沉管法管段浮运沉放及对接施工工艺

PAGEPAGE23沉管法管段浮运运沉放及对接施施工工艺5.4.1工艺艺概概述在完成成管管段浮运运前的的各项准准备工工作后即可进行行管管段的浮浮运工工作一般情况况下下管段都是是通通-469-过绞车系泊缆绳绳绳系统牵牵引出出坞管段出坞坞后后若浮运距距离离较远可选择作作业业船布置置在坞坞口外管段出坞坞后即即将管段段与作作业船只只连接接进行浮运运施施工若浮运距距离离较近则可以通通过过布置在-469-岸上的绞车浮运运运至沉放放位置置，管段的沉放方式式式很多用的管段段沉沉放采用用双方方驳骑吊吊吊沉沉法双方驳吊吊沉法法是是利用两两艘专专用的方方驳在方驳上上设设置铰车车利用方驳驳的的浮力提提供起起吊力利用管段段内内的压载载水箱箱蓄装压压载水水提供负负浮力力在放松起起吊吊铰车绳绳索情情况下管段平稳稳下下沉同时不断断调调整系泊泊系统统缆绳实现管段段的沉沉放和对对接施施工。图5.4.11管段沉沉放方式示意意图图5.4.2作业业内内容管段浮运、沉放放放及水下下对接接。5.4.3工艺艺流流程图管段试漏坞内准准准备工作临时支承垫块施施施工沉放区区系系泊系统统设置置管段浮运运到到沉放区区管段二次舾装管管管段沉放放对接接安装管段基础处理管内局部施工E2管段施工--470-最终接头施工最终管内作业施施施工图5.4.3--1沉管管段浮浮运、沉放与与对接施工工工艺流程图图5.4.4工艺艺步骤一、管段一次舾舾舾装管段舾装分两次次次进行，干干坞坞内进水水前应应确认所所有的的“一次舾装装件件”准备安装装就就位。通通常的的“一次舾装”主要包括括以以下两个个方面面：1.管段外：：：GNA橡带、吊点点、拉拉合座、系系缆缆柱、导导缆钳钳、端封封墙人人孔封门门、GIA橡胶带保保护装装置灌砂管顶顶部部保护盖盖现浇管顶顶防防锚层护护边块块第一节人人孔孔钢护（高度不不小小于.5米）。2.管段内：：垂直千斤斤顶顶垂直千斤斤顶顶液压控控制系系统压载水箱箱进气管和和进进排水管路路系系统、管管内临临时照明明系统统、管内内临时时通风系系统、水水箱顶部部施工工走道。二、管段浮运1.准备工作⑴测量出坞航道道道浮运航道道及及系泊位位置的的水深及及回淤淤情况如果回淤淤严严重造成成水深深不足则应进行行清淤淤。⑵清除浮运线路路路上的障碍碍物物。⑶在坞口设置流流流速仪，以以详详细掌握握水流流速度变变化情情况；设设置水水位标尺尺，以以获取潮潮位资资料。2.出坞时的的的选择及及要求求一般情情况下下管段都是是通通过绞车车系泊泊缆绳系系统牵牵引出坞坞出作业应选选在在高潮的的平潮潮前半小小时进行管段出出出坞时应应控制制速度避免由于于出出坞速度度过快快形成涡涡流造成搁底底的的事故管段在坞坞内中中移位时时，应应保证管管段不不触及临临近的的坡面结结构。管段浮运前对对对浮运日日期前前后7～d的气象条条作出预（天气状状况况风向风力温度、风风速等等观测浮浮运运沉放日日的水水文对沉放当当天天的水文文条件件作出预预测确定浮运运沉沉放时间间并随时根根据实实际情况况作出出调整管段浮时的水流流速速度应＜＜05（减小管管受水流速速度度影响而而产生生大的摆动所所所以选在在白天天大潮的的高平平潮到达达前33小时做好好航准备高平潮到到达达（水流速速度度最小）开始浮运运运。在高高平潮潮。为确确保管管段可控控，管管段浮运运时，前前方采用用2艘拖提供主牵牵引引力，后后面采采用2艘拖轮轮进进行制动动和调调节方向向当风浪较较大大时两侧用2拖轮护航航另配备发发电电船1艘，领领航航船1艘，同时时排多艘交交通通船作为为水上上配合。