SY／T 0305-2021  滩海管道系统技术规范

SY/T 03052021

c）管道路由与桥梁、隧道并行时，其轴线距离桥梁、隧道最近边缘距离不宜小于100m；采用定 向钻施工方式时，距离桥梁墩台冲刷坑外边缘不宜小于10m，且不应影响桥墩台安全，距离 水下隧道的净距不宜小于30m。当不能满足上述要求时，应与相关管理部门协商确定。 ）处于滩海油（气）田内部的管道与原有管道及其他海工结构物或滩海石油设施之简的水平距 离，应保证管道在铺设、安装时不危及原有海工结构物或滩海石油设施的安全，也不妨碍预 定位置钻井、修井作业的正常进行，并有足够的安全距离。 e）处于电流干扰区的管道路由布置应符合GB/T 21447的有关要求。 5.2.4新设计管道不宜与原有管道交叉。不可避免时，交叉部位的垂直净距应于0.3m。 5.2.5与原有管道交叉时，管道如需埋设，埋设深度应满足设计要求。如不能下埋时可在其上进行覆 盖防护，但管道上覆盖防护不应影响航行，且不应对原有管道产生不利影响。 5.2.6同沟（槽）敷设的管道之间应留有足够的空间、以便管道敷设及后期维修

5.3.1.1管道路由选定后，应进行详细的路由勘察。路由勘察应包括路由沿线水文及气象、水深地形 及浅层地质部面、海床土壤特性、海底障碍物、路由区域冲淤趋势及潜在危险物调查等。 5.3.1.2路由沿线水文及气象调查至少应包括：风与风暴（台风）、波浪、海流、潮汐、冰情、海雾、 环境腐蚀性及长距离管道沿线的气温、水温、表层泥温变化等。 5.3.2沿线地形勘测 5.3.2.1沿线地形勘测方法和要求应符合GB/T 17502的有关规定。 5.3.2.2路由勘测走廊带在轴线两侧的宽度和精度应满足管道正常施工和在位状态下安全的需要， 并考虑管道轴线有可能调整的余地。 一般在轴线两侧的宽度宜取250m，精度宜采用1：5000 1：2000，对于平台或其他滩海设施附近、障碍物分布区、海底地形显著变化区等一些需详细勘测区 域，宜采用1：500～1：200水深地形。 5.3.2.3查明路由沿线海底障碍物可与路由沿线地形勘测结合进行。应特别注意岩石出露、大漂石、 不稳定边坡、潮沟及河流人海口、冲刷和淤积等特殊海床地形及其变化，以及沉船、海底装置、海底 电缆、潜在危险物等的调查。 5.3.2.4管道路由地质勘测深度应超过管道在安装、开挖与埋设或运行期间可能达到的最大深度

建筑标准5.3.2沿线地形助测

5.3.3.1路由沿线海床的土壤特性资料，可以通过物理勘探、岩心钻探、现场原位测试和钻孔取样室 内试验等方法取得，还可从地质调查、海底地形测量、潜水触摸模、生物调查和化学分析等方法取得必 要的补充资料和数据。土壤资料的现场和室内试验技术应符合GB/T17502的有关规定。 5.3.3.2应对开挖和（或）埋设作业的难易程度、土壤滑塌或液化的可能性、冲刷或淤积的可能性等 具体问题作出评价，应对海床沉积物作专门调查。 5.3.3.3当有证据表明重复出现的地质活动或重要历史事件可能影响管道时，宜进行额外的地质灾害 研究，可能包括： 增加物探勘察； 泥火山或凹坑活动； 涉昆气可能引起的地质定害

增加物探勘察； 泥火山或凹坑活动； 浅层气可能引起的地质灾害：

SY/T 03052021

地震灾害; 地震断层位移： 土壤边坡失效的可能性； 风暴作用下海床土液化； 泥流特征； 泥流对管道的影响。

地震灾害： 地震断层位移： 土壤边坡失效的可能性； 风暴作用下海床土液化； 泥流特征； 泥流对管道的影响。

.1应包括可能影响管道的所有荷载和强制位移。应采用所有可能同时作用的相关荷载组合分 载面或系统的每个可能失效模式。 2荷载工况应包含不同阶段和条件的最不利荷载工况。设计中典型工况应包括：

