全新世海相沉积物的厚度达到20多米，北部和中部62、厚度较大，南部相对较薄，与前人在该海区的工作是吻合的。浅地层剖面记录显示，浅部海相沉积物层理发育，基本平行海底，表明海床是逐渐淤浅的，沉积环境稳定。2.10 海底冲淤变化和原因根据本次路由勘测实测水深和历史资料研究最近约50年来路由海域的冲淤变化特点。历史资料包括20世纪50年代测量海图（图号2018，比例尺1：20万）、70年代海图（19731976测量，图号10414，比例尺1：7.5万）和1997年测量海图（图号250102，1：10万）。历史资料表明，勘测区及其附近海域海底平缓。2.10.1 二十世纪50年代至1997年冲淤变化自50年代至1997年的约40年时间内，路由海区的冲淤变化63、（或水深变化）有以下特点：一是登陆点水下岸坡为强淤积区，不断淤积变浅，与登陆点海岸线淤涨外移的历史是一致的。二是不同年份之间冲淤变化幅度很小，也即未出现大冲大淤的现象，表明海床是稳定的。海床冲淤变化范围在一般在0.70.8 m之间，年平均约2 cm；局部约1 m，年平均约2.5 cm。北岸水下岸坡的坡脚区和南部的崎岖列岛北侧潮流浅槽区，水深变化范围仅约0.10.3 m，接近水深测量的容许误差范围。潮流浅槽区南坡不同年份之间水深变化较大，不一定反映海底冲淤的实际情况，原因是南坡处于岛屿附近，海底地形坡度较大，定位误差容易引起水深值的较大变化，70年代一般采用六分仪或雷达定位，精度较低，而199764、年已普遍采用差分GPS和导航计算机，精度大大提高。三是50年代至70年代海底普遍淤积，最大厚度约1m；70年代至1997年冲刷区与淤积区相间，幅度均很小，一般不足0.5 m，年平均约23 cm。2.10.2 1997年至20xx年冲淤变化该时段路由海域附近兴建大规模海岸、海洋工程，如xx深水港区建设、南汇边滩世纪塘工程、xx大桥等，对海域的泥沙环境和海底地形地貌产生较大的影响。2.10.3 路由区冲淤变化/水深变化特点和基本原因该段路由海底水深变化有如下特点：一是该时段除北岸水下岸坡基本不变外，总体上海底冲刷的幅度由北向南减小，如登陆点岸坡坡脚（KP46）冲刷厚度较大，达到约1m，年均约13 65、cm，北部和中部海区一般约0.50.8 m，平均毎年610 cm，崎岖列岛北侧潮流浅槽区减小为0.20.5 m，平均毎年2.56cm，冲刷厚度与路由区到北岸的距离相反，这是因为离岸越远，长江泥沙对海底地形的影响越弱，海底地形相对越稳定。xx北深沟则例外，是由大规模海底采砂形成的。2000前后建造的世纪塘使南汇咀海岸线向海推进，登陆点附近的海岸线移动距离最大可达约7 km，过水断面明显缩窄，沿岸潮流流速增大，海底地形与潮流泥沙的平衡被打破，而且围塘后的促淤过程也拦截了大量长江入海泥沙，2002年在世纪塘外人工取土达5000万m3，而当年长江入海泥沙的总量也仅约3亿吨，因此引起岸坡前沿海底冲刷。随66、着类似工程活动的强度减弱和时间的推移，海底冲刷作用逐渐减弱，海底地形建立新的动态平衡。二是在路由南部水深大幅度增加。本次实测水深与1997年的海图资料相比，路由轴线处水深最大增加5.4 m，而路由轴线两侧的水深变化幅度更大，水深由约10m变为20多米，最大可达约12 m，其原因与大规模的海底采砂有关。2.11 xx北深沟的发育和变化（1）xx深沟形成原因本路由南部1960年代测量的海图资料表明当时的xx北深沟位于xx岛、大岩礁与将军帽岛、镬盖档岛之间，其发育受上述岛屿的束流影响，呈NESW走向，一般水深略大于10m。由于xx岛岬角的挑流作用，岛的北侧产生旋涡，潮流的底摩擦增加，因此在岛的北侧形67、成1#深潭，水深大于20 m。薄刀嘴北侧的2#潭则也是由于该岛岬角的挑流原因形成的。两潭形成的动力学原理是相同的，但在成因上互不关联，15m等深线各自环绕1#、2#潭，分布范围都很小。两潭之间为崎岖列岛北侧潮流浅槽主部，海底平坦，呈NWSE走向，水深一般1213m。本次HJ2水文泥沙测站即位于该浅槽内，测验结果表明潮流流向与浅槽走向基本一致，为往复流，底层流速比HJ3HJ6站的小，因此1#、2#潭之间的平坦海底不具备产生深潭的动力条件。1998年有关单位在该海域进行了1：1万的工程水深测量，其反映的海底地形特征与1960年代的基本一致，也反映了该海区的动力和沉积环境的稳定性。但2004年测量的68、海图水深资料表明，两潭的15m等深线已贯通，水深大幅度增加，两潭之间原本平缓的海底水深从1012m增大到2425m，新发育了3#、4#潭，水深增加幅度最大达约12m。xx北深沟形成的主要原因是与大规模海底采砂。xx深水港从2002年动工，一期工程进行了大规模的围海造地工程，至20xx年初，从汪洋大海中造出 一块130万m2的土地，所需的土石方估计在千万立方米左右，主要是通过海底采砂、吹泥等工程措施形成的。本次勘测期间现场观测到有23条吸砂船，其中一条正在吸砂作业，位于3#深潭的南坡。（2）xx北深沟海底的地形恢复力前已述及，xx北深沟所在海域动力和地貌环境稳定，加之海域含沙量较高，海底地形有较69、强的恢复力，一旦大规模海底采砂活动停止或采砂强度显著减弱，3#、4#潭等人为形成的海底地形就有可能迅速淤浅。有关单位于2004年对路由南部海区进行了1：1万比例尺的水深测量，3#潭附近最大水深局部达到38.2 m。将20xx年和1998年的1：1万水深测图进行对比，结果表明3#潭附近海域水深普遍增加1010.7m，范围长达2 km以上，宽约1km。而20xx年与2004年的水深测量资料比较表明，3#、4#深潭区水深普遍淤浅13 m，局部淤浅35m，而其南坡的相对浅水区则增加了约1 m，深潭淤浅的原因与采砂强度减弱或采砂地点迁移有关。xx岛与将军帽岛之间正在填筑海堤，勘测期间海堤即将与xx岛合拢70、，合拢后两岛之间的岛峡被切断，xx北深沟的西部也因此被截断，深沟可能将因潮流作用减弱而淤浅。采砂活动集中在南部与该海域底质相对较粗有关，ZK4孔表明03m以砂质粉土、粉细砂为主；XS02站底质箱式和重力柱状取样结果也表明该海域底质较硬，砂含量较高。2.12 海床演变、海底冲淤变化对海管稳定性影响2.12.1 海床演变对海管稳定性的影响路由海域是长江入海泥沙南下的重要通道和沉积区，北岸陆域缓慢向海淤涨，18401980年约140年的海底地形对比研究和沉积物重力柱状样同位素研究都表明，路由海域沉积环境稳定，泥沙来源丰富，海床淤积，淤积速率平均为毎年约23 cm。因此海床演变趋势对海管的稳定性是有利71、的。2.12.2 海底冲刷变化对海管稳定性的影响路由勘测和最近50年的海底地形研究表明，路由海域为长江泥沙的重要堆积地，海底地形平缓，冲淤变化幅度小，未发现大冲大淤的现象。1997年以前，海底地形比较稳定，其中前20年路由海区普遍淤积，最大厚度约1m，平均毎年5cm，其后的20年路由区冲淤相间，冲刷厚度平均毎年约2 3 cm，属于微冲刷。1997年以后，路由区及其附近海域兴建重大海岸海洋工程，如南汇咀世纪塘围海工程、xx深水港工程等，大规模采砂采泥和拦截长江泥沙，如2002年在南汇咀世纪塘外人工取土达5000万m3，破坏了路由海区的泥沙运移，加之长江入海泥沙减少，因此路由区海底冲刷变化相对较大72、，年平均冲刷厚度约2.513 cm，冲刷厚度与到北岸的距离有关，越近冲刷厚度越大，越远越小，这与北岸靠近长江口，受长江泥沙波动的影响较大有关。由此可见，长江泥沙减少和海洋海岸工程对路由北部的影响较大，而对远岸路由区的影响较小。随着时间推移，海底逐渐趋向新的动态平衡，冲刷作用逐渐减弱，局部淤积作用加强，例如近年登陆点海岸淤涨的幅度较大，0m线向外淤涨了约500m。根据近期路由区水深资料对比结果估计，今后路由海域的冲刷范围可能比以往有所扩大，但以微冲刷至基本平衡为主，幅度约25 cm，而北岸以微淤为主。南汇东滩的滩地已几乎悉数被世纪塘围尽，除路由登陆点附近外，滩地缺失，近期不可能再有大规模的围海促73、淤工程。长江入海泥沙减少，但目前平均毎年仍有约3亿吨泥沙入海，其中相当一部分扩散进入路由海区，根据前人研究成果粗略推算，路由区沉积速率当在毎年12 cm 左右，但不排除局部时段以微冲刷作用为主的可能性。1960年代的海图资料和1998年的工程水深测量资料对比表明，路由南部海底地形稳定。而且该海域潮流流速较大，含沙量较高，海底地形的恢复力较强。路由南部近年新深潭出现、水深大幅度增加与大规模海底采砂有关，而不是自然冲淤变化，一旦采砂活动停止或采砂强度减弱，深潭即会淤浅。因此总体上，路由海域的冲淤变化对海底管道的稳定性的影响不大。3 基础数据3.1 工艺基础数据根据业主与海洋石油工程股份有限公司、上74、海xx院签订的合同，海底管道界面设计数据、海底管道直径由上海xx院提供，所以以下工艺基础数据均来自于上海xx院。