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研究潮汐区海底管道施工技术应用

2020-02-14 438 上传者：管理员

摘要：本文以沟槽开挖、管道入海、管道立管施工和管道焊接防腐等关键技术为切入点，分析和研究了潮汐区海底管道施工工艺技术，希望克服海底管道施工作业中的难关，提前做好准备避免不良因素造成严重损失。

关键词：
技术
施工
海下运输
海底管道
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1、潮汐区海底管道施工工艺技术

1.1 施工工艺技术

1.1.1 工艺特点

潮汐区的海底管道施工工序可以分为海上管道定位、沟槽开挖的深度宽度、管道的海上焊接和防腐、管道的海上对接、管道的浮运沉放、管道的保护几个主要阶段。管道的海上对接：需要先在陆地上完成焊接，然后在海上进行对接。管道的保护：需使用熔结环氧涂层与牺牲阳极的技术对钢管进行保护，保证工程质量的提高和施工进度的加快，提高施工效率，降低施工成本。海底管道铺设方法：一般采用安装浮式装置并且最常常使用S型安装方法、J型安装方法和拖曳式铺设方法。其中S型铺设法最为常见，管道在海下运输过程中，主动形成S型曲线，使用S型铺设方法需要在工作准备前定位锚绳，与管子的一端系在一起，为防止管道变形，需要随时进行监控。

1.1.2 适用范围

海底管道由于受风、海浪和水流等影响，施工现场条件一般较恶劣，这就限制了施工在时间上的选择，施工需要进行在风浪比较平静的日子里。在海上，已经开阔的施工范围较小，水文及海况对施工设计影响较大，影响因素很多所以要综合考虑。本项目海底管道铺设范围应在舟山及周围的海岛城镇。可用于处理生活污水、运输油（气）和生活用水。

1.1.3 工艺原理

首先，要掌握潮汐的规律，在岸边组织焊接管道，注意接口的防腐工作，开挖沟槽。其次，要在潮水高涨时把拖船和管道连接起来，注意用缆绳，将管段由拖船拖至水中并固定，另一段管段也使用相同的道理。最后，在海上完成对接，焊接阳极块形成整体，对管道进行浮运并放置于沟槽。

1.2 施工流程及操作要点

1.2.1 施工流程

1.2.2 施工要点

在实际操作中有许多需要注意的点，接下来一一分析。

基槽的开挖：在准备基槽开挖时，需要认真细致进行测量，根据理论资料，实质绘制施工图纸，合理安排抛泥区的位置。基槽开挖所用到的是抓斗式挖泥船，在施工时需要确定挖泥船的位置，建立定位系统，精准的提高挖泥船的控制度，保证海底管道基槽轴线位置准确。与此同时，需要在岸上设置操作室，随时观察水位变化并及时调整，确保控制在规定范围内。开挖的时候，注意要缓慢进行，使基槽轴线位置准确，让基槽底更加平整，开挖后所产生的污泥需要运送至抛泥区。

钢管陆上组焊：钢管焊接使用手工焊接的方式，开始前需要认真观察现场环境，最好在施工前进行焊接设备与焊接工艺间的试验，现场需要有监理工程师监督并执行。在焊接前，应该尽早清除油污等杂质，避免生锈；焊接时，应最大减少错边数量，从管口四周到管口内部做到平齐；焊接后，需要认真打磨不规则位置，做到先观察、后进行的步骤，检验是否符合标准。

内壁外壁的防腐：防腐工作中所采用的是加强级熔结环氧防腐材料，防腐涂层的性能需要满足国家标准和要求。

钢管浮运：选择一个天气较好的时间，集中组装长管段并焊接盲板，同时，提前做好下水拖运的各项准备工作，当高平潮时，需要采用拖船将已处于漂浮状态的管道安置就位。需要注意的是，拖运前，需要将缆绳放置船舶上，在末端设置控制缆绳，当水位高涨后把钢管拖出水面，在施工过程中要保证施工的安全性。拖运时，要选择较好的天气进行，需要时刻关注拖运情况，让管段在施工过程中达到平衡。管道就位以后，助拖船需要帮助主拖船控制管段，降低管段受水流的副作用。在距离施工前段时间，需要计算好短钢丝绳及卸扣等工具，及时定位以降低水流的抵抗作用。

水面对接：水下管道为保持整体性需要在水面将两条长长的管道进行对接，在专门设置的平台上，两条管道需要悬浮起来并保持内部清洁，焊接过程中，要采用不锈钢板作内衬，在焊接平台与焊接管道连接起来。位于管道口，需要先进行内衬焊接然后再与钢管焊接，在施工过程中要尤其注意防腐工作。

钢管沉放：管道钢管的沉放工作需要经历三个步骤：首先需要准确定位管道位置，然后对准定位并控制好管道施行下沉工作，最后需要精准地连接好水下管道。值得需要注意的是，在水上作业中需要完成定位工作，先把管道放置于定位桩上再用测量仪器精准测量，由于基槽足够深，所以使用长管道一端到另一端注水下沉，使管道可以随时调整，控制下沉的速度及深度。下沉时，要准确调整管道位置，保证水面对接有序进行，在水面上用工作船对管道进行适当调整，以便水下对接工作的顺利完成。

管段试压：在施工过程中，如果有必要本项目将对水下的管道进行试压，增加水下管道中间的试压检验，现场中若进行场馆段水下装沉放完成后施行试压检验，可与陆上试验相同道理。若需要两端试压板采用焊接时候必须要加固，并且需要一端在登陆点一端在水上工作室里进行试验。

2、施工设备及效益

2.1 施工材料

采用的是无缝钢管，且用于海底管道使用的是焊接的方式，采取内壁、外壁防腐，加强熔结环氧气防腐。施工设备上用了抓斗式挖泥船、吊车和拖船。其中，挖泥船需要两台，用于基槽的开挖；吊车需要一台，用于吊运海底的沉管；拖船三到四只，用于拖运海底的沉管。铺管所用到铺管船作业系统，在铺管过程中作业系统为施工起到运载作用，为海底管道完成顺利对接，作业系统也最终把海底管线送到托管架子上。在施工过程中，作业系统起到了非常重要的作用。

2.2 经济效益

对于潮汐区的地理环境状况，经过严谨的分析，使用海底管道施工工艺技术可以集中处理生活污水，最大地提高经济效益。相比在陆地上铺设管道而言，海底管道则需要更短的线路、更少的时间，在经济上达到最高利润。

3、结语

本项目是以新建舟山市茅区域污水调配工作为主，工程实施项目长1.7公里，平均海底深埋2.5米，海底管道均采用了无缝钢管焊接技术。但是，在潮汐区安装海底管道看似很简单，可是在实际上会遇到各种各样的问题。在陆地施行焊接工作，可能会占用较长的施工时间，花费较多的人力，所以需要制约施工速度，而提高焊接技术水平和效率是关键。在海上，立管安装、连接等工作有较大的特殊性，需要进一步提高施工工艺水平，增加熟练度，才能为海底管道施工的工作进度提供保障。在海底管道施工作业中，水下作业经常遇到各种各样的问题，这就需要克服难关，提前做好准备避免不良因素造成严重损失。

参考文献：

[1]曹火江.舟山海底管道施工技术[J].上海建设科技,2002(1):20-23.

[2]蔡瑞安.海底输水管线铺设技术探讨[J].福建水力发电,2015(2):46-48.

戴元林,戴梦雨.关于潮汐区海底管道施工工艺技术探讨[J].华东科技(综合),2019(6):0405-0405.