3.管段出作作作业⑴在管段起浮前前前要将坞顶顶绞绞车及转转向滑滑轮布置置好并用缆绳绳连连接管面面的缆缆桩收紧钢丝丝绳绳，防止止管段段起浮时时发生生漂移。⑵利用管内水泵泵泵，在高潮潮前前将管内内压载载水箱内内的水水抽排出出管外外，使管管段起起浮。⑶利用坞顶及工工工程驳船上上的的绞车将将管段段自起浮浮位缓缓慢地绞绞移出出坞。4.管段浮图图图示步骤骤步骤骤一拖带半潜潜驳驳在预定定下沉沉位置抛抛锚定定位管段的绞绞拉拉及定位位驳船船就位并系带好好所所有缆绳。半潜驳工程驳船河床工程驳船管段半潜驳图5.4.4--1管段的绞拉拉及定位驳船船-471-步骤二：选择在在在当日最最低潮潮时，半半潜驳驳压水下下沉，座座落在河-471-半潜驳工程驳船河床工程驳船管段半潜驳图5.4.4--2半潜驳压水水下沉图5.4.4--3管段移出半半潜驳步骤三三：：待潮水水涨至至管段底底部离离半潜驳驳甲板板面高约约4000m时，起动动工工程驳船船上绞绞拉管段段的的卷扬机，将管管管段缓慢慢的绞绞移出半半潜驳驳。步骤四利用工工工程驳船船将管段绞绞移移至沉放放区带上管段段的的系泊缆缆绳使使管段在在沉放放区系泊泊定位位。管段三、管段的二次次次舾装图5.4.4--4管段沉放区区系泊定位位-472-管段在沉放区进进进行二次次舾装装主要是准准备备管顶面面沉放放吊驳测量控制制塔塔与人孔孔的安安装管内垂直直千斤斤顶安装装及测测量引点-472-1.沉放吊安安装装沉放吊驳驳驳可根据据施工工实际情情况选选择合适适安装装方式：：起重重船吊装装在坞坞内趁高高潮时时绞移出出管段段。2.测量控塔塔安安装每节管段设2个个个测量控控塔测量控塔多采用用桁桁架结构构形式式塔顶主要要布布置管段段纵横横向调节节绞车车每个测量量控控制塔上上均配配备多台台液压压绞车其中2台用于于管管段横向向调位位一台或两两台台用于管管段纵纵向调位位。管管段首部部的测测量控制制塔上上还配置置了以以下设备备：⑴1套供拉千千斤斤顶使用的的的液压站站⑵1套起重的的电电动葫芦⑶1个供指管管段段沉放对接接接使用的的控制制室。控控制室室内需要要的主主要设备备有：：①显管段位置置状况况的电子子设备及及显示示屏幕②操浮驳的控控制台台及负荷荷显示仪仪器③显管段纵横横倾的的显示屏屏幕④一完善的指指挥联联络通讯讯设施3.拉合装安安装装拉合装置置置主要由由拉合合千斤顶顶及配配套设施施组成成。4.纵、横节节系系统安装纵纵纵、横调调节系系统常采采用滑滑车组和和滑轮轮组组合合而成成。5.垂直千顶顶安安装每条管段设2个个个垂直千千顶，工作作有有效行程程50。三、管管段沉沉放、对对接管管段完成成系泊泊工作后后进行沉放放作作业的准准备工工作管段沉对接安装装主主要包括括管段段初步对对接、安装拉合装装装置、管管段拉拉合及检检测、水水力压接接、管管段检测测验收收、管段段稳定定压载等等。1.管段沉放管管段段放就是利利用用方驳提提供足足够的吊吊力；过调节水水箱箱压载水水以提提供负浮浮力进进行下沉沉同时通过方驳提供的的的吊力来来控制制下沉速速度；；沉放过过程中中通过GPPSS实时定定位位系统以以保证证精确定定位。沉放放过程为三步进进行a初步沉逐步调节节压载水管段初次次下沉并进行初初步定位，管段缓慢浮近已已已沉管段或接口段段结构；b、靠拢下沉：稳稳定压载水，精精确定位，管管段靠拢已沉管段或接口段结构，再次校正管段位置；c、确认位置无误后，先将管段前端搁置在已沉管段的的鼻鼻托上通过鼻托托上上的导向向装置置使管段段自然然对中然后将管管段段后端搁搁置在在临时支支座上上待管段位位置置校正稳稳定后后，即可可卸去去全部吊吊力。