浅水滩涂E管道敷设工艺的原创

滩涂及浅水区PE管道敷设施工工艺研究摘要：随着PE管道在国内给排水领域使用的范围越来越广，技术也越来越成熟，凭借PE管的柔韧性、漂浮性、延展性和长度任意可控并保持整体不泄漏、重量轻、耐腐蚀、抗磨的诸多优点，在国内诸多项目中不断得到应用。本文的通过本次在国内外海底敷设最长管道57.4km项目---大连长海县跨海引水工程实施过程，以及以往在沿海敷设其他类型的管道所历经的很多浅水滩涂的管道敷设施工过程，我们对滩涂登陆和浅水区域敷设施工进行了总结，以便能更好地推广浅水区域管道敷埋施工技术和拓展今后PE管运用领域。关键词：浅水区滩涂埋管施工工艺推广1、概述滩涂、沼泽、浅水区域由于地基软弱，承载力低，一些地域或水域无法采用大型机械或船舶进行开挖，这对管道敷设施工带来了很多困难。但随着PE管道的很多特性不断被人们认识和开发运用，包括国际市场在取水、深海排放、海上油气开采输送等很多领域中的运用，显示了非常突出的先进性和经济性，形成了塑料管道运用的重要市场领域，使各种用途的PE管道在滩涂、浅水软基区域敷设施工成为了可能。目前，国内在水中敷设PE管道才刚刚起步，滩涂管道敷设工艺还不是很成熟，还需要不断改善，并通过对现有的工艺技术进行不断总结和完善，以便吸收成功经验和教训，使专用工法能有更加广泛的适用性，满足社会的发展需要。2、现有施工工艺在滩地、沼泽、浅水软基地带进行敷管时，由于基础承载力低，在没有与大水域连通的情况下，无法用机械或船舶进行管道沟槽的开挖，因此，在这些地域进行管道敷设时，只能采用浮拖法进行敷设。但本工艺主要针对在海边滩涂和浅水区域，在这些区域，因为有可以和大水域连通的条件，可以利用施工船舶从深水区域逐渐向浅水滩地进行开挖前进，也能够快速完成管道沟槽的开挖，但由于海边受到潮汐和风浪影响比较明显，很容易造成管沟的回淤，因此对管道敷埋深度和质量控制也会带来一定的影响，为此，在施工过程中，必须增加管沟回淤的清除工序，这样方可保证管道敷埋深度。在特殊水域进行PE管道敷设时，目前采用的工艺主要是：滩涂管沟开挖→管道组焊→配重安装→漂浮牵引→定位→管沟涌浪区清淤→注水→下沉→试压→覆盖压载→管沟回填。为了确保管道敷设施工顺利进行，对施工工序进行优化和交叉施工，部分工序与海上部分的管道同期进行。3、滩涂管道施工3.1、管道沟槽开挖浅水区域及滩涂的管道沟槽开挖可采用船载挖机、挖泥船、搅吸船等开挖机械或船舶进行开挖，近陆地段采用挖掘机进行开挖。由于海边滩地受水流、风浪、潮涌的影响，管沟容易造成回淤，因此，在近岸管沟开挖过程中，必须要掌握好开挖时机，即采用船舶机械进行开挖时，尽量利用高潮位开挖施工。而采用机械设备进行时，必须利用低潮位时机进行开挖，必要时必须加大设备的投入。在进行滩涂管沟开挖时，挖出的土方堆放必须远离管沟边缘，防止沟槽坍塌或涨潮后造成沟槽回淤，因此，在进行管沟开挖时，尽量使用能够自动输送排放开挖泥土的设备或船舶，根据在本次长海县供水项目的滩地管沟开挖及管道敷设施工及其他类似项目中所遇到的滩涂浅水区域敷管的实施情况，我们认为：为减少运泥困难，滩涂管沟的开挖宜采用砂浆泵或泥浆泵进行管沟开挖，具体实施时需要根据土质进行设备的选择，对于基岩或风化岩地段的管沟，在无法避开岩石段或修改管沟轴线的情况下，可以采用爆破或凿岩机破碎进行处理，其中水下的岩渣采用抓斗式挖泥船进行开挖，能够在低潮位出露的滩涂沟槽只能利用高潮位进行爆破。低潮位挖机开挖。总之,在沿海水域进行浅水滩涂管道敷设时,必须根据滩涂的地质情况进行区别对待,遇礁岩等硬质滩地时,可考虑先行开挖形成沟槽,软地基淤泥质底层可在管道基本牵引到位后进行开挖或对开挖过的沟槽进行回淤清理后再行沉管，在本次长海县供水管线敷设过程中，所实行的就是先开挖沟槽后清理回淤的作业流程。