水下管道的鋪設(shè)施工工藝

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　　一、概述

　　修建過(guò)河管、江心取水頭部與岸井連接管、污水向水系排放干管、長(zhǎng)距離河底或海底輸水管等，應(yīng)根據(jù)水下管道長(zhǎng)度、水系深度、水系流速、水底土質(zhì)、航運(yùn)要求、管道使用年限、潮汐和風(fēng)浪情況等因素，選擇合適的施工方法。一般水下管道的鋪設(shè)方法有圍堰法和水下鋪管法。

　　根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，在水系較淺，流速較小，航運(yùn)不頻繁、筑堰材料可以就地取材，筑堰對(duì)水系污染可控制在允許范圍以?xún)?nèi)時(shí)，一般采用圍堰法。但是，當(dāng)不具備以上條件時(shí)，常采用的是水下鋪管法。

　　水下管道一般有兩種鋪設(shè)方式：

　　1、鋪設(shè)在水底上；

　　2、埋設(shè)在水底下溝槽內(nèi)；

　　埋設(shè)在水底下溝槽內(nèi)時(shí)，溝槽內(nèi)管頂鋪設(shè)深度一般為管徑的3-4倍，以避免船只拋錨，河床沖刷等影響。海下管道的埋地鋪設(shè)，還應(yīng)防止風(fēng)暴時(shí)管道可能浮漂或下沉，為此，管道應(yīng)埋設(shè)在海床下足夠深度。此外，如果水道較深，水底之上鋪管不會(huì)影響航運(yùn)，水底平坦，沿管線沒(méi)有障礙物和懸空地，管道不會(huì)因船只拋錨、流體動(dòng)力、土壤液化、床底土運(yùn)動(dòng)、河床沖刷或其他原因引起破壞，則可將管道直接鋪設(shè)在穩(wěn)定的河床或海床上。

　　水底直接敷設(shè)的管道抗震性能要優(yōu)于水下溝槽埋設(shè)。

　　二、水下溝槽開(kāi)挖

　　管道水下溝槽敷設(shè)一般有3種情況：

　　1、先挖槽后埋管；

　　2、挖槽和埋管同時(shí)進(jìn)行；

　　3、先放管后沉入土內(nèi)。

　　這些方法的選擇取決于水底土質(zhì)、水系寬度和深度等因素。

　　先挖槽后埋管的優(yōu)點(diǎn)是施工設(shè)備簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是管線定位不易準(zhǔn)確，槽底平整度差，溝槽準(zhǔn)直度低，而且易于回淤。因此，當(dāng)采用這種方法時(shí)，應(yīng)適當(dāng)選擇槽底寬度和開(kāi)挖深度。底寬一般為管外徑加0.8-1.0m。開(kāi)挖深度根據(jù)回淤情況而定，邊坡系數(shù)為1：2-1：4。粘土河床的回淤情況并不嚴(yán)重，沙土回淤迅速。常用的水下溝槽開(kāi)挖方法和設(shè)備有爆破法、岸式索鏟、挖泥船、高壓泵船等。

　　爆破法開(kāi)挖：適用于巖石河床；

　　岸式索鏟：適用于狹窄水系。鏟斗用岸上卷?yè)P(yáng)機(jī)曳引。鏟斗順滑道往上拉，隨著挖深增加而往下放滑道。這種方法可以比較準(zhǔn)確地控制溝槽的平面位置和準(zhǔn)直度。

　　挖泥船和高壓泵船：水系寬闊一般用抓斗式或多斗式挖泥船開(kāi)挖水下溝槽的方法，土方卸在溝槽水流下游一側(cè)，或由駁船運(yùn)至遠(yuǎn)處；河床土質(zhì)松散，可用高壓泵船以高壓水流沖射水底土層進(jìn)行開(kāi)挖。