6.1.2荷载工况应包含不同阶段和条件的最不利

运输， 安装； 铺设后； 充水； 系统压力试验； 运行； 一关断。 6.1.3作用于管道上的荷载可分为：功能荷载（包括安装状态和在位状态）、环境荷载、干涉荷载及 偶然荷载等。 6.1.4与海水季节性变化和管道沿线海底土壤有关的特性应包括温度（气温、水温、海底土壤温度） 含盐量、含氧量、PH值、电阻率、海流及海生物活动等对管道系统腐蚀控制和保护系统的影响。 6.1.5应编制管道在储存、安装和压力试验期间直至投产前的内部状态说明。应根据管道及其附件暴 露在海水和潮湿空气中的持续时间确定是否需要采取临时的防腐措施。 6.1.6应详细说明输送介质的物理性质和化学成分， ，以及管道沿线的温度、压力及其变化。 6.1.7应详细说明温度和压力的极限，输送介质中腐蚀性成分的允许浓度，尤其应注意下列成分及其 含量： a）硫化氢和其他硫化物； b）二氧化碳； c）氧； d）水； e）氯化物。

6.2.1.1功能荷载是指由管道系统存在和预期使用所引起的荷载。

1.2确定功能荷载时，至少应分析由以下因素所产生的效应： 重力； 由安装船舶产生的反作用（例如：张紧器、托管架/支撑滚轮等） 外部静水压力：

SY/T 03052021

安装阶段的静态水动力荷载； 下弯段由土壤产生的反作用； 内部压力； 介质温度； 预应力； 法兰、卡子等部件的反作用； 支撑结构的永久变形； 覆盖（例如：土壤、石块、垫子、涵洞等）； 海床的反作用（例如：摩擦、扭转等）； 由于地面下沉所导致的竖向和横向永久变形； 由于冻胀导致的永久变形； 由于凝结导致轴向摩擦的改变； 由于冰干涉可能引起的荷载，例如在埋设管道靠近固定点（在线阀/三通、固定设备等）附 近周围生成的冰壳、浮冰等， 由清管工作所引起的荷载。 5.2.1.3重力应包括管道的自重、浮力、介质、涂层、阳极、海生物和全部管道上的附件。 5.2.1.4在正常操作期间，功能荷载应包括由压力引起的端帽力和瞬时压力效应（例如阀门关闭时引 起的）。 5.2.1.5 对以下工况，应确定由于内部流体和外部环境引起的温度和对应的温度分布： 运行期间最大和最小设计温度（100年重现值）； 运行期间的代表性温度； 安装时、铺设后、充水和系统压力试验期间的代表性温度。 5.2.1.6校核疲劳强度时应评估温度波动引起的疲劳损伤的影响。 5.2.1.7膨胀分析时应包括考虑温度分布影响的相对铺设时的温差。 .2.1.8应包括在安装期产生的永久性弯曲或永久性伸长等预应力的影响。由法兰螺栓、连接器、立 管支撑及其他永久性附属构件产生的预张力应作为功能荷载。 5.2.2压力荷载

部压力是基于参考高程处的内部压力，随高程差产生的流体柱重量变化而变化。局部压力 ）至公式(3) 计算 :

SY/T 03052021

Pi局部系统试验压力，单位为帕 (Pa) ; P一参考高程处的系统试验参考压力，单位为帕(Pa); 管道相关的试验介质密度，单位为千克每立方米（kg/m）； Pa—压力参考高程的设计压力，单位为帕 (Pa); yi一偶然压力与设计压力比率。 6.2.2.2当外压有利于提高管道承载能力时，采用的外压应不大于相应位置处考虑风暴减水条件下天 文低潮位时的水压。 6.2.2.3当外压使管道承载能力降低时，采用的外压应不低于相应位置处考虑风暴增水条件下高潮位 时的水压。