3.1.1 输气量表-1输气量接收站输出特性单位一期（2012年）二期（2020年）LNG接收站总量MPTA300600年供应量108 m 3/a(*)41.2378.91平均日供应量104 m 3/d(*)11282159最大日供应量104 m 3/d(*)15492966调峰月最大供应量104 m 3/M(*)4143979969最大小时流量104 m 3/M(*)104(*)214(*)最小小时流量104 m 3/h(*)(*)(*)(*)20，101.325 Pa(A)(*)75、数据待进一步确定(*)待下一步确定根据业主要求管道设计输气量确定为：满足二期（2020年）最大小时输量214104 m 3 （0.101325 MPa，20）3.1.2 气体组成表-1 气体组成组份（mol%）贫组份富组份氮0.900.11二氧化碳0.000.00甲烷96.6489.39乙烷1.975.76丙烷0.343.30异丁烷0.070.78正丁烷0.080.66戊烷及以上烷烃0.000.00总计100.00100.00注：（*1）由于资源还没有确定，此处数据为暂定数据3.1.3 气质参数烃露点：5(9.0MPa下)；水露点：10(9.0MPa下)；分子量16.5918.40液相热值（M76、J/kg）54.5454.44液相比重0.4370.467气相密度0（kg/m3）0.740.82气相密度20（kg/m3）0.690.76硫化氢含量（ppm V）3.51.0总硫含量（ppm V）17.51.5m的最多频率方向和最大波高的方向一致，皆为NNE、N向,故南段和中段的年强浪向为NNE、N向；路由区北段H1/101.5的最多频率方向和最大波高的方向基本一致为NW向，故北段的强浪向为NW向。路由区各月平均波高，以冬季最大，但最大波高7-9月的台风季最大，春季最小（表3.3-3）表3.3-3 路由区各月平均、最大波高 (单位：m)月123456789101112年小xx平均0.50.477、0.30.30.20.20.20.30.60.50.50.60.4最大2.02.02.82.21.62.12.94.1*3.72.42.13.24.1*大戢山平均1.00.90.80.70.60.60.50.70.80.80.90.80.8最大4.43.52.93.43.43.54.57.06.04.03.83.57.0引水船平均1.00.90.90.90.90.90.90.91.00.90.90.90.9最大2.72.92.62.62.62.82.72.52.72.62.73.03.0注：*为9711号台风波高路由区各向平均波高和最大波高总体上偏北向最大，SSW、SW、WSW向最小，与风速的78、分布一致，见表3.3-4。表3.3-4 路由区各向平均、最大波高 (单位：m)波向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNW小xx平均0.90.80.70.70.60.60.60.50.50.50.30.40.60.70.70.8最大3.23.72.53.42.01.71.71.81.62.01.90.71.01.91.92.5大戢山平均1.41.21.00.90.80.80.80.80.80.70.60.60.70.91.11.3最大5.57.05.34.03.03.43.23.43.43.02.03.44.54.53.65.5引水船平均1.11.01.00.979、0.80.80.91.00.90.70.70.70.91.11.21.2最大2.62.82.72.62.62.62.72.72.42.51.71.92.43.02.82.9路由区各向平均周期的平均以偏北向最大，各路段在2.9s-3.4s（见表3.3-5）,西南和西南偏西向最小，各路段在1.7 s -2.7 s。各向平均周期的最大值，南段和中段以偏北向最大，北段偏东向最大。表3.3-5 路由区各向平均周期、平均最大周期 (单位：s)波向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNW小xx平均3.33.33.33.23.02.93.02.92.92.92.72.72.7380、.03.23.3最大5.85.85.15.45.14.34.04.33.84.53.12.73.14.34.65.0大戢山平均3.43.43.43.43.12.92.82.82.82.62.22.22.42.83.13.4最大6.69.09.18.96.77.65.25.74.95.04.25.55.55.35.46.3引水船平均2.82.82.72.62.62.62.72.72.42.51.71.92.43.02.82.9最大5.47.87.610.414.511.78.07.28.35.35.74.65.15.86.36.4大戢山、引水船及小xx重现期波要素见表3.3-6表3.3-6 大戢81、山、引水船及小xx重现期波要素站位小xx大戢山引水船强浪向NNE,NNNE,NNW100年一遇H1/10(m)5.349.284.62Tmean(s)8.657.467.1750年一遇H1/10(m)5.028.154.30Tmean(s)8.277.046.812年一遇H1/10(m)3.563.202.45Tmean(s)6.534.983.923.3.5 海流条件根据管道路由调查报告，可能最大海流流速见表3.3-7。表3.3-7 可能最大海流 (单位:V=cm/s，D=）层次站号表层0.2H0.4H0.6H0.8H底层垂线VDVDVDVDVDVDVDHJ1113961139711293982、79390927710210295HJ 2239369195275191280214281181279182277215278HJ 3261105335105315106284107237110185112237109HJ 42069623687216301202291173298142294193293HJ 523398228111206110170295153295121296186109HJ 618197188961819916498146991249816798HJ 71929518996169961519112489988515593HJ 827727727726520526619383、2671602691112721872663.3.6 气温、水温路由区年平均气温在15.617.2，8月气温最高、1月气温最低。平均气温的月较差在20.522.4，从南向北略增大。极端最高气温在34.536.5，极端最低气温在-7.0-3.5。路由区多年表层平均水温在16.616.7，一年中8月水温最高，2月水温最低（表3.3-8）。37月为升温期，9翌年1月为降温期，升温期表层平均水温与平均气温较为一致，降温期表层平均水温高于平均气温，反映了海水的热潜效能。表3.3-8 路由区表层平均水温(单位：)月123456789101112年大戢山7.56.18.412.717.522.226.22784、.025.020.816.210.916.7引水船5.95.58.113.018.222.626.827.825.420.515.69.716.6由于无底层的水温资料，为了确定安装温度并比较保守，选取路由区域内的最大表层水温温度进行计算，即安装温度为27.0.3.3.7 工程地质土壤条件工程地质钻探设计孔位13个，其坐标见下表3.3-9：3.3-9工程地质钻探设计孔位坐标孔号(WGS84)坐 标BL(m)(m)ZK13036.410912206.35563387727.92341414262.834ZK23036.521712206.50363387931.15441414501.012ZK385、3036.705012206.75003388266.19741414896.859ZK43038.003712206.65933390667.66941414770.392ZK53039.396812206.13393393248.36641413952.06ZK63040.136512205.85593394619.32441413518.937ZK73041.460512205.35813397072.29241412743.322ZK83042.414112204.99793398837.97541412182.807ZK93044.406612204.25013402530.594186、411019.002ZK103045.835712202.41403405195.90241408111.104ZK113047.697112200.01843408668.28241404318.378ZK123049.792812157.32203412580.80441400053.747ZK133051.103512155.63433415028.93941397385.173各钻孔点的力学性能指标如表3.3-10：3.3-10工程地质钻探设计孔位力学性能指标孔号深度含水量密度比重饱和度孔隙度孔隙比液限塑限塑性指数液性指数沉积物命名DepWGSrneWLWPIPIL（m）g/cm3g/87、cm3-ZK10.30 45.0 1.73 2.72 95.6 56.1 1.280 33.7 21.1 12.6 1.90 淤泥质粉质粘土0.90 38.4 1.83 2.72 98.8 51.4 1.052 31.7 19.7 12.0 1.56 淤泥质粉质粘土1.50 36.3 21.2 15.1 粉质粘土2.10 41.2 1.79 2.72 97.8 53.4 1.146 33.5 19.9 13.6 1.57 淤泥质粉质粘土2.70 46.3 1.77 2.72 100.0 55.5 1.248 33.7 20.7 13.0 1.97 淤泥质粉质粘土3.30 45.3 1.80 288、.72 100.0 54.5 1.196 33.6 19.9 13.7 1.85 淤泥质粉质粘土ZK20.30 50.1 1.66 2.72 93.4 59.3 