⑴初步沉随着压载水的不不不断注入入，管管段开始始缓慢慢下沉。当当管管段顶面面沉入入水面以以下110cm左右，停止止初初始负浮力力的的加载，初初始始负浮力力约为为规定值值的5%，然后进进行行位置校校正。此此时方驳驳吊挂挂钢缆处于拉紧状状态。等等到管段段前后后左右位位置校校正完毕毕后，再再继续灌灌水直直至下沉沉力完完全达到到下沉沉的规定定值，并开开始放松钢钢缆，使管管段以4005/in的速度下沉，直直到管底离离设计标高高2～5m时停止。止水带拉合千斤顶垂直千斤顶压载水箱图5.4.4--5初步下沉⑵靠拢下沉管段段段稳定后利用沉放放方方驳的吊吊挂系系统对管管段进进行调坡坡基本与设设计计坡度吻吻合然后调整整系系缆将沉放方驳向向向前面已已沉放放的管段段方向向平移使两节管管段段的对接接端面面相距60±m初步调整各项误误差，再再继续下下沉管管段，并并使管管段稳定定在高高于其设设计标标高05m处。利用对对接接定位装装置（鼻鼻式托座座或导导向定位位梁进行水平平定定位定位范围围为为±170m管段的水水平平位置要要随时时测定并通-473--473-⑶着地沉图5.4.4--6靠拢下沉沉沉-474-利用对接定位装装装置不断断减少少管段的的横向向摆动幅幅度并自然对对中以提高安安装精精度管段继续续缓慢慢下沉，使使管管段处在在高于于其最终终标高高以上2～5cm处，准确距离离根据据沉放作作业时时视水文文条件件而定以防距离离过近近造成管管段发发生碰撞撞把管段拉拉向距距前面已已安装装管段大大约1cm的位置置然后再次次检查查管段的的水平平姿态。确确认认符合预预定姿姿态要求求后，开开始着地地作业业。此时时通过过测量校校正误误差，使管管段段着地施工误差差应控制在：：左右误差小小于20m，高程误误差小小于±mm。在沉放放过程程，管段底底面面下的河河水的的重度将将随着着管底与与基槽槽间隙的的减少少而逐渐渐加大大尤其是在在泥沙沙含量较较高的的江河中中这种种现象更更为明明显因此要注注意观观察管段段与缆缆绳的状状态及时调整整负浮浮力保证管段段顺利利下沉就就位当管段相相互靠靠拢并确认位位置无无误后先将管段段前端端搁置在在已沉沉管段的的鼻托托上通过鼻托托上的的导向装装置使使管段自自然对对中然后将管管段后后端搁置置在临临时支座座上待管段位位置校校正稳定定后即可卸去去全部-474-图5.4.4--7着地下沉沉沉2、管段对接管管管段对位精精度应符合以下规定：管段前端水平方向为±2cc，垂直方向为±0.5cm；管段后端水平方向为±555c垂直方向为±1c对管段的的姿态态进行测测量根据测量量结果果确定精精确定定位方案案，精精确对位位后，在在已安装装管段段和新设设管段段间还留留有一一定间隙隙,即可进行行初初步对接接（即即初次拉拉合。