　　用船或其他浮動(dòng)設(shè)備開(kāi)挖時(shí)，挖泥船等應(yīng)臨時(shí)錨舶，以保證溝槽中心位置準(zhǔn)確。水下溝槽中心線用岸標(biāo)或浮標(biāo)顯示，并用經(jīng)緯儀或激光準(zhǔn)直儀測(cè)量。條件允許時(shí)，可在兩岸標(biāo)之間拉設(shè)管道中心線，以中心線為準(zhǔn)用標(biāo)尺或錘球可測(cè)水下溝槽的位置和槽底高程。

　　為了防止回淤影響，可以采用分段開(kāi)挖鋪管的施工方法，以縮短水下晾槽時(shí)間。

　　三、管道的水下鋪設(shè)

　　1、浮漂拖航鋪管：

　　浮漂拖航鋪管的方法是先在岸邊把管子連接成一定長(zhǎng)度的管段，管段兩端堵板，浮漂拖航到鋪管位置，灌水入管，下沉到水底或溝槽內(nèi)，取下堵板，然后將各管段之間在水下接口。

　　如果水系較淺，有縱深岸邊，岸邊與水面高差不大，可在過(guò)河管中心延長(zhǎng)線的岸邊原地面制備管段；或者岸邊與水面高差較大，就須開(kāi)挖岸邊，減少與水面高差，并在開(kāi)挖區(qū)內(nèi)降低地下水位后再制備管段。預(yù)制管段用船只或用設(shè)在對(duì)岸的曳引設(shè)備（卷?yè)P(yáng)機(jī)、拖拉機(jī)等）浮拖。

　　但多數(shù)情況是岸邊預(yù)制的管段與水系平行，管段制備后裝上浮筒推入水中，在水面上由船浮漂拖航。

　　管的兩端采用法蘭盤(pán)螺栓堵板。在堵板上設(shè)有直徑1/2"--1"的放氣孔和進(jìn)水孔。

　　管段由水面浮航到溝槽上方，由定位起重船吊放入槽，管段下放到溝槽內(nèi)。

　　管段水下定位及接口均由潛水工操作。潛水工用通訊工具與定位起重船聯(lián)系，調(diào)正定位船錨泊位置和船上起重臂操作，使下沉管段與已鋪管段對(duì)口。

　　2、水底拖曳鋪管

　　當(dāng)長(zhǎng)度較大的管段采用浮航困難時(shí)，可在水底拖曳。拖運(yùn)時(shí)受風(fēng)浪、潮汐等影響較小，作業(yè)安全，不需牽制船，但拖運(yùn)馬力較大。適用與長(zhǎng)距離深水鋪管，如向海中鋪設(shè)排污干管。

　　如管道分段預(yù)制，則應(yīng)在拖曳過(guò)程中將管道逐段接口，增長(zhǎng)拖曳長(zhǎng)度。管道一次拖曳長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)十米。

　　3、鋪管船鋪管

　　將管子用運(yùn)管船運(yùn)至鋪管船上，在鋪管船上進(jìn)行管段接口后，沿鋪管船上的滑道、管托架等裝置，下入水底。這種方法適用于長(zhǎng)距離管段遠(yuǎn)離岸邊的鋪管工作。

　　4、沖沉土層鋪管

　　水底鋪設(shè)的管段，如采用預(yù)先挖溝的方法，管線定位、溝槽準(zhǔn)直、溝底平整等質(zhì)量不易保證。為了避免預(yù)先挖溝引起的缺點(diǎn)，可采用沖沉法鋪管。

　　沖沉法鋪管是先把管子放在水底，然后用沖泥器把高壓水射向管底土層，使管底土液化，喪失承載能力，管道就埋入水底。液化土層的厚度一般為管徑的3-4倍。

　　采用這種方法的前提條件是管底土層為可被液化的。

　　5、綜合作業(yè)船鋪管

　　預(yù)挖水下溝槽鋪管的方法的缺點(diǎn)是溝槽可能發(fā)生回淤，棄土和回填土工作量大。為了克服這種缺點(diǎn)，可采用綜合作業(yè)船鋪管。

　　溝槽由水泵噴射高壓水沖挖，挖出的土由砂泵抽升到后部回填溝槽，使溝槽晾槽時(shí)間減少至最短，而且取消了回填土的遠(yuǎn)距離搬運(yùn)。