1.459 34.5 17.9 16.6 1.94 淤泥质粉质粘土0.90 53.5 1.70 2.72 99.9 59.3 1.456 34.5 20.5 14.0 2.36 淤泥质粉质粘土1.50 57.5 1.68 2.72 110.1 58.7 1.420 37.6 22.7 14.9 2.34 粉质粘土2.10 52.8 1.70 2.72 99.4 59.1 1.445 37.6 22.4 15.2 2.00 淤泥质粉质粘89、土2.70 55.0 1.68 2.72 98.6 60.4 1.528 40.7 22.2 16.6 1.77 淤泥质粘土3.30 53.0 1.68 2.74 97.6 59.6 1.477 39.7 22.9 20.4 1.79 淤泥质粉质粘土ZK30.30 48.4 1.74 2.72 99.7 56.9 1.320 30.9 19.2 11.7 2.50 淤泥质粉质粘土0.90 52.0 1.72 2.72 100.0 58.4 1.405 32.4 19.0 13.4 2.46 淤泥质粉质粘土4.20 27.5 1.93 2.72 93.9 44.4 0.797 25.7 14.890、 10.9 1.17 粉质粘土ZK43.20 39.9 1.79 2.72 96.4 53.0 1.126 29.7 19.4 10.3 1.99 淤泥质粉质粘土3.60 38.6 1.83 2.72 99.0 51.5 1.060 29.3 18.5 10.8 1.86 淤泥质粉质粘土ZK50.30 49.9 1.70 2.72 97.1 58.3 1.398 35.4 20.7 14.7 1.99 淤泥质粉质粘土0.90 47.2 1.69 2.72 93.8 57.8 1.369 33.3 21.2 12.1 2.15 淤泥质粉质粘土1.50 45.1 1.72 2.72 94.7 5691、.4 1.295 33.7 20.5 13.2 1.86 淤泥质粉质粘土2.10 48.8 1.66 2.72 92.3 59.0 1.438 38.3 21.6 16.7 1.63 淤泥质粉质粘土2.70 48.8 1.69 2.72 65.2 58.2 1.395 35.1 19.5 15.6 1.88 淤泥质粉质粘土3.30 49.6 1.73 2.72 99.8 57.5 1.352 37.2 22.8 14.4 1.86 淤泥质粉质粘土ZK60.30 53.3 1.66 2.72 95.9 60.2 1.512 37.7 22.5 15.2 2.03 淤泥质粉质粘土0.80 51.492、 1.70 2.72 98.3 58.7 1.422 36.0 21.8 14.2 2.08 淤泥质粉质粘土1.20 51.8 1.68 2.72 96.6 59.3 1.458 37.1 22.3 14.8 1.99 淤泥质粉质粘土1.60 42.1 1.80 2.72 99.8 53.4 1.147 33.7 19.3 14.4 1.58 淤泥质粉质粘土2.20 51.0 1.65 2.72 93.2 59.8 1.489 35.8 21.4 14.4 2.06 淤泥质粉质粘土2.60 53.6 1.68 2.72 98.0 59.8 1.487 40.0 23.4 16.6 1.82 淤93、泥质粉质粘土3.20 49.6 1.75 2.72 100.0 57.0 1.325 38.5 21.8 16.7 1.66 淤泥质粉质粘土ZK70.30 52.8 1.70 2.72 99.4 59.1 1.445 35.1 21.4 13.7 2.29 淤泥质粉质粘土0.90 59.9 1.65 2.72 99.6 62.1 1.636 37.2 21.4 15.8 2.44 淤泥1.50 49.7 1.73 2.72 99.8 57.5 1.354 32.3 20.1 12.2 2.43 淤泥质粉质粘土2.10 52.9 1.69 2.72 98.5 59.4 1.461 38.0 2294、.4 15.6 1.96 淤泥质粉质粘土2.70 55.4 1.71 2.72 100.0 59.5 1.472 36.1 20.9 15.2 2.27 粉质粘土3.30 36.8 21.6 15.2 1.85 粉质粘土ZK80.30 57.3 1.67 2.72 99.8 61.0 1.562 31.9 19.2 12.7 3.00 淤泥0.90 46.8 1.69 2.72 93.4 57.7 1.363 34.8 19.1 15.7 1.76 淤泥质粉质粘土1.40 39.0 1.83 2.72 99.5 51.6 1.066 28.9 18.4 10.5 1.96 淤泥质粉质粘土1.895、0 42.2 1.78 2.72 97.9 54.0 1.173 29.8 17.5 12.3 2.01 淤泥质粉质粘土2.20 39.2 1.81 2.72 97.6 52.2 1.092 30.2 18.9 11.3 1.80 淤泥质粉质粘土3.20 22.8 1.87 2.68 80.4 43.2 0.760 砂粉ZK90.20 61.5 1.66 2.72 100.0 62.2 1.646 33.9 20.3 13.6 3.03 淤泥0.70 48.6 1.74 2.72 99.9 57.0 1.323 36.8 21.6 15.2 1.78 淤泥质粉质粘土1.20 36.0 1.8296、 2.72 94.8 50.8 1.033 32.2 19.0 13.2 1.29 粉质粘土1.60 61.8 1.57 2.72 93.2 64.3 1.803 36.5 19.8 16.7 2.51 淤泥2.20 45.0 1.77 2.72 99.7 55.1 1.228 31.4 19.8 11.6 2.17 淤泥质粉质粘土2.60 45.2 1.74 2.72 96.8 55.9 1.270 32.9 19.5 13.4 1.92 淤泥质粉质粘土3.20 47.9 1.72 2.72 97.3 57.2 1.339 38.8 22.3 16.5 1.55 淤泥质粉质粘土ZK100.297、0 49.5 1.71 2.72 97.7 57.9 1.378 34.5 19.5 15.0 2.00 淤泥质粉质粘土0.60 37.8 1.82 2.72 97.1 51.4 1.059 31.5 20.3 11.2 1.56 淤泥质粉质粘土1.20 56.3 1.66 2.72 98.1 61.0 1.561 35.1 20.3 14.8 2.43 淤泥1.60 55.0 1.68 2.72 99.1 60.2 1.510 39.3 22.4 16.9 1.93 淤泥质粉质粘土2.20 52.3 1.66 2.72 95.1 59.9 1.496 37.9 21.3 16.6 1.87 98、淤泥质粉质粘土2.60 52.7 1.63 2.72 92.6 60.8 1.548 39.2 23.0 16.2 1.83 淤泥质粉质粘土3.20 42.9 1.78 2.72 98.6 54.2 1.184 34.8 20.0 14.8 1.55 淤泥质粉质粘土ZK110.30 59.0 1.62 2.72 96.1 62.5 1.670 38.0 22.4 15.6 2.35 淤泥0.90 47.5 1.71 2.72 96.0 57.4 1.346 34.0 20.2 13.8 1.98 淤泥质粉质粘土1.50 47.1 1.71 2.72 95.6 57.3 1.340 36.2 199、9.9 16.3 1.67 淤泥质粉质粘土2.20 52.8 1.67 2.72 96.5 59.8 1.489 38.4 22.1 16.3 1.88 淤泥质粉质粘土2.60 52.2 1.63 2.74 91.8 60.9 1.558 45.9 24.2 21.7 1.29 淤泥质粘土3.20 57.9 1.64 2.74 96.9 62.1 1.638 46.6 23.3 23.3 1.48 淤泥ZK120.30 50.2 1.73 2.72 100.0 57.7 1.362 35.5 20.7 14.8 1.99 淤泥质粉质粘土0.90 35.7 1.85 2.72 97.6 49.9100、 0.995 37.0 21.2 15.8 0.92 粉质粘土1.50 48.5 1.67 2.72 93.0 58.7 1.419 36.6 20.6 16.0 1.74 淤泥质粉质粘土2.30 54.5 1.60 2.74 90.7 62.2 1.646 40.3 23.1 17.2 1.83 淤泥质粘土2.90 54.5 1.66 2.74 96.2 60.8 1.549 44.3 23.8 20.5 1.49 淤泥质粘土3.50 57.7 1.65 2.74 97.7 61.8 1.619 47.7 24.5 23.2 1.43 淤泥ZK130.30 30.6 1.91 2.71 97101、.2 46.0 0.853 粘质粉土3.05 36.2 1.85 2.72 98.2 50.1 1.003 34.7 20.8 13.9 1.11 淤泥质粉质粘土3.45 23.3 1.92 2.70 85.7 42.3 0.734 砂质粉土3.4 防腐设计基础数据腐蚀设计基础数据主要包括底层水化学、海水电阻率、沉积物化学、沉积物电阻率、沉积物中硫酸盐还原菌等。