⑴初对接初次拉合就是利利利用拉合合千斤斤顶将待安装装管段段拉向已已安装装管段使GINAA橡胶胶止水带带的尖尖肋部分分被挤挤压而产产生初初步变形形使两节管管段初初步密贴贴实现初步步止水水要求为下一步步压接接施工提提供作业条条件也称之为为一次次止水当管段完完成了了初步对对接后后安装拉合合装置置主要是潜潜水员员水下将将拉杆杆及拉合合挡块块安装在在已装装管段尾尾部拉拉合座上上并清除杂杂物以便于管管段拉拉合对接接安装好拉拉合装置并并经全面面检查后后操作拉合合千斤斤顶的控控制站站进行管段段拉合合作业拉合速度度不大大于c/in，当两端端面相距距210m时，再一次次对管管段进行行姿态态精确微微调，直直至满足足设计计的安装装精度度要求，然然后再开始始拉合合作业拉合时要要求GINNA橡胶胶止水带带被压压缩2m便能达到初步止止水的的效果拉合完成成后通过两种种方法法对拉合合情况况进行检检查一是利用测量量对管管段的位位移进进行测定定可以确认认GINAA橡胶止水带带的压压缩量是是否达达到预定定指标标二是拉合完成成后即派遣潜潜水员员再次下下水作作业检查GINNAA橡胶止水水带被被压缩情情况多点测定定两节节管段拉拉合后后的间距距通过与拉拉合前前的间距距对比比，确认认拉合合的效果果⑵水对接、机机械拉拉合图5.4.4-8初步接接水压对接是在两两两条管段段端封封门之间间通过过GINAA止水水带形成成一个个相对密密封的的空间后后将端封门门之间间的水排排出去去利用段尾部端端封门门的水压压力将将管段向向已装装管段方方向压压接在拉千斤顶拉拉合管段完完成后潜水员全全面检检查GINA止水带带的压接接情况并测量两两条管管段之间间的距距离所有的实实际情情况与设设计要要求相符符合时时进行放水水压接接作业在已装管管段内内打开端封封门上上预先设设置的的排水阀阀门将端封门门之间间的水排排到已已装管段段的水水箱内在排水阀阀门上上安装水水压表表通过表压压的变变化值，判判断断放水压压接情情况当端封门门之间间的水位位降低低时打开上部部的进进气阀继续进行行排水水作业在整个放放水压压接过程程中潜水员在在水下下不断测测量两两条管段段之间间的距离离随着放水水的进进行距离赿来来赿小，当当所测距距离与设设计大大致符合合时，放放水压接接完成成。GINA橡胶胶胶止水带在这这一施施工阶段段的被被压缩量量非常常大一般可以以达到到GINA橡胶止止水带自自身高度度的13右因此在压接作作业完完成后可以利用用测量量确定管管段的的纵向位位移量量根据该数数据初步确定压接是是是否成功功压接完成成后首先通过过测量量测定管管段纵纵向位移移量确认无误误后安排潜水水员进进行水下下探摸摸，检查查GINAA橡胶止水带带是否否因受压压而出出现破损损现象象。⑶稳压载图5.4.4--9水压对接接接管段沉放对接完完完成后，先先将将管段端端封门门上的水水密门门打开，从从已已装管段段内引引线到后后沉放放管段，利利用测测量仪器器进行行准确测测量主要检测沉放放管段段的轴线线偏差差及调整整管段段尾部标标高管段沉放放对接经测测量验收收复核无无误后后在管内操操作压压载系统统往压载水水箱内内增加压压载水水进行管段段稳定定压载。达达到到设计要要求压载量达达到管管段的抗抗浮系系数为.05加载成撤除沉放放及其其他工程程船舶舶系泊系统统解除封航航转入下一一道工工序作业业潜水员下下水拆拆除各种种临时时施工设设施在拆除人人孔前前要先进行行人孔盖盖板的焊焊接工工作，并并在人人孔盖板板上灌灌注无收收缩浆浆料。四、拆除端封门门门图5.4.4--10稳定压载载载拆除端封门采用用用常规方方法即即可先除型钢支支撑再利用人人工风风镐破除除钢筋筋混凝土土端封封墙和枕枕梁端封墙的的钢筋筋予以割割除枕梁的钢钢筋注注意保留留在浇注压压仓混混凝土的的时候候将枕梁钢钢筋埋埋入混凝凝土内。但在在拆除过程中中应注意：采采取必要的措措施保护OMGA橡胶止止水带以及及混凝土面面，避避免出现现损伤，进进进而影响响管段段防水性性能。