谈江河、海底等部位水下管道的铺设安装

谈江河、海底等部位水下管道的铺设安装摘要：介绍了水下沟槽开挖的方法及其优缺点；管道水下铺设的几种方法的优点比较及注意事项。关键词：水下沟槽开挖、浮漂拖航铺管、水底拖曳铺管、铺管船铺管、冲沉土层铺管、综合作业船铺管。一、概述修建过河管、江心取水头部与岸井连接管、污水向水系排放干管、长距离河底或海底输水管等，应根据水下管道长度、水系深度、水系流速、水底土质、航运要求、管道使用年限、潮汐和风浪情况等因素，选择合适的施工方法。一般水下管道的铺设方法有围堰法和水下铺管法。根据技术经济比较，在水系较浅，流速较小，航运不频繁、筑堰材料可以就地取材，筑堰对水系污染可控制在允许范围以内时，一般采用围堰法。但是，当不具备以上条件时，常采用的是水下铺管法。水下管道一般有两种铺设方式：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。二、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。三、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。