表3.4-1 海水盐度序号站位编号盐度 (%o)12平均1XS012424242XS02252424.53XS0324.52424.254XS0422.523.5235XS0523.523.523.56XS062222227XS0722102、22228XS08192019.5表3.4-2 底层海水电阻率 ：序号站位编号（.cm）1XS0130.92XS0231.03XS0330.84XS0431.35XS0531.06XS0630.87XS0731.38XS0831.3表3.4-3底层海水腐蚀环境：站位硫离子活度ag （mol/Kg）Eh溶解氧mg/LSO42-mg/LFe3+mg/LFe2+mg/LXS010.00861948.7423050.0210.01XS020.010317011.622090.0350.01XS030.011117114.623050.0360.01XS040.009416510.523050.0190103、.01XS050.00741518.6323050.0220.01XS060.008814912.923050.0370.01XS070.009716317.819210.0450.01XS080.00716618.918250.0550.01海水PH值：表3.4-4表层沉积物腐蚀化学数据站位沉积物类型含水率（W%）温度（）pHEh（mv）Es(mv)XS01粘土质粉砂48.39.87.85150-444XS02砂质粉砂2910.757.86120-419XS03砂质粉砂62.310.77.64123-439XS04粘土质粉砂62.410.47.73170-455XS05粘土质粉砂42.410104、.17.8151-453XS06粘土质粉砂48.910.27.7210-462XS07粘土质粉砂74.310.17.72200-410XS08砂质粉砂43.310.77.76166-388表3.4-4 表层沉积物腐蚀化学数据（续）站位Fe3+/Fe2+S2-CaCO3有机碳硫酸盐还原菌（g/g）（%）（%）Cells/g (wet mud)XS010.130.046885.690.381.4104XS020.410.0007555.330.199.5104XS030.20.0023125.470.311.5104XS040.30.0003255.610.269.5104XS050.30.003105、7755.680.329.5103XS060.231.10665.860.49.5104XS070.320.17745.850.499.5103XS080.250.0006116.10.434.5104表3.4-5 柱状样沉积物温度和电阻率站号测定位置（泥样深度）温度电阻率.cmXS011.0m13.11.8m32.22.0m40.52.3m40.83.0m13.8XS031.0m11.840.21.2m48.11.5m13.686.2XS041.0m12.11.3m49.81.5m51.81.8m14.254.9XS051.0m11.91.5m41.81.7m68.02.0m13.769.0106、XS061.0m12.11.5m49.51.7m55.92.0m63.72.2 m15.95XS071.0m11.81.5m40.81.7m40.52.0m44.12.2m144 海底管道结构设计4.1 海底管道结构设计结果上海xx院经过输气管道工艺模拟计算，确定采用单层管输送、海底管线公称直径为36”。海洋石油工程股份有限公司通过对海底管线进行操作、安装期强度和稳定性分析，在考虑内腐蚀裕量为3.0mm情况下，本阶段确定海底管线壁厚为22.2mm、材质为API 5L PSL2 X70、并推荐选用双面埋弧焊直缝焊管（UOE或JCOE管），为确保铺设安装期间稳定性，海底管道外侧需要包覆密度为295107、0kg/m3、厚度为120mm的混凝土。海底管道结构的设计结果如表4.1-1所示：表4.1-1海底管道结构设计结果位置钢管防腐层(3层PE)*混凝土层外径(mm)壁厚(mm)等级API 5L PSL2厚度(mm)密度(kg/m3)厚度(mm)密度(kg/m3)1区管线914.022.2X702.694012029502区管线914.022.2X702.69401202950注：1)*为钢管外侧防腐层。2)鉴于该管道直径较大，建议选择双面埋弧焊直缝焊管（UOE或JCOE管）。3）2区定义为距登陆点500m和距入海点500m范围内的海底管道；除2区以外的海底管道均定义为1区。4.2 海底管道壁厚和108、材质选择基于9.2MPa设计压力和914mm管径，根据以下公式，分别就API 5L PSL2 X65、API 5L PSL2 X70进行了最小壁厚计算。计算结果如表4.2-1所示。式中：tmin-计算的最小壁厚-制造工差，X65、X70级 36”直缝埋弧焊钢管制造工差为+19.5-8，计算时取-8P-海底管道设计压力，MPaD-海底管道公称直径，914mm-使用系数，1区0.72，2区0.5sy-屈服强度，X65 448MPa，X70 483MPatcorr-内腐蚀裕量，3mm表4.2-1 计算最小壁厚钢管材质API 5L PSL2位 置计算最小壁厚（mm）推荐标准钢管公称壁厚（mm）X651109、区17.117.5，19.1，20.6，22.22区23.323.8X701区16.117.5，19.1，20.6，22.22区21.822.2通过对以上各种公称壁厚进行不同组合，考虑温度应力、地震应力、安装应力，经过海底管道座底稳定性、在位强度、安装强度分析计算，以下三个方案均可以满足海底管道运行和安装要求。表4.2-2 方案比选方案位 置钢管材质API 5L PSL2钢管公称壁厚（mm）混凝土配重层厚度（mm）备 注方案一1区X6519.1130水深介于1219m海域的海底管道铺设时张紧器张力需要达到80吨，才能满足安装铺设要求，因此BH109不具备此能力2区X7022.2120底拖法铺设110、方案二1区X6522.2120水深介于1619m海域的海底管道铺设时张紧器张力需要达到53吨，才能满足安装铺设要求，BH109进行大的改造后可以完成铺设工作2区X7022.2120底拖法铺设方案三1区X7022.2120水深介于1619m海域的海底管道铺设时张紧器张力需要达到35吨，才能满足安装铺设要求，BH109进行相应改造后可以完成铺设工作2区X7022.2120底拖法铺设基于以下三个前提： 3mm内腐蚀裕量； BH109铺管船易于施工、便于铺设； 尽量与陆地、岛上管道材质、壁厚一致，便于将来焊接、清管作业。本阶段推荐采用方案三建议下阶段根据接收介质化学组份、在对整个LNG接收系统进行总体111、内腐蚀评估、确定合理的内腐蚀裕量值基础上，综合安装铺设等因素，对壁厚、材质做进一步优化设计工作。4.3 座底稳定性设计海底管道的稳定性分析分为施工期稳定性和管道操作期间长期稳定性两种。本计算考虑管线全程埋设，稳定性设计仅进行施工期管内不充水的横向稳定性分析及运行期的垂向稳定性分析。本阶段对表4.2-2中三个方案进行了稳定性分析。详细计算过程和结果参见附录C“稳定性计算书”。4.3.1 横向稳定性分析xx液化天然气（LNG）海底管道路由工程岩土工程勘察报告描述，勘察区浅部主要分布有灰色砂质粉土、灰黄灰色淤泥质粉质粘土、灰色淤泥、灰黄灰色淤泥质粘土、灰黄灰色淤泥质粉质粘土、灰色粉细砂。但报告中仅给112、出近xx岛处ZK1、ZK2两个钻孔表层0.3m以内原状土剪切强度，其值分别为5kPa、10.4kPa，经与上海xx工程勘察设计研究院沟通，其他钻孔点因表层淤泥严重、近似泥浆，此次因未取到可做试验的土样，所以xx液化天然气（LNG）海底管道路由工程岩土工程勘察报告中没有其他孔的表层土剪切强度值，鉴于此上海xx工程勘察设计研究院建议本阶段施工期海底管道横向稳定性计算按剪切强度5kPa考虑。但初步设计阶段，业主应委托勘察承包商补充进行其他钻孔表层0.3m内剪切强度测定，以判断工程可行性研究阶段取值是否合理，目前选择的混凝土厚度是否足以满足海底管道铺设安装期间的稳定性要求。根据DnV RP E305的113、计算方法，用AGA LV2程序，对各环境参考点HJ1、HJ2、HJ3、HJ4、HJ5、HJ6、HJ7和HJ8分别进行了计算分析，分析的主要结果如下表-1和表4.3.1-2：表-1 横向稳定性计算结果(方案一)区域混凝土壁厚度横向稳定性安全系数(in)(mm)SF1SF214.75 120.65 1.21 1.27 25.25 133.35 1.00 1.25 35.10 129.54 1.07 0.35 44.75 120.65 1.07 1.21 54.25 107.95 1.21 1.30 64.00 101.60 1.02 1.06 74.00 101.60 1.01 1.04 84.2114、5 107.95 1.15 1.23 表-2 横向稳定性计算结果(方案二、方案三)区域混凝土壁厚度横向稳定性安全系数(in)(mm)SF1SF214.25 107.95 1.10 1.12 24.75 120.65 1.00 1.25 34.75 120.65 1.20 1.48 44.25 107.95 1.06 1.19 53.75 95.25 1.21 1.29 63.50 88.90 1.01 1.04 73.50 88.90 1.00 1.02 83.75 95.25 1.13 1.22 说明：SF1、SF示横向稳定性安全系数，SF1表示4小时U1/100流速下的安全系数，SF2表示115、附加3小时风暴潮U1/1000流速下的安全系数。