6.3.1.1环境荷载指不属于功能荷载和偶然荷载的周围环境引起的作用在管道系统上的荷载。 6.3.1.2风、波浪、海流、潮汐、海冰、温度、地震等自然环境条件的选取应符合SY/T4084的有关 规定。 6.3.1.3管道系统所在海域范围内海生物对系统的影响应按环境荷载考虑，包括海生物附生在管道和 立管上造成的荷载变化及其影响。

6.3.1.1环境荷载指不属于功能荷载和偶然荷载的周围环境引起的作用在管道系统上的荷载。 6.3.1.2风、波浪、海流、潮汐、海冰、温度、地震等自然环境条件的选取应符合SY/T4084的有关 规定。 6.3.1.3管道系统所在海域范围内海生物对系统的影响应按环境荷载考虑，包括海生物附生在管道和 立管上造成的荷载变化及其影响。 6.3.2风荷载 6.3.2.1 根据取得的风力数据，可遵照SY/T4084确定风荷载，也可直接使用由试验取得的数据资料。 6.3.2.2确定风荷载时风力数据应以统计资料为依据，如持续风作用比阵风更为不利，宜采用1mir 持续风速，如阵风作用比持续风更为不利，宜采用3s阵风风速。 6.3.2.3除确定最大静力（或准静力） 风荷载外，还应分析立管由于风产生的循环荷载引起振动的可 能性。

可 6.3.2.1 根据取得的风力数据，可遵照SY/T4084确定风荷载，也可直接使用由试验取得的数据资料。 6.3.2.2确定风荷载时风力数据应以统计资料为依据，如持续风作用比阵风更为不利，宜采用1min 持续风速，如阵风作用比持续风更为不利，宜采用3s阵风风速。 6.3.2.3除确定最大静力（或准静力）风荷载外，还应分析立管由于风产生的循环荷载引起振动的可 能性。

6.3.3.1作用在管道上的波浪荷载可根据波高、周期、水深、管道尺寸等数据采用公认方法和合适的 波浪理论计算确定，也可采用模型试验确定。 6.3.3.2对于圆形立管，垂直于管轴方向单位长度上的波浪力f可按莫里森（Morison）方程计算【公 式（4）】：

垂直于管轴方向单位长度的波浪力，单位为牛顿每米（N/m）； 海水密度，单位为千克每立方米（kg/m）； C 垂直于管轴的拖曳力系数； C 惯性力系数； D 管道有效外径（包括防腐涂层、配重层和海生物附着增加的厚度），单位为米（m）； 垂直于管轴线的水质点相对于构件的速度分量，单位为米每秒（m/s），I为其绝对值，当 考虑海流和波浪联合作用时，u为波浪水质点的速度天量与海流速度量之和在垂直于构 件方向上的分矢量；

SY/T 03052021

a）单位长度上水平波浪力的计算同公式（4）； b）单位长度上升力 f 可由公式（5）确定:

fc单位长度上的海流荷载，单位为牛顿每米（N/m）； u一设计海流流速，单位为米每秒（m/s）； A一单位管道长度垂直于海流方向上的投影面积，单位为米（m)。 6.3.4.2当仅考虑海流作用于管道上时，单位长度的海流升力fc可由公式（7）计算

4.3承受海流作用的管道或立管的悬跨段，应分析冯·卡门（VonKarman）涡流引起振动的可 计算方法可参照 SY/T 7056进行

5.1对有可能结冰或有浮冰的地区应对可能作用于管道系统上的各种冰作用进行分析。冰对管 充的作用包括平整冰的挤作用、重力作用，浮冰的磨损作用、撞击作用和堆积作用。 5.2管道系统水面以上处于冻结情况时（如由于浪花飞溅作用等造成），应分析下述影响： a)冰的重量，

SY/T 03052021

b）由于冰融化后，冰块移动时产生的撞击力； c）由于冰的膨胀产生的作用力： d）由于暴露部分的面积或体积加大而增加的风荷载或波浪荷载。 5.3在风和流的作用下，大面积冰原挤压立管所产生的冰荷载F可由公式（8）计算

