管道水下铺设

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  • 管道水下安装
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    水下管道的两种铺设方式
    1、铺设在水底上;
    2、埋设在水底下沟槽内;
    埋设在水底下沟槽内时,沟槽内管顶铺设深度一般为管径的3—4倍,以避免船只抛锚,河床冲刷等影响。海下管道的埋地铺设,还应防止风暴时管道可能浮漂或下沉,为此,管道应埋设在海床下足够深度。此外,如果水道较深,水底之上铺管不会影响航运,水底平坦,沿管线没有障碍物和悬空地,管道不会因船只抛锚、流体动力、土壤液化、床底土运动、河床冲刷或其他原因引起破坏,则可将管道直接铺设在稳定的河床或海床上。
    水底直接敷设的管道抗震性能要优于水下沟槽埋设。
    水下沟槽开挖
    管道水下沟槽敷设一般有3种情况:
    1、先挖槽后埋管;
    2、挖槽和埋管同时进行;
    3、先放管后沉入土内。
    这些方法的选择取决于水底土质、水系宽度和深度等因素。
    先挖槽后埋管的优点是施工设备简单;缺点是管线定位不易准确,槽底平整度差,沟槽准直度低,而且易于回淤。因此,当采用这种方法时,应适当选择槽底宽度和开挖深度。底宽一般为管外径加0.8—1.0m.开挖深度根据回淤情况而定,边坡系数为1:2—1:4.粘土河床的回淤情况并不严重,沙土回淤迅速。常用的水下沟槽开挖方法和设备有爆破法、岸式索铲、挖泥船、高压泵船等。
    爆破法开挖:适用于岩石河床;
    岸式索铲:适用于狭窄水系。铲斗用岸上卷扬机曳引。铲斗顺滑道往上拉,随着挖深增加而往下放滑道。这种方法可以比较准确地控制沟槽的平面位置和准直度。
    挖泥船和高压泵船:水系宽阔一般用抓斗式或多斗式挖泥船开挖水下沟槽的方法,土方卸在沟槽水流下游一侧,或由驳船运至远处;河床土质松散,可用高压泵船以高压水流冲射水底土层进行开挖 .
    用船或其他浮动设备开挖时,挖泥船等应临时锚舶,以保证沟槽中心位置准确。水下沟槽中心线用岸标或浮标显示,并用经纬仪或激光准直仪测量。条件允许时,可在两岸标之间拉设管道中心线,以中心线为准用标尺或锤球可测水下沟槽的位置和槽底高程。
    为了防止回淤影响,可以采用分段开挖铺管的施工方法,以缩短水下晾槽时间。
    管道的水下铺设
    1、浮漂拖航铺管:
    浮漂拖航铺管的方法是先在岸边把管子连接成一定长度的管段,管段两端堵板,浮漂拖航到铺管位置,灌水入管,下沉到水底或沟槽内,取下堵板,然后将各管段之间在水下接口。
    如果水系较浅,有纵深岸边,岸边与水面高差不大,可在过河管中心延长线的岸边原地面制备管段;或者岸边与水面高差较大,就须开挖岸边,减少与水面高差,并在开挖区内降低地下水位后再制备管段。预制管段用船只或用设在对岸的曳引设备(卷扬机、拖拉机等)浮拖。
    但多数情况是岸边预制的管段与水系平行,管段制备后装上浮筒推入水中,在水面上由船浮漂拖航。
    管的两端采用法兰盘螺栓堵板。在堵板上设有直径1/2——1的放气孔和进水孔。
    管段由水面浮航到沟槽上方,由定位起重船吊放入槽,管段下放到沟槽内。
    管段水下定位及接口均由潜水工操作。潜水工用通讯工具与定位起重船联系,调正定位船锚泊位置和船上起重臂操作,使下沉管段与已铺管段对口。
    2、水底拖曳铺管
    当长度较大的管段采用浮航困难时,可在水底拖曳。拖运时受风浪、潮汐等影响较小,作业安全,不需牵制船,但拖运马力较大。适用与长距离深水铺管,如向海中铺设排污干管。
    如管道分段预制,则应在拖曳过程中将管道逐段接口,增长拖曳长度。管道一次拖曳长度可达数十米。
    3、铺管船铺管
    将管子用运管船运至铺管船上,在铺管船上进行管段接口后,沿铺管船上的滑道、管托架等装置,下入水底。这种方法适用于长距离管段远离岸边的铺管工作。
    4、冲沉土层铺管
    水底铺设的管段,如采用预先挖沟的方法,管线定位、沟槽准直、沟底平整等质量不易保证。为了避免预先挖沟引起的缺点,可采用冲沉法铺管。
    冲沉法铺管是先把管子放在水底,然后用冲泥器把高压水射向管底土层,使管底土液化,丧失承载能力,管道就埋入水底。液化土层的厚度一般为管径的3—4倍。
    采用这种方法的前提条件是管底土层为可被液化的。
    5、综合作业船铺管
    预挖水下沟槽铺管的方法的缺点是沟槽可能发生回淤,弃土和回填土工作量大。为了克服这种缺点,可采用综合作业船铺管。
    沟槽由水泵喷射高压水冲挖,挖出的土由砂泵抽升到后部回填沟槽,使沟槽晾槽时间减少至最短,而且取消了回填土的远距离搬运。[1] 
    水下管道发展趋势
    自50年代以来,水下管道敷设量不断增长,过去只能跨越江、河,现在已发展到跨越深海。
    程度提高
    在现阶段,敷管船的自动化程度不断提高;钢材及混凝土用料更进一步适应水下的要求;
    趋于标准
    管道的制作开始趋于标准化;利用自动电焊和自动探伤摄影;
    耐久提高
    采用阴极防腐蚀技术以及应用自动控制技术和遥测遥控装置,使水下管道的安全性和耐久性大大提高
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