根据横向稳定性的计算结果，方案一1区管线需要增加130mm厚的混凝土以保证其安装期的横向稳定性，混凝土密度为2950kg./m3；方案二及方案三1区管线需要增加120mm厚的混凝土以保证其安装期的横向稳定性，混凝土密度为2950kg./m3。4.3.2 垂向稳定性根据OTC 2277方法计算了运行期的垂向稳定性。主要考虑对埋设的海底管道下沉或漂浮的可能性，下沉按管子充满水考虑，漂浮按管子充满气体或空气考虑。埋地海底管道的垂向稳定性分析按照下面的公式进行计算。经过计算，结果见如表-3和表4.3.2-4：表-3 垂向稳定性计算结果(方案一)组合条件混116、凝土厚度(MM) (KG/M3) (KG/M3) (KG/M3)结果11301549.8891103.1482348.0602115.293OK21301549.889-297.8023749.0102115.293OK表-4 垂向稳定性计算结果(方案二、方案三)组合条件混凝土厚度(MM) (KG/M3) (KG/M3) (KG/M3)结果11201564.3771092.4092358.7992141.205OK21201564.377-332.7123783.9202141.205OK从计算结果可知，方案一混凝土厚度为130mm的管线可以满足垂向稳定性的要求；方案二、方案三混凝土厚度为12117、0mm的管线可以满足垂向稳定性的要求。4.3.3 稳定性分析结果经过横向、垂向稳定性计算，方案一管线需要增加130mm厚的混凝土以保证其安装期的横向稳定性，混凝土密度为2950kg./m3；方案二及方案三管线需要增加120mm厚的混凝土以保证其安装期的横向稳定性，混凝土密度为2950kg./m3。在南汇咀登陆段和xx岛附近采用拖管法铺设（详见4.5）的处于海图水深小于5m的海底管道，在拖拉管道前需要采用预挖沟，挖沟深度至少为3m、挖沟宽度为3.5m，其他部分的海底管道采用后挖沟埋设。对于预开的管沟，管道铺设后，需要采用中粗砂、碎石、块石等进行人工回填，后开设的管沟靠自然回淤。不论是预挖沟，还是118、后挖沟，都要保证埋设深度最低为管顶以上1.5m，这样既可以削减波浪、海流等水动力的作用，又可以避开渔业活动、船舶起抛锚对其的影响，确保其操作期间的长期稳定性。4.4 在位强度分析基于DNV81海底管道系统规范针对表4.2-2中三个方案，就环向应力、温度变化引起的轴向应力、地震引起轴向应力、路由弯曲应力、铺管残余应力、相当应力等进行了管道在位强度分析。详细的计算过程及结果参见附录D“在位强度分析计算书”。4.4.1 环向应力校核海底管道钢管的环向应力由内压引起，此分析中按照DnV81规范以管道最小壁厚进行计算，考虑内管的腐蚀余量和壁厚制造公差；海底管道外管的环向应力由静水压力和土壤对管道的压力引119、起，此分析中考虑外管壁厚的制造公差，许用应力 (表-1)及主要结果(表4.4.1-2)如下。表-1 环向应力校核许用应力表最小屈服强度(MPa)环向应力校核许用应力(MPa)1区2区操作期(1区)操作期(2区)水压试验工况(1区)水压试验工况(2区)方案一448483322.6241.5403.2434.7方案二448483322.6241.5403.2434.7方案三483483347.8241.5434.7434.7表-2 环向应力计算结果管线环向应力y(MPa)操作期水压试验工况方案一1区288.53299.082区241.30257.32方案二、方案三1区241.30257.322区2120、41.30257.32从计算结果可以看出，方案一、方案二及方案三计算的环向应力均小于许用环向应力，因此管线的环向应力满足规范要求。4.4.2 相当应力校核相当应力基于DNV1981规范按照公式 e=(y2+L2-yL)1/2F 进行校核，许用应力(表-3)及计算结果(表4.4.2-4及表4.4.2-5)如下：表-3 相当应力校核许用应力（MPa）方案一方案二方案三最小屈服强度1区4484484832区483483483操作期(工作荷载)1区322.56322.56347.762区241.50241.50241.50操作期(工作荷载+地震荷载)1区430.08430.08463.682区463.121、68463.68463.68水压试验工况1区430.08430.08463.682区463.68463.68463.68表-4 相当应力校核结果(方案一)管线工况环向应力Y (MPA)轴向应力L (MPA)相当应力 E (MPA)1区管线操作期(工作荷载)288.53225.42262.72操作期(工作荷载+地震荷载)288.53322.92307.17水压试验工况299.0869.62271.062区管线操作期(工作荷载)241.30220.10231.43操作期(工作荷载+地震荷载)241.30317.60287.16水压试验工况257.3064.30231.93表-5 相当应力校核结果(122、方案二、方案三)管线工况环向应力Y (MPA)轴向应力L (MPA)相当应力 E (MPA)1区管线操作期(工作荷载)241.3211.9228.0操作期(工作荷载+地震荷载)241.3307.4280.3水压试验工况257.368.7230.72区管线操作期(工作荷载)241.3207.5226.3操作期(工作荷载+地震荷载)241.3303.0277.3水压试验工况257.364.3231.9对于方案一、方案二及方案三所有工况，e F，因此管线的相当应力满足规范要求。4.4.3 屈曲校核根据DNV1981规范，压应力对于管线的屈曲为不利，因此在分析屈曲时只考虑最不利的工况，管线的局部屈曲分123、析按以下3种工况条件下进行计算分析：工况1：1区管线受路由弯曲应力及外压力产生的环向应力，不考虑轴向压应力和内压。工况2：1区管线受路由弯曲应力，地震荷载及外压力产生的环向应力，不考虑轴向压应力和内压。 工况3：2区管线受路由地震荷载及外压力产生的环向应力，不考虑轴向压应力和内压。根据规范要求，进行了局部屈曲及扩展屈曲校核。局部屈曲按照以下公式进行校核：局部屈曲计算结果结果见表-1。表-1 屈曲校核主要计算结果工况组合工况1工况2工况3使用系数0.720.960.67使用系数0.620.820.56方案一0.51 0.42 0.35方案二0.32 0.30 0.35方案三0.32 0.29 0124、.35由屈曲计算分析可以得出，管线在最不利的3种工况下，方案一、方安二及方案三均满足屈曲校核的要求，管道是安全的。扩展屈曲按照公式Ppr=1.15*F*(t/(Dt)2Pe 进行校核，结果见表-2。表-2扩展屈曲校核结果方案工况Ppr(MPq)Pe(MPa)方案一工况1、工况20.7370.293工况30.7370.163方案二工况1、工况21.0020.293工况31.0020.163方案三工况1、工况21.0810.293工况31.0810.163对于方案一、方安二及方案三经过校核管道不会发生扩展屈曲现象，是满足要求的。4.5 海底管道安装分析KP0KP1处于滩涂地带，KP0位于堤坝上，鉴125、于与陆地管道的界面，目前南汇咀处KP0KP2段的拖管长度暂按1500m长考虑，该段海底管道拟采用预开沟、底拖法铺设；在xxKP35.8KP36处约有200m长的海底管道拟采用预开沟、底拖法铺设；其他约34.3km的海底管道需要用BH109铺管船、采用S型铺管船法铺设，其中KP33.8KP35.3处约1500m管道，因其水深为1.85m，BH109铺管船受其吃水限制，需要在高潮期间作业。本节仅对管道拖拉、铺设时的拖拉力、应力进行分析，即仅就海底管道底拖法铺设时的拖拉力、S型铺管法铺设时的正常铺设及后挖沟进行分析。本节对表4.2-2中的三个方案分别进行了强度分析。计算结果见附录E“安装强度分析计算126、”。关于具体安装铺设方法请参见第7章。4.5.1 拖拉力分析本阶段拖拉分析主要进行管道负浮力和拖管力的计算，控制管道的负浮力，主要是为了满足海洋石油工程股份有限公司设备能力。拖管力的计算与一系列设计参数相关，在计算拖管力时考虑了如下因素：管道在空气和水中的单位重量、管道与预挖沟底土壤的摩擦系数、最终拖管总长度、拖拉索具与泥面的摩擦力、拖管时可能出现的不可预见性因素等。拖管力由下面公式确定：其中：F-拖管力，N；Ni-每段管拖拉时对海底面的正压力，N；-管道与泥面的摩擦系数k -不可预见性荷载因子对于底拖法铺设的海底管道，本阶段，拖拉长度按照1.5km考虑、管道混凝土涂层与海底土层的摩擦系数取1127、.3、钢丝绳与海底土层的摩擦系数取1.0、如拖拉时水下负浮力控制在150kg/m之内时，则拖拉所需的可能最大牵引力为342t，为此需要使用海洋石油工程股份有限公司的400吨PH400LP大型线性绞车进行南汇咀和xx处管道铺设工作。4.5.2 正常铺设分析在铺设时管道强度是否满足要求由下面公式校核：管道铺设分析考虑管道的所经路由的海图水深为5m19m，考虑设计高水位(+4.68m)分析计算对三种方案考虑4种工况：工况1：铺管时最小水深为5m时的工况，计算管线受力情况；工况2：铺管时张拉力为35t，管线下弯段相当应力达到许用应力的工况，计算铺管的最大水深情况；工况3：铺管时张拉力为35t，考虑了设128、计高潮位的实际最大水深的工况，计算管线受力情况。