6.3.7环境荷载组合

6.3.7.1对所选定设计状态下管道系统的荷载条件，应采用可能同时作用荷载的最不利情况组合，对 地震作用应包含地震引起的波浪和海流的影响。 6.3.7.2对同一管道系统的不同构件或管段（管道、立管）及其所处不同状态（运输、拖曳、铺设、 节装、连接、理设、试压、检测）应采用实际可能同时出现的最不利荷载组合。在组合时，当水深影 响敏感时，应包含水位变动因素。 6.3.7.3对采用相关重现期的最不利的荷载效应组合，当不同的荷载分量（例如风、浪、流或冰）之 间的相互关系未知时，可使用表6中的特征环境荷载组合。当设计使用年限不大于20年时，极端环 境主荷载分量的重现期可根据设计使用年限的2～3倍确定，但不应小于50年。 6.3.7.4天气受限或持续时间小于6个月的工况荷载条件可按临时条件考虑，超过6个月小于1年的 工况可根据具体情况确定其荷载条件，除此之外的工况荷载条件应按永久条件考虑。 6.3.7.5对于小于72h的临时条件，米取工程限制措施后，设计荷载条件可取作业期预定持续时间的 3 倍，且不应少于3 个月，

SY/T 03052021

表6用重现期表示的特征环境荷载组合

6.5.5至少应根据以下因素确定冲击能量

SY/T 03052021

拖网渔具的质量和速度； 有效附加质量和速度。 管道涂层和管道壁厚凹陷试验应根据冲击能量的大小确定相关试验参数。绑扎管应能抵抗拖网 冲击。

.1偶然荷载指在异常和意外情况下作用于管道系统上的荷载，偶然荷载的年发生概率不大于1 .2典型的偶然荷载可能由下列因素造成

a）极端波浪和海流作用； b）船舶冲击或其他飘浮物（碰撞、搁浅、下沉）； c) 落物; d）偶然性超压； e）海床泥土滑移； f)爆炸; g）火灾和热流； h）湿式屈曲引起的偶然性充水； i) 操作失灵; i) 锚的拖拉。

6.7.1.1荷载效应是指管道在荷载作用下的响应。 6.7.1.2设计荷载效应是通过将不同类型荷载作用下的特征荷载效应按特定的荷载交 后得出的。

6.7.2.1特征荷载效应是一个量化的荷载效应，用于设计荷载效应的计算。 6.7.2.2特征荷载效应是由功能、环境和干涉荷载效应组成的。 6.7.2.3对于操作不受气象条件限制的管道，特征环境荷载的重现期按6.3.7选取。 6.7.2.4100年重现期的最不利荷载效应由极端功能、极端环境、极端干涉或偶然荷载效应控制，宜 采用表7的特征荷载效应。 6.7.2.5除以上定义的特征荷载外，还应校核疲劳荷载。见表7

6.7.3设计荷载效应

6.7.3.1应按7.4中的各个极限状态校核管道的设计荷载效应。 6.7.3.2 设计荷载以公式（10）的形式表示:

6.7.3.1应按7.4中的各个极限状态校核管道的设计荷载效应。

SY/T 03052021

表8荷载效应因子和荷载组合

如果功能荷载效应降低了荷载组合效应，则下应取1/1.1， 。当存在系统效应时,应仅校核这项荷载效应因子组合，如当管道的主要部分承受相同的功能荷载。此情 应用于管道的安装。

SY/T 03052021

6.7.3.4系统效应包括以下工况： 系统承压： 压溃，在安装后的形状； 安装。 前两项内容分析采用特征壁厚t。 6.7.3.5条件荷载效应因子应按表9取值。其中“不平坦海床”适用于管道位于不平坦海床上而不是 铺设到不平坦的海床上。可同时使用多个条件荷载效应因子，例如，在不平坦的海床上进行的压力试 验，其最终的条件荷载效应因子取为1.07×0.93=1.00。

6.7.3.4系统效应包括以下工况:

