邯鄲市水下管道工程公司-設計施工一體化

邯鄲市水下管道工程公司-設計施工一體化

水下管道是敷設在江、河、湖、海的水下用來(lái)輸送液體、氣體或松散固體的管道。水下管道不受水深、地形等條件限制，輸送效率高、耗能少。大多數埋于水下土層中，因而檢查和維修較困難。登陸部分常處于潮差段或波浪破碎區，易受風(fēng)浪、潮流、冰凌等影響，在規劃和設計時(shí)要考慮預防措施。

水下管道的作用：輸送液體

材料：單層管用于輸送常溫的單一材料的液體、氣體或固體；雙層管用于輸送兩種材料或在輸送過(guò)程中需保溫的液體或氣體；三層管用于在輸送過(guò)程中需加熱的液體或氣體。

設計原則   第一段：水下管道的直徑，根據輸送材料的性質(zhì)、輸送量和輸送速度等因素按流體力學(xué)計算確定。管壁材料和厚度先按經(jīng)驗假定，而后根據各種荷載作用核算其應力和變形。若不符合規定，則再修改。計算時(shí)通常需考慮管道在施工時(shí)和正常運轉時(shí)的內部和外部受力狀態(tài)。對雙層管及三層管，內管及外管需按不同受力狀態(tài)分別進(jìn)行計算。還需驗算由內壓和外壓、溫度變化以及管線(xiàn)彎曲引起的管壁應力；核算管道在試壓荷載作用下的強度，管道在可能發(fā)生的水擊壓力作用下的應力，以及管道在地震作用下的應力。

第二段：　由于水擊壓力和地震作用均為短期荷載，因而材料的設計強度均可提高。為了提高管道抗腐蝕能力，應適當增加鋼管壁厚。在管道敷設過(guò)程中和敷設后均須驗算穩定性，包括在波浪、水流（主要為潮流）、冰層壓力和流水沖擊力作用下管道的穩定性，以及由于管道基底面不平整、地基基礎的不均勻沉陷而對管道穩定性的影響。調節水下管道的重量，可以降低管道在施工敷設時(shí)的應力和保持管道在敷設過(guò)程中和敷設后的穩定。調節的方法有增重調節法（調節管道單位長(cháng)度的重量，增加管壁厚度，在管道上連續或間隔地覆蓋壓塊，管道內充水等）和浮力調節法（用浮筒的浮力來(lái)調節管道重量）。

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　　當穿越寬度不大的江、河時(shí)可以采用頂管法或盾構法施工。當穿越湖泊或海峽時(shí)可采用：①漂浮敷設法。管道在陸上制作加工組裝成管段，浮運至敷設地點(diǎn)，在作業(yè)船上焊接管段之間的接頭，然后使管道下沉就位。②牽引敷設法。管道在陸上制作加工，并焊接成數百米長(cháng)的管段，然后用牽引設備（卷?yè)P機、船舶等
）沿水底或水面牽引,同時(shí)在岸邊把管段接長(cháng),直至整根管道牽引到預定敷設位置為止。③敷管船敷設法制作加工都在敷管船上進(jìn)行，每敷設一管段后就前進(jìn)一定距離。單節管道由駁船供應。不論采用哪一種敷設方法，均應按不同受力狀態(tài)復核管道的應力。如應力太大應采取相應的加固措施。

一、水下管道的兩種鋪設方式

　　1、鋪設在水底上；

　　2、埋設在水底下溝槽內；

　　埋設在水底下溝槽內時(shí)，溝槽內管頂鋪設深度一般為管徑的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，還應防止風(fēng)暴時(shí)管道可能浮漂或下沉，為此，管道應埋設在海床下足夠深度。此外，如果水道較深，水底之上鋪管不會(huì )影響航運，水底平坦，沿管線(xiàn)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、床底土運動(dòng)、河床沖刷或其他原因引起破壞，則可將管道直接鋪設在穩定的河床或海床上。

　　水底直接敷設的管道抗震性能要優(yōu)于水下溝槽埋設。

二、水下溝槽開(kāi)挖

　　管道水下溝槽敷設一般有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。

　　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)是施工設備簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是管線(xiàn)定位不易準確，槽底平整度差，溝槽準直度低，而且易于回淤。因此，當采用這種方法時(shí)，應適當選擇槽底寬度和開(kāi)挖深度。底寬一般為管外徑加0.8—1.0m.開(kāi)挖深度根據回淤情況而定，邊坡系數為1：2—1：4.粘土河床的回淤情況并不嚴重，沙土回淤迅速。常用的水下溝槽開(kāi)挖方法和設備有爆破法、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機曳引。鏟斗順滑道往上拉，隨著(zhù)挖深增加而往下放滑道。這種方法可以比較準確地控制溝槽的平面位置和準直度。

　　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，或由駁船運至遠處；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)設備開(kāi)挖時(shí)，挖泥船等應臨時(shí)錨舶，以保證溝槽中心位置準確。水下溝槽中心線(xiàn)用岸標或浮標顯示，并用經(jīng)緯儀或激光準直儀測量。條件允許時(shí)，可在兩岸標之間拉設管道中心線(xiàn)，以中心線(xiàn)為準用標尺或錘球可測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

　　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(cháng)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，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(cháng)線(xiàn)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)挖區內降低地下水位后再制備管段。預制管段用船只或用設在對岸的曳引設備（卷?yè)P機、拖拉機等）浮拖。

　　但多數情況是岸邊預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。

　　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口。

　　2、水底拖曳鋪管

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

　　如管道分段預制，則應在拖曳過(guò)程中將管道逐段接口，增長(cháng)拖曳長(cháng)度。管道一次拖曳長(cháng)度可達數十米。

　　3、鋪管船鋪管

　　將管子用運管船運至鋪管船上，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(cháng)距離管段遠離岸邊的鋪管工作。

　　4、沖沉土層鋪管

　　水底鋪設的管段，如采用預先挖溝的方法，管線(xiàn)定位、溝槽準直、溝底平整等質(zhì)量不易保證。為了避免預先挖溝引起的缺點(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距離搬運。