工况4：铺管时考虑了设计高潮位的实际最大水深，管线下弯段相当应力达到许用应力的工况，计算张拉力。在本阶段使用BH109船进行计算模拟。铺设分析用OFFPIPE程序进行计算，主要计算结果见表-1、表4.5.2-2及表4.5.2-3。表-1 正常铺设计算结果(方案一)工况1工况2工况3工况4计算水深 (m)516.8023.6823.68张紧器力 (KN)150350350800托管架角度（）11111111支持点管道 所受应力 (MPa)T240.6245244.9253.7R3217.4218.6218.9228.4R4257273.327228129、2.1R5323.8282.6287.5295.2S190.9207.4202.1212.2S263.2227.6211.9231.8S3156.9200.6211.3216.9S4217.2211.1248.4246.9S5244.943.6323.5261.5下弯段管道应力 (MPa)230.7323368.7320.8允许应力72%*F (MPa)322.6322.6322.6322.6UC=下弯段应力/F51%72%82%72%表-2 正常铺设计算结果(方案二)工况1工况2工况3工况4计算水深 (m)521.0023.6823.68张紧器力 (KN)180350350530托管架角度（130、）11111111支持点管道 所受应力 (MPa)T231.8234.5234.8237.7R3214.4218.1216.5220.7R4262.3263.3269.3269.5R5293.1304.4281.5296.7S178.1189.2176.2181.7S259.7144.2152.3149.8S3143.9149.6179.7170.7S4199.3186.7239.3225.6S5226.9255.8331.8315.8下弯段管道应力 (MPa)220.3324.4340.2324.1允许应力72%*F (MPa)322.6322.6322.6322.6UC=下弯段应力/F49131、%72%76%72%表-3 正常铺设计算结果(方案三)工况1工况2工况3/工况4计算水深 (m)523.6823.68张紧器力 (KN)180300350托管架角度（）111111支持点管道 所受应力 (MPa)T231.8234234.8R3214.4215.4216.5R4262.3269.3269.3R5293.1277.1281.5S178.1174.7176.2S259.7153152.3S3143.9182.3179.7S4199.3243.2239.3S5226.9336.4331.8下弯段管道应力 (MPa)220.3345.8340.2允许应力72%*F (MPa)347.8132、347.8347.8UC=下弯段应力/F46%72%70%说明：方案三在张拉力达到350kN及最大水深时满足规范要求。以上三种方案中，方案一：当张紧器提供张拉力为350kN时，铺设最大水深管线时，下弯段的应力比将达到82%，不能满足规范要求的72%；若要确保满足规范要求，则张紧器需要提供张拉力为800kN，BH109不能提供如此大的张拉力。方案二：当张紧器提供张拉力为350kN时，铺设最大水深管线时，下弯段的应力比将达到76%，不能满足规范要求的72%；若要满足规范要求，则张紧器需要提供张拉力为530kN，BH109需要进行大的改造，才能满足铺设要求。方案三：当张紧器提供张拉力为350kN时，133、铺设最大水深管线时，可以满足规范的要求，但因BH109设备老化，要使其达到350kN张拉力，需要对其进行适当的改造。4.5.3 后挖沟分析对于应进行后挖沟的海底管道，挖沟深度为距管顶1.5m，即总的挖沟深度为1.5m加上外管管径。挖沟分析按下面的公式进行校核，主要结果见表5.5-2。 表4.2-1 挖沟分析的主要结果方案一方案二方案三L1 (M)72.4174.8174.81L2 (m)54.3156.4256.42弯曲应力 (MPa)308278278许用应力(0.72*F)322.6322.6347.76方案一、方案二及方案三，经过计算管道在挖沟时满足强度要求。5 海底管道防腐设计5.1 134、海底管道外防腐涂层5.1.1 影响外防腐涂层选择的因素 海底管道有混凝土配重层，因此选择防腐涂层应综合考虑如下因素：l 容易施工l 抗海水腐蚀能力强l 抗冲击l 长期稳定性l 与钢管表面附着力强l 抗细菌及海生物侵蚀l 电绝缘性好 l 耐阴极剥离l 与混凝土间附着力强 l 耐湿性好 l 容易修补 l 价格便宜 5.1.2 涂层选择 上海LNG项目选择的海底管道的外防腐涂层为三层PE，三层PE是一种高性能的防腐涂层。它是由熔结环氧、聚合物胶粘剂和聚乙烯构成。即紧贴钢管表面的是较薄的熔结环氧涂层，外层是较厚的聚乙烯涂层，中间是用性能优良的聚合物胶粘剂将两种涂层牢固地结合为一体。三层PE既能保持熔结135、环氧的附着力强、耐阴极剥离好、柔性好、抗土壤化学腐蚀、电绝缘性能好等优点，又能保持聚乙烯层耐磨、抗冲击等优点，是一种比较理想的管道防腐涂层。但与混凝土配重层不易相嵌，在管道铺设时，两涂层之间容易产生滑移，所以，要对PE层进行起脊防滑处理，以使混凝土和PE层有较好的结合。目前三层PE防腐涂层应用较广，适于连续涂装作业线生产。在海底管线外防腐涂层中有大量工程实例。5.1.3 防腐材料综合分析 对各类常用的材料作了分析，对其主要的参数分析结果如下：材料12345熔结环氧FBE（分数）聚乙烯（PE）涂层（分数）三层PE（分数）环氧煤沥青涂层（分数）煤焦油瓷漆（分数）涂装容易度较易较难较难较难很难（有毒136、）抗海水腐蚀能力较好很好很好很好 很好抗冲击较差很好很好一般一般长期稳定性较好较差很好很好很好与钢管表面附着力强很好较差很好很好很好与混凝土间附着力强较差较差较差较好很好经济一般一般较贵一般便宜 以上涂层均能满足海底管线的防腐设计要求，考虑到目前国内的涂敷加工能力，建议上海LNG项目海底管道使用3PE涂层+混凝土涂层的防腐系统。5.1.4 现场接头防腐 海底管道的安全使用期限与现场接头防腐涂层的质量有很大关系，而现场接头防腐涂层质量的优劣主要决定于接头焊接后的除锈质量、选用补口材料的类型和质量以及涂敷作业的质量。带有混凝土配重层和防腐层的管道对接焊好后，接口处的焊渣、焊接飞溅物、锈迹等应该用电137、动工具、钢丝刷等彻底清除干净，使钢管表面呈现出均匀的近白色光泽。除锈以后，接头防腐可采用热缩带和玛蹄脂等材料。热缩带和玛蹄脂是当今国内外最常用的接口材料。5.2 海底管道阴极保护 阴极保护分为牺牲阳极保护和外加电流保护。由于外加电流保护需要长期的直流电源和调控设备，需配备管理和维修人员，使用不便。所以，目前在海底管道的阴极保护设计中推荐采用牺牲阳极保护系统。5.2.1阳极材料选择目前牺牲阳极材料通常采用镁合金、铝合金。在海水中多推荐使用铝合金阳极，铝合金有如下优点： 理论发生电量大，为2500安时千克，按输出电量的价格比较，铝阳极价格低廉； 在海水及海泥中，铝阳极性能良好，腐蚀均匀，电位保持在138、0.951.10伏，保护钢制管道时有自动调节电流的功能； 铝阳极发生电量大，适合制造长寿命阳极； 密度小、重量轻、安装方便；铝资源丰富，纯度达到99.8%以上即可用作阳极材料。综上所述，从电容量、工作电位、驱动电位、颗粒细化、纯化敏感性、晶间腐蚀、重量、价格等诸多方面考虑，对于上海LNG项目海底管道推荐采用铝锌一铟系合金作为海底管道的牺牲阳极。两半手镯式阳极如图所示：5.2.2阳极数量及安装 依据海底管道工作海域的环境条件、保护年限、管道的几何尺寸及外涂层条件，按照DNV RP F103, DNV RP F102和 DNV RP F106及ISO 15589-2的推荐作法进行海底管线的阳极用量139、计算。阳极布置是否合理，是阴极保护设计中的一个重要方面。在上海LNG项目海底管道工程可行性研究阶段，根据DNV RP F103的要求，建议阳极的间距不超过300米，如果间距增大，要满足保护电位衰减后的计算要求。在确定阳极尺寸时，阳极厚度应与混凝土厚度相匹配，以便满足铺管时能顺利通过张紧器的要求。5.3海底管道内防腐目前国内管道内防腐主要采用熔结环氧粉末防腐减阻内涂层、添加缓蚀剂等方法。环氧粉末涂层主要应用于大口径的管道内防腐，液体环氧涂料主要应用于小口径的管道整体涂敷中。环氧树脂类涂料是管道内涂层的最佳涂料，具有柔韧性好，耐化学性好，抗失压气泡能力强，附着力高，焊接烧损率低的特点。如果输送的天140、然气中含有CO2和H2S腐蚀就会很严重，一般采用注入缓蚀剂、采用耐腐蚀材料、增加内防腐涂层进行防腐。目前对于海底管道采用的内防腐方法是增加腐蚀余量和采用注入缓蚀剂的方法。本项目中的内腐蚀裕量按3mm进行设计，如果输送介质成分的腐蚀性变化较大，在进行有针对性的腐蚀评估，确定管道设计的腐蚀裕量。 5.4陆/岛、海管道交界处的绝缘 在海底管道两端采用绝缘系统，使海底管道和相连接的南汇咀陆地管道、xx岛上管道进行电绝缘，以达到良好的电化学保护效果。海陆管道交界处采用绝缘接头。6 海底管道交越海底光缆和电缆专题研究从技术可行性出发，推荐两个交越方案，方案一为：海底管道在海底光缆和电缆上跨越；方案二为：海141、底光缆和电缆在海底管道上跨越。