表9条件荷载效应因子（2）

6.7.4 荷载效应计算

SY/T 03052021

式中H是有效（残余）铺设张力。有效残余铺设张力可通过比较铺设后调查数据与有限元分析 结果进行确定。 6.7.4.8在线弹性应力范围内被完全约束的管道有效轴向力为「公式（17)1：

式中H是有效（残余）铺设张力。有效残余铺设张力可通过比较铺设后调查数据与有 结果进行确定。 6.7.4.8在线弹性应力范围内被完全约束的管道有效轴向力为公式（17]：

H一有效（残余）铺设张力，单位为牛顿（N）； Ap一相对于铺设的内压差，单位为帕（Pa）; △T相对于铺设的温度差单位为摄氏度(℃)

7.1.1本文件中的局部屈曲极限状态设计方法仅适用于自由应力条件的管道直管，不运

a）当需要9.5.2中补充要求F（ 延续断裂可能性。 b）宜用文件证明外压抗力。 c）设计时应根据荷载控制条件

7.2压力试验原理及准则

1.2.1管道系统的承压能力应满足设计

一过失误差泄漏试验：系统压力试验（见7.2.3和14.2.4）和管道组对静水压试验（见12.5.7）。 7.2.3在安装完成后应对管道系统进行系统压力试验。系统压力试验期间的局部试验压力（Pa）应满 足在正常运行期间的安全等级要求，见公式（18）：

αpt一系统压力试验因子，见表16。 7.2.4在缺乏相关设计依据时，偶然压力可取为设计压力的1.1倍，系统试验压力取最高点局部设计 压力（对安全等级中和高）的1.15倍（假定试验介质密度高于αspt倍的运营阶段介质密度）。

αpt一系统压力试验因子，见表16。 4在缺乏相关设计依据时，偶然压力可取为设计压力的1.1倍，系统试验压力取最高点局部设 ］（对安全等级中和高）的1.15倍（假定试验介质密度高于αspt倍的运营阶段介质密度）。

LRs.[公式(19)]。下标1表示不同的荷载类型!

SY/T 03052021

.1.3设计荷载效应通过将不同类型荷载作用下的特征荷载效应按特定的荷载效应因子进行组合 见6.7。 .1.4设计抗力通过特征抗力除以抗力因子得到，抗力因子基于安全等级确定，反映失效后果 3.2。

7.3.2.1 设计抗力 Rra 按公式 (20)计算:

2.1 设计抗力 Ra 按公式（20）计算:

7.3.2.4根据可能的失效后果，管道的安全等级见4.4。安全等级抗力因子反映安全水平，取值见 表11。对于位移控制极限状态，不同安全等级相应的应变抗力因子取值见7.4.6.7、7.4.6.8和表17。 安全等级可因阶段和位置的不同而不同。

表 11 安全等级抗力因子 2s(

.2.5在特征抗力中不考虑钢管 其不连续处（例如现场节点）可能会增大管道的应力或应变时，计算时应采用涂层增强后的有交

金融标准SY/T 0305—2021

SY/T 03052021

7.3.2.6在特征抗力中不考虑内覆层或衬管对钢管可能有益的加强效应，除非经过严格证实

特征抗力中不考虑内覆层或衬管对钢管可能有益的加强效应，除非经过严格证实。

7.3.3特征材料特性

7.3.3.1抗力计算中应使用特征材料特性。 性应力 应变曲线。 22一加阻述本冶副中使用岛胰征都强度值C和控分±（2)和分±（22）注管

式中： f, tempfa, temp 一由于温度影响而使屈服强度和拉伸强度的降低值数据标准，见7.3.3.4；

出生 抗拉强度； 杨氏模量； 一温度膨胀系数。 对碳锰钢和13Cr，温度高于50C时，应根据温度对材料特性的影响选取材料特性设计参数。对 22Cr和25Cr，温度高于20℃时应选取相应温度下的材料特性设计参数。如果没有其他关于碳锰钢、 22Cr或25Cr屈服应力存在降低效应的资料，则可采用图1。对13Cr一般需要进行试验。