-475-五、PC钢-475--476-为了增加两节管管管段的连连接强强度，利利用PCC钢索对管管段实实施柔性性连接接。每条条接头头PC拉索由由一一对索（高强低低松弛弛钢绞线线和连接套套筒组组成索体两端端为固固定端锚锚环和和P锚挤压压（预埋件件，接头两两侧的索索体通过过中间间的一对对定位位套环实实现与与连接套-476-1.作业内容拉拉拉索在管管段预预制时进进行预预埋管段沉放放后打打开拉索索预埋埋件外端端的封封盖拉出拉索索本体体将连接套筒与两端的的的拉索初初步连连接拉头部的定定位套套环与连连接套套筒基本本旋紧紧且使连套筒基本本位于管段段接头中中心位置置装特制小小吨位位张拉千千斤顶顶在两侧接头拉索索钢护护套和拉拉索预预埋件端端部之间，同同时开开启，使使两侧侧千斤顶顶顶力力调整至至5kN，直至两两侧拉拉索稳定定调直直。采用用工具具扳手将将两侧连接接套环与与定位套套筒旋旋紧具体紧量大小小待承承包方确确定材材料选型型后再再确定释张拉千斤斤顶的预力力，拆除除张拉千千斤顶顶。进行行连接接拉索的的防腐腐蚀处理理。2.工艺流程拉拉拉索埋件施工→管段沉放放对接接→开封盖拉拉出索索体→拉索对接→张拉→防腐蚀处处理。3.施工要点每组PC钢索在在在安装时时必须须先施加加设计计的预张张力使钢索调调直并使其均均匀受受力后与与连接接套筒连连接。六、压舱混凝土土土施工压压舱混凝土土在管段对接接且基础处理理完毕后施工工，其主要作作用是置换压压载水箱（含含水管段抗浮的要求求求。1.作业内容其其其作业内内容主主要包括括拆除除水箱和和浇注注混凝土土。2.施工准备准准准备拆除除水箱箱的切割割器材材同时购商品混凝凝土工地现场场拥有有混凝土土搅拌拌站的情情况下下可自己生产混凝土。3.工艺流程施施施工备→浇筑混凝凝土→拆除水箱→浇筑混凝凝土→拆除水箱箱。4.施工要点管管管段内压载载水箱的拆除除必须与压仓仓混凝土浇注注配合进行，首先在在不设水箱处浇注压仓混凝凝土，然后拆除部部部分水箱箱，在在拆除的的水箱箱位置浇浇注混混凝土，再再拆拆除部分分水箱箱，一次次循环环作业。七、OEAAA胶止水带带施工工OMEGA橡橡橡胶止水水带是是柔性接接头的的第二道道防水水措施其正确安安装及及确保不不漏水水是管段段接头头止水的的重要要保证。1.表面打磨在压件装配前对钢端壳壳翼翼缘板指指定区区域用砂砂轮打打平磨光转角角度度要求求与OGA橡胶止水水带转转角的折折角相相同。2.清洁接头内内内腔及钢钢端壳壳翼缘板板采用用潜水泵泵和高高压射流流水枪枪，将管管段压压载水箱箱的水水抽出作作冲洗洗之用，冲洗后的污污污水及时时用水水泵排回回压载载水箱内内。接接头处的的沉积积淤泥、杂杂物物清除后后运出出管段外外。3.标记在管段段段接头顶顶部及及侧墙的的安装装区域找找出中中点并作作标识识同时根据据供应应商提供供的资资料将OE橡胶止水带的转转转角位置置进行行标识，以以此此作为安安装OEA胶止水带带的控控制点。4.预装压及及及编号压压块安装装前，要要先试试安装检检查压压块的对对应情情况，并并进行行成对的的统一一编号，然然后后再拆除除压块块，准备重新安装。5.热接成型按照管段断面尺尺尺寸，将将MGA橡胶水带热接接成框框架准备备安装装。6.安装OEA橡胶胶水带安装顺序序序为OE橡胶止止水带的的热接→中孔顶中中点→顶角位→侧墙中点→底角位→中孔底中中点点→控制点之之间区区域安装→MGA橡胶水带保护护措施施施工。7.