因海底光缆和电缆均埋于海床下1.53m，所以不论方案一、还是方案二，均需要对海底光缆和电缆进行局部处理。方案一：首先需要将交越点两侧各50m范围内的光缆和电缆进行吹扫，使光缆和电缆沉入海床下至少2.5m，然后放置双层混凝土垫被，再铺设海底管道。参见图6-1。方案二：先将交越点两侧各500m范围内的光缆和电缆进行吹扫，使光缆和电缆露出、并能提升至水面切割、封堵，然后将光缆和电缆头放回海床、固定，开始在交越点处放置双层混凝土垫被，铺设海底管道，待海底管道铺设完成后，捞起光缆和电缆，使用预先准备好的同等型号光缆和电缆短节进行连通、调试，交付光缆和电缆拥有者。参见图6-2142、。图6-1 方案1海管/海缆跨越示意图图6-2 方案2海管/海缆跨越示意图以上两个方案技术、施工、经济比较见表6.1。表6-1方案比较描 述方 案 一（管道在上）方 案 二（光缆和电缆在上）技术可行性可行可行施工工作量小大海上作业时间短长管道对光缆和电缆影响大无是否需切割、封堵、连接否是是否需断通讯、断电否是是否需费用补偿否是是否需购置同型号光缆和电缆短节否是是否需对光缆和电缆调试否是跨越工程费用低高经比较以上两个方案，从技术可行、经济合理角度出发，本阶段推荐采用方案一。详细分析研究参见附录A：上海LNG项目海底管道跨越电缆专题研究报告(共30页)。7 海底管道安装铺设方法专题研究从表-1中可143、知，海底管道路由水深变化复杂，为更好地描述海底管道安装铺设方法，根据水深情况，将海底管道路由分解成图7-1所示五段。图7-1 海底管道分段示意图7.1 海底管道铺设顺序由于xx接收站码头北侧由缓坡过渡至海底，不存在立管登码头、BH109船重复动复员问题，因此海底管道铺设顺序既可以是从南汇咀铺向xx，也可以是从xx铺向南汇咀，但从尽量减少对xx接收站建设进度影响角度出发，建议铺设顺序为由xx向南汇咀铺设，即：先用底拖法铺设图7-1中第五段，然后用铺管船法铺设第四、三、二段，最后再用底拖法铺设第一段。分段铺设示意见图7.1-1。示意图7.1-1 分段铺设示意图7.2 铺设方法图7-1中第一、五段海144、底管道采用400吨PH400LP型线性绞车进行底拖法铺设，第二、三、四段海底管道采用BH109铺管船进行S型铺设，对于第三段管道，因其处于1.85m水深海域，受BH109吃水限制，需要乘高潮铺设，路由区AC2、AC3拐点，由铺管船控制1.5km铺设曲率半径自然形成，不考虑加设专门弯头。7.3 挖沟埋设方法对于采用底拖法铺设的海底管道，需要采用对于采用底拖法铺设的海底管道，需要采用预挖管沟、人工回填方式，管沟沟深至少2.5m、沟宽至少3.5m；对于采用铺管船法铺设的海底管道，采用后挖沟、自然回淤方式。全程海底管道埋设后，应保证海底管道管顶至少距离海床1.5m。7.4 海底管道惰化介质海底管道全程145、铺设完成后，应立即进行清管、试压、除水、干燥、惰化工作，因为是气管道，建议采用氮气惰化。关于海底管道安装铺设方法详细分析研究参见附录B上海LNG项目海底管道安装铺设方法专题研究报告(共57页)。8 安全、环境保护8.1 安全分析经过安全分析，认为对海底管道安全构成威胁的主要因素有以下几种：l 环境和自然因素损坏（风、浪、流、潮、地震等）l 不稳定海床（海底冲刷、沙土液化）l 拖网和船锚造成的损坏l 操作失误l 内、外腐蚀损坏l 落物l 船舶对立管的碰撞l 机械损坏l 海底光缆和电缆维护、维修 在以上几种因素中，环境和自然因素、不稳定海床对海底管道运行操作安全影响严重。 风暴、波浪、海流、潮流和146、地震等自然现象会给海底管道造成很大破坏。风、浪、流及大潮汛叠加共同作用，将使海底管道路由海床（尤其是沙土地基海床）被局部冲刷，造成海底管道覆盖层被冲走、管道底部地基淘空，形成管道局部悬跨，因实际悬跨超过设计允许悬跨，在涡激振动下管道发生疲劳破坏。地震带来的危险是使海底管道震动和发生位移，从而损坏管道本身。对上海LNG项目海底管道来说，海底管道部分已考虑按预挖沟或后挖沟埋设，并按管道所在区域的地震烈度设防，埋设方式和管道结构具备一定的安全防护和抗震能力，本管道能防止地震破坏，但是否发生冲刷悬空破坏，建议业主在初步设计阶段进行专题研究。 上海LNG项目海底管道将交越四条海底光缆和两条海底电缆，如果147、采用方案一，即管道在上、光缆和电缆在下，当海底光缆和电缆需要维护、维修时，需要对交越点附近一定范围内海底管道进行局部支撑、再实施吹泥作业，避免管道过度悬跨破断，同时在抽出管道下面光缆和电缆时，必须小心操作，避免机械设备对管道造成碰撞。如果采用方案二，即光缆和电缆在上、管道在下，当海底光缆和电缆需要维护、维修时，必须小心吹泥作业，最大吹泥深度至露出混凝土垫被为止，吹泥作业和维修时必须避免重物落到海底管道路由上。对密闭输送管道，上下游设备突发性故障及操作失误都会造成管道系统超压。对本管道而言，形成管道超压的原因为接收站内及管道末站压力控制系统事故、误操作或操作不当。为降低超压对管道破坏的可能性，本148、管道起点己设置超压报警和超压泄放设备。由于内外腐蚀造成管道腐蚀穿孔，会导致天然气泄漏。管材质量低劣等原因，加速管线的腐蚀速率，导致管线强度达不到要求而出现裂缝或者说断裂现象，进而导致天然气泄漏。施工质量未过关，管线接头焊接质量差或未焊透，导致腐蚀加速、强度不能满足安全运行要求而发生天然气泄漏。本项目海底管道采用三层PE防腐涂层和牺牲阳极保护措施，因而外部腐蚀将得到有效保护；海底管道内部考虑了3mm腐蚀裕量，能满足该管道整个寿命期间的设计和运行要求。8.2 安全防范措施为保证上海LNG项目海底管道在投产运营后的安全，需要采取如下安全防范措施。l 采用优质防腐涂料，设置有效的阴极保护能力，建议业主149、在工程建设阶段增加防腐蚀监测装置（陆工王教授的装置可否使用，能用把图纸要来）l 采取埋设和外加混凝土加重层等措施，增加机械保护能力l 在海底管道和海底光缆、电缆交越点处，加设两层混凝土垫被l 设置压力报警仪表和压力泄放装置，消除管道超压运行的可能性和破坏。l 为保证管道的运行安全，设计选用质量可靠的管材和关键设备；l 在施工阶段，建立施工质量保证体系，提高施工检验人员的水平，严格挑选施工队伍，施工单位应尽量选择具有丰富的海底管道施工经验的队伍。施工单位应持有劳动行政部门颁发的压力管道安装许可证，建立质量保证体系，确保管道施工质量。从事管道焊接以及无损检测的检测人员，必须按有关规定取得劳动行政部150、门颁发的特种作业人员资格书，并要求持证上岗。加强检验手段；制定严格的规章制度，发现缺陷及时正确修补并做好记录；进行水压试验，排除更多的存在于焊缝和母材的缺陷；从而增加管道的安全性。l 在管道运行期间，加强管理，应严格控制输送气的气质，定期用清管器清管；定期进行管道壁厚的测量，发现问题及时维修更换；定期检查管道的安全保护系统，如截断阀、安全阀、放空系统等。l 管道运行期采用计算机控制的测漏系统，能及时掌握有无泄漏情况工程投产后，要求管理单位建立定期检验制度。定期对管道线路进行检查，尤其是在特殊情况下，如台风、海啸、地震等严重自然灾害后，立即开展全面的线路检查。如发现管道悬空、裸露于海床或其他危及151、管道运行安全的问题，必须及时采取补救措施，防止管道损坏，造成经济损失。8.3 环境保护本管道采用密闭输送工艺，不会产生泄漏现象，不会对途经海域造成污染。本海底管道在阀件、管材选择和管道结构等方面将十分重视考虑安全问题，且设有压力保护装置以及监测系统，因此，本管道事故泄漏的可能性极小。一旦发生泄漏，入海点前及登陆点后的截断阀将立即自动关断，将影响及损失减到最小。8.4 施工对环境的影响施工期间，施工场地、机具、船舶及所携带的燃料、排泄物都有可能对环境造成影响。具体的有：l 土地平整将局部改变地貌，损坏植被、庄稼、树林l 海管铺设、拖拉期间会暂时禁止船只穿过l 海管铺设期间将在管道路由损害滩涂养殖152、l 船舶有可能发生事故出现漏油从而污染海域l 机舱含油污水、生活污水、生活废水、生活垃圾、工业垃圾、清管试压的水含铁锈等物质，如直接排放可能影响到附近的水域为了减少影响，可要求承包商合理布置场地，尽量减少临时征地、滩涂，合理安排施工设备、船只，尽量缩短海上作业，同时排除事故隐患。对于机舱含油污水要求承包商运回陆地处理，生活污水需经船用生活污水处理装置处理后再排海，食物残渣生活垃圾必须经粉碎后方可排海，固体垃圾和工业垃圾需回收运回陆地处理。9 海底管道工程项目进度计划海底管道工程项目进度计划详见表9-1。表9-1上海LNG项目海底管道工程进度计划10 施工组织海底管道与海底光缆和电缆交越、海底管153、道铺设施工组织分别见图10-1和图10-2。图10-1海底管道与海底光缆和电缆交越施工组织图图10-2海底管道铺设施工组织图（仅为人员）11 海底管道工程费用估算（加上阻流器3000万元人民币费用）11.1 费用估算说明（1）费用估算中未含前期费用。（2）xx液化天然气项目海底管道跨越电缆专题工程投资估算报告含两个方案：方案一：管道在光缆和电缆上方交越方案；方案二：管道在光缆和电缆下方交越方案。在方案二中由于需进行光缆及电缆切割封堵，造成通讯及供电中断，费用估算中不含中断损失补偿费，费用估算中不含光缆及电缆海底捞起并连通所需的专家及专利费。（3）xx液化天然气项目海底管道安装铺设分五段进行，第154、一段（近岸段）采用陆上拖拉法、第二、三、四段采用铺管船法、第五段采用陆上拖拉法。