3.2、管道组焊及配重安装当滩涂水位线以上没有组管场地的情况下，管道组焊只能利用敷管船上的发射架进行，通过敷管船上储存的管道和熔焊机组进行组焊，加配重块后发射到水面（配重块在发射架上进行装配，发射时，紧固的配重块随管道一起下水），其中漂浮在水面管段的端头封闭，确保管道在添加配重后能够漂浮在水面以上（但注水后能够下沉到管沟底部），随着管道的不断接长，岸边设置的牵引卷扬机将管道不断拖到岸边（或通过机动船辅助移动，每接一段管道，牵引一次），到达设计的位置后进行锚固。配重的安装应该按照设计的间距和规格进行布置，以保证管道在注水后能够下沉并稳定在海床或沟槽底部，防止管道悬浮或漂浮造成外界破坏的条件。配重块与管道之间按设计要求安装防滑缓冲垫层。为防止安装过配重块的管道在浅水区域翻滚或扭曲，配重块在加工时，就有意识地分成不对称的（上下重量不等）两半，使配重块在安装后，保持管道的截面重心在水面以下以及管道在水面的稳定。3.3、漂浮牵引及定位管道组管焊接的同时，安装好管道配重后发射，然后让其在水面上漂浮，端头封闭后向岸边牵引。管道的牵引采用机动船或岸边卷扬机进行，一些滩地较宽无法通视时，机动船上配置GPS定位和导航，每组焊接长一次，牵引一次管道，保持管道的一端始终有外力作用，防止管段中间出现偏移。为了防止潮位的变化造成管道在沟槽边搁置，在管沟比较狭窄区域，需要设置限位和定位装置，防止管道搁置后造成管沟的坍塌。3.4、管沟涌浪作用区回淤清理采用沟槽敷埋的滩地管道下沉前，由于沟槽开挖后，需要经历很多次的潮汐、涌浪或风浪的侵袭，管沟内的回淤在所难免，为了保证管道敷埋达到预定的设计深度，下沉前必须对回淤进行清理。结合江苏神龙海洋公司这次现场的施工经验看，管沟的回淤清理应和管道注水下沉相结合，否则在时间差内还会出现新的淤积。回淤的清理采用浮平台上设置的大功率泥浆泵对回淤物进行吸排，结合高压水枪对回淤进行冲扫，保证管道达到预定的埋深。3.5、管道沉放管道通过牵引或辅助拖携到达预定位置后，从管道的一段进行灌水让其下沉，为防止管道在注水过程中出现蛇型浮鼓段，注水一般应从最高的陆域端头开始，使管道随着注水量的不断增加，逐渐向远端推进，保证管道能够从岸边向远端顺势沉放。在管道接近回淤段沟槽前，开始启动回淤段清淤设备，并开始控制管道的注水和下沉速度，使管道下沉与清淤结合推进，并抱枕管道能够顺利下落到预定的管沟底部，达到设计的埋深。3.6、试压检查及处理为保证管道敷设后达到预定的功效，管道的试压检验必须在埋设一段后就进行一次试压，防止敷设距离太长后，造成管道一旦出现渗漏、破损，查找范围太大，为降低后续的试验修复成本，大都实行分段试压的方法进行检查。当一段管道全部下沉到预定深度后，即可开始对该管段进行加压，如果压力能够稳定在预定的设计压力时，则管道敷设达到设计要求。如果加压出现问题（如压力达不到预定要求或根本无法加压）时，则必须维持对管道加压（添加压力水和压缩空气），以防止管道上浮，同时，安排潜水检查人员对已经下沉的管道进行全面探查，直至找到泄压或渗漏点。找到渗漏或泄压点后，用浮吊将损坏或渗漏点管段从水下吊起，搁置在驳船上，对泄压或渗漏点的管段进行固定、配重块拆除、截断并重新熔接，待熔接点强度满足要求后再将管道放入水中，然后重新注水让管道逐渐下沉到沟槽中，管道入沟槽后重新进行试压，直至满足设计和施工验收规范要求。3.7、管沟回填及加载保护滩涂段管道沉放试压结束后，开始对管沟进行回填和压载保护，管沟的回填主要利用海底原状土或海砂回填，回填的方法主要根据采用的回填料的来源或运输方式有选择地进行，一般以船运、皮带输送回填为主，也可以采用砂浆泵输送到回填区域让其自行沉淀回填，对涌浪或风浪作用区域的管段，在自然回填后需要采用预制”U”型开口箱涵、石笼或网箱块石进行压载保护，其中，采用开口箱涵压固的管段，需要对涵盖的外端进行封闭，然后对其内部实行混凝土填充，时管道和涵盖固结成一个整体。滩浪影响区段及水位线以上易受水流冲刷的部分管道，管沟回填时，可以以间隔一定距离浇筑镇墩的方式对管道进行保护，其余管段采用自然土体进行回填，对有特殊保护要求的滩地管道的保护，也可采用模袋混凝土护面形式进行保护。4、结束语滩地或