试漏OEA橡胶胶水带安装后进进进行压水试试验验在MG止水带和和GA橡胶止水水间压入高高压水水当水压达达到设计计压力时时关闭进水水闸并并进行保保压如发现压压力下下降则必须全全面检检查处理好渗渗漏点后重新做压水试验，直至经2～3小时保压时间压力不降低方为合格，此时可抽出压入的水。OEA橡胶水带试漏漏选用用适用的的潜水水泵配合合压力力表进行行试压压检漏试时注意在压过程中，由专人人观察压压力表的的额定定压力及及操作作潜水泵泵的开开关和出出气孔孔一旦出孔有水流流出则马上用用堵头把气气孔封好好当压力表表指针针快达到到设计计压力时时压力将会会上升升很快此时应将将截止止阀开关关拧小小。待压压力表表指针达达到设设计压力力时应马上关关紧截截止阀开开关稳压直至至压力力表数值值没有有变化即即可反之，则则应找出出泄漏原原因，并并进行处处理后后，再重重新试试漏。潜水泵软管止水带截至阀压力表水管接头钢水管E0E1图5.4.4--11OMEGGGA橡胶止水带试压检检漏图5.4.5质量量控制说明一、沉管放就就就位对接接后，沉沉管段的的总体体精度要要求：：管段中中线水平平误差为为±1；顶面面高程误差为±5c；中线长长度误误差为±2c。管段安安装相对误差要要求：管段横横向容许误差差±2c；管段纵向容许误差差±2c；相邻管段对接端面水平转角开开开度为±1（弧长长。二、管管段沉放放对接注注意事事项：1.管段的放放放前应制制定详详尽的施施工组组织计划划，并并经设计计方认认可后方方可实实施。2.管段应在高高高潮位时时下沉沉就位若一个潮潮期内内不能沉沉放好好要将管段段保持持在基槽槽内以减少水水流的的影响，等等到到下一个个潮期期再沉放放，但但应尽量量在一一个潮期期内沉沉放完毕毕。3.管段的沉放放放宜选择择在水水文、气气象条条件良好好的低低平风浪浪时进进行。4.沉管沉放过过程程中应控制制制好管段段的姿姿态：管管段绕绕其形心心的横横向摆角角<2°；纵纵向摆角相相相对管段沉沉放就位位倾角<11°。5.管段沉过过过程中的的抗浮浮安全系系数应应逐步增增大，在在初次下下沉段段宜控制制在111以，在靠拢拢下沉沉和着地地下沉沉阶段可可根据据基槽底底部水水体的比比重适适当增大大抗浮浮安全系系数，但但不得大大于102。6.在纵坡整整整前，管管段内内的压载载水应应均匀施施加，相相邻水箱箱内的的水位差差不得得超过1m。在初步步调整整纵坡时时应避免在个别水水箱内内加注压压载水水的现象象证相邻水水箱内内的最大大水位位差在一一定范围内内（13C。7.管段纵的的的初步调调整应应缓慢进进行避免由于于对姿姿态变化化的滞滞后现象象估计计不足而而造成成姿态失失控。管段纵坡的的的初调精精度可可控制在在相对对管段沉沉放就就位倾角角±02°，应保证沉沉放管管段鼻托托端与与已沉放放管段鼻鼻托先接接触，再再使自由由端千千斤顶与与临时时支撑垫垫块接接触。8.当沉放段段段与已沉沉管段段间的端端面距距离接近近m时，应放放慢移移位和沉沉放速速度，杜杜绝沉沉放管段段端面面触及已已沉管管段的事事故。9.管段的放放放就位应应从鼻鼻托端开开始当测量数数据表表明上下导向装装置开开始接触触后应严格控控制管管段在水水平面面内的摆摆动，防防止由此此造成成的导向向装置置卡死。1.当确信上、下下导向装置置置接触后后，通通过垂直直千斤斤顶推杆杆将管管段缓缓缓地搁搁置在临临时支支承垫块块上。-477-1.管段的拉合和和水力压接接接应严格格遵循循先期制制定的的施工方方案，方方案应经-477--478-1.在调整好管段段的平面位位位置后逐级缓慢慢地释释放吊力力直至吊缆