（4）海底管道铺设用的挖泥船、海底管道倒驳所需的驳船及拖轮考虑从当地租用；铺管船队则考虑从塘沽动复员；铺设前后的勘察船考虑从当地租用；涂敷预制后的海底管道考虑从南汇咀附近运至海上施工现场。（5）费用估算中未含管道铺设前周围海域清理障碍物（如鱼网等）的费用（6）费用估算中未含铺管船改造费，如锚机改造、滚轮改造、锚泊系泊改造等。（7）费用估算中不含价差准备费等费用6.2 工程估算参考依据l 中国海洋石油总公司2000年5月海上油（气）田建设安装工程定额l 中国海洋石油总公司2002年6月海上油气田开发工程项目投资估算、155、概算编制指南l 中华人民共和国交通部疏浚工程概算、预算编制规定l 中华人民共和国交通部疏浚工程船舶艘班费用定额l 以往项目施工单位报价、合同l 厂家寻价l 兑换率：1美元=8.2765元人民币11.2 费用估算基础费用估算的计算基础日期为20xx年5月。11.3 费用估算表表11.3-1 xx液化天然气海底管道（方案一 海底管道在光/电缆上方交越）序号费 用 名 称估 算 费 用费用合计折合人民币/万元美 元（万元）人民币（万元）一前期费用0.00.0二工程直接费3,507.720,762.449,794.0材料费3,507.7812.129,843.7涂敷、预制6,119.36,119.3海156、上铺设安装 海缆段处理1,798.01,798.0 海底管道铺设12,033.012,033.0三工程间接费 5,875.75,875.7管理费2,091.32,091.3保险费1,991.81,991.8第三方检验费448.1448.1设计费1,344.41,344.4四预备费用350.82,663.85,567.0基本预备费350.82,663.85,567.0价差预备费0.0合 计3,858.529,301.961,236.6表11.3-2 xx液化天然气海底管道（方案二 海底管道在光/电缆下方交越）序号费 用 名 称估 算 费 用费用合计折合人民币/万元美 元（万元）人 民 币（万元）157、一前期费用0.00.0二工程直接费3,507.723,988.153,019.7材料费3,507.7812.129,843.7涂敷、预制6,119.36,119.3海上铺设安装海缆段处理5,023.75,023.7海底管道铺设12,033.012,033.0三工程间接费 6,256.36,256.3管理费2,226.82,226.8保险费2,120.82,120.8第三方检验费477.2477.2设计费1,431.51,431.5四预备费用350.83,024.45,927.6基本预备费350.83,024.45,927.6价差预备费0.0合 计3,858.533,268.965,203.61158、2 问题与建议12.1 问题1) xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告：“P139表.4-1中描述路由区近海底处最大可能海流速度将达到1.85m/s；P105中4.6.5节描述路由区总趋势是冲刷范围扩大、冲刷速率有所增加、淤积范围减少、淤积速率降低；P74中描述KP32KP33.2近1000m宽度为xx西北冲沟，海底地形地貌复杂；P96P105 4.6节描述50年代70年代、70年代1997年、1997年20xx年，整个海底管道路由区冲刷位置、深度处于变化之中，路由区多处为冲刷区，且20xx年观测结果，KP31.4KP35范围冲刷深度急剧增大，P105又强调xx大桥建设后，桥墩附近159、，短期内输电电缆由埋深2m变为裸露海底；P173中8.3描述路由区近年海底以冲刷为主，南部潮流冲刷槽区的冲刷厚度较大，主要与xx港工程海底采砂有关”。因xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告中对于未来冲刷的发展趋势、范围、深度没有具体描述、以及业主明确本阶段我们不做海底冲刷、海床迁移对海底管道稳定性影响和对策专题研究，所以目前我们暂未考虑海底冲刷、海床迁移对海底管道运行和安装期间安全影响2) 根据xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告给定的环境条件，经初步评估，对于直径为36”、外面又包覆近120mm厚混凝土、路由区最深水深近19m，BH109铺管船上的锚机系统、生产线/托160、管架上的滚轮难于满足铺设要求，但本阶段尚未考虑BH109铺管船的改造和实施方案及改造费用3) xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告：P92描述勘测海域浅层气顶接近海底或至海底下58m，根据气顶形态判断，气顶的压强不大。但报告中对浅层气的分布、以及对海底管道运行期安全未做具体评价，所以本阶段按照浅层气对海底管道安全无影响考虑4) xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告：P93描述路由沿途近一半长度处于渔网密布区。密布的渔网将影响铺设船只的锚泊和施工，本阶段设计、安装铺设、费用均按施工前路由区渔网全部清除考虑5) 因缺少xx岛至沈家湾岛连接大堤建造具体计划、设计参数，目前海底161、管道铺设专题研究按照没有该大堤设计，如果将来海底管道铺设前大堤已建成，则对于该专题研究中海底管道铺设方法需要进行重新研究6) xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告（送审稿）中，未明确海底管道与C2C-3A、C2C-3B海底光缆交越点处，光缆埋深是1.5m、还是3.0m，交越专题研究目前按埋深1.5m考虑，如果实际埋深为3.0m，则对于方案一的吹扫工作量将减少，对于方案二的吹扫工作量将增大7) 由于缺少路由区、尤其是缺少登陆、登岛处海域回淤情况资料，目前预挖沟深度和宽度均按照理论值考虑，将来实施时，如果回淤严重，则应将预挖沟深度和宽度加大8) 因目前阶段业主尚未与光缆和电缆拥有者商谈162、交越方案的可实施性及补偿费用事宜，本阶段工程费用估算部分未包括光缆和电缆的补偿费用等9) 本工程可行性研究报告中费用估算部分以BH109铺管船为基础，未考虑其他可用于该项目的国际第二代铺管船费用，且不包括BH109铺管船锚机、滚轮改造费用10) 因时间原因，本阶段未对钢管采办问题进行深入研究11) 因xx液化天然气（LNG）项目海底管道路由勘察报告（送审稿）中，缺少海底浅层土壤参数剪切强度值、缺少路由上的波浪/潮位数值，从偏于安全、与陆地管道材质、壁厚尽量一致角度出发，本阶段选取一区、二区均为 API 5L X70级钢管，在考虑了3mm内腐蚀裕量前提下，壁厚选为22.2mm，鉴于时间原因，本阶163、段对材质、壁厚未做深入优化研究12.2 建议 1) 建议业主在初步设计阶段启动前，完成路由区海底冲刷、海床迁移对海底管道稳定性影响和对策专题研究，以指导海底管道操作、铺设期设计工作的开展。建议业主尤其应重视KP32KP33.2近1000m宽度xx西北冲沟的成因、对海底管道安全的影响分析研究。并对加大海底管道埋设深度或加设阻流板方案进行深入研究2) 建议业主根据上海LNG项目整体进度，尽早落实铺管船舶资源。便于业主有足够的时间去考虑国际上其他船舶资源，或海洋石油工程股份有限公司尽早落实施工方案及BH109铺管船改造技术和实施方案3) 建议业主在初步设计阶段启动前组织完成浅层气对海底管道安全影响和164、对策专题研究4) 建议业主在海底管道铺设前完成路由区渔网清理洽谈和清除工作，避免影响海底管道铺设安装作业和整个工程进度5) 建议业主尽早落实xx岛至沈家湾岛连接大堤建造计划，以便研究海底管道穿越大堤的设计和施工方案，修改本工程可行性研究报告中安装铺设专题研究中施工方案6) 建议初步设计前，业主组织开展交越点处光缆和电缆埋设深度补充调查，以便确认具体的处理工作量7) 建议业主在海底管道铺设前，加强对预挖沟段路由区海底回淤调查，如果回淤严重，及时采取将挖沟深度、宽度加大的措施8) 鉴于整个LNG项目工程进度紧张，建议业主立即着手与光缆和电缆拥有者洽谈管道与光缆和电缆交越两个方案的可实施性和补偿费用165、，以补充完善海底管道工程费用估算9) 建议业主进行国际铺管船费用的咨询10) 建议业主尽早开展钢管调研，落实钢管供应商，以满足整个工程进度要求11) 建议业主在初步设计阶段启动前，补充提供沿管道路由各钻孔位置海床表层0.5m、3m内土壤剪切强度，补充提供管道路由1年重现期环境条件值，并就整个LNG接收系统进行整体腐蚀评估，以确定适当的内腐蚀裕量，从而达到对钢材材质、管道壁厚进一步优化的目的12) 建议在初步设计阶段对AC3拐点位置向西北偏移的调整及海底管道经xx至xx岛大堤铺设下海的可行性进行进一步的研究。13) 建议在初步设计阶段，对海底管道水面对接方案的可实施性进行深入研究13 附录附录A:“xx液化天然气项目海底管道跨越电缆专题研究报告”附录B：“xx液化天然气项目海底管道安装铺设方法专题研究报告”附录C：“稳定性计算书”附录D：“在位强度分析计算书” 附录E：“安装强度分析计算书”附录F：“DWG-SHLNG-SP-001总布置图” “DWG-SHLNG-SP-002008管线路由图”“DWG-SHLNG-SP-009海底管线与陆地管线界面点图”“DWG-SHLNG-SP-010海管/海缆跨越详图”“DWG-SHLNG-SP-011混凝土垫块及吊装框架图”“DWG-SHLNG-SP-012管体详图”