新闻：防城港市水中沉管工程公司推荐水下大型取水管道施工技术
浅析水下大型取水管道施工技术摘要：结合太仓市应急水源地工程取水工程施工,本文着重介绍 了水下大型沉管、取水头施工方法、施工工艺及分段管道接头连接 工艺等。 关键词：大口径取水管道 水下沉管 取水头 中图分类号：tu753 文献标识码： 为满足城市中远期原水需求，太仓市在浏河口新建应急水源地。运用实时3D 成像声纳技术辅助水下输油管道的安装与铺设 关于开发上 扎库姆（UZ）750 油田的离岸合同，合同内容包括建造数个平台，铺设 32 条输 油管道和 11 条电缆，以及建设在这些拟铺设的输油管道及电缆线路的不同位置 上产生的 400 多个节点。 建设过程同时需要铺设 2500 条以上的混凝土枕轨用以 辅助安装。 对海床位置， 枕轨的铺设位置以及与其他有形物体的间隔范围的高精 确性要求是为了确保输油管道的弯曲半径能够保证在规定范围以内——两条输 油管道之间的间距仅为 300mm。 在项目建设过程中，NPPC 拟完成如下主要目标： （1）最大限度的提高生产力； （2）提高枕轨安装操作过程的安全性，以及（3）按照最高标准完成合同。 在过去， 枕轨主要是通过数名潜水员在海床部署数据块及现有的海底设备的基础 上，运用弦线技术进行铺设。这种铺设方式由于需考虑潜水员的安全，只能在有 限的日照时间内进行，非常耗时。 混凝土枕轨的精确铺设对于已经十分拥挤的海床十分关键， 并需要非常精确的定 位以及实时监控。 客户对枕轨铺设的位置与方向的公差要求分别是+/-0.7 米以及 5°，以避免对现存的重要管道及电缆的破坏。 新技术 NPCC 勘测小组集合与众不同的思维并采用最新技术，志于寻求一种可以满足 ZADCO 对在拥挤的生态环境下进行建设的所有要求的解决方案。 为达成此目标， NPCC 投资并以科技八达通 Echoscope（ Coda Octopus Echoscope）实时 3D 成像声纳技术作为主要的技术工具，配套有最新版本的 水下勘测开发软件“Underwater Survey Explorer”及解决方案，以实现实时场 景的可视化。运用实时 3D 成像声纳技术，NPCC 可以对枕轨的铺设从其初始装 水源地面积约220 万m2，总容积为1742 万m3。水源地主要 建构筑物包含新建围堤、取输水泵站和进出水管线及取水头。本文 着重以水源地取水管施工工艺进行阐述。
新闻：防城港市水中沉管工程公司推荐水源地取水管最大设计流量为40m3/s，采用2根大口径钢管 （内径3600mm,壁厚18mm，外壁设加强环）从长江中取水,均采取 水下沉管施工方法，自水源地新建围堤至长江中取水头部之间的管 道分别长达1700.698m(1#管线)和1675.698m(2#管线)。海上油气开采用有特殊要求的塑料管道海上开采石油和天然气大量需要柔韧可曲挠、耐腐蚀、耐外压又耐内压的管道。在海上油气开采业这种管道被称为‘可弯曲管 Flexible Pipe '。通常采用多层复合管，由热塑性塑料层、纤维或钢丝增强耐内压层、钢带缠绕增强耐外压层等组成。 两根管道 轴线间距6.0m,管道中心高程-5.0m~-12.0m，采用φ 609mm 的钢管 桩基础，钢管桩单根长30m，桩顶架设桩帽、横梁和管座，管道通 过管箍安装固定于管座上。桩帽和横梁焊接连接，桩帽和桩、横梁 和管座、管箍和横梁之间均采取水下螺栓连接固定。采访中，记者了解到，跨中运河的这段管道为异形钢管，整体为中间下凹、两端上抬弯管形式(倒虹管形式)，看上去像两端带把手的平底锅纵切面，并非处于同一标高的一根水平直管。 管道分段长度 最长40m/段，分段管道之间采取水下哈夫连接方式。水源地长江取 水管道详见图1、图2。
新闻：防城港市水中沉管工程公司推荐本工程管道敷设于长江河床下，因此必须先水下开挖管道沟槽，才能进行桩基及管道安装施工，根据原河床现状高程及管道敷设深度，其开挖深度约6m 左右。春节前可全面完成沉放，潜水员下水进行检查为了保证输水管道能够成功顺利放至水下，项目施工方做了大量的研究和方案修改，在水上做到精准定位，水下做到精确就位。据了解，当管道最后沉放到水下管桥管座上时，管道外的突出钢片会准确地与管座上卡槽对接，这样就做到了精确就位。最后，还将有潜水员到水底进行最后环节的匹配性检查和固定，以确保万无一失。 管沟开挖采用2 艘4m3 链条式式抓斗 挖泥船，采用4 艘150m3 开底泥驳运输、抛卸土方。 根据两管中心间距，新闻：双辽市管道水下施工公司欢迎来电两根管道沟槽一起开挖，开挖底宽为12m，边坡1:4。分两次进行开挖，首次次先将两根管道沟槽开挖至管底设 计高程，第二次再精确定位每组钢管排架桩位置，将6 根钢管桩范 围约10m14m 再挖深1.5m 左右，据于孝民介绍，中运河西岸和东岸为顶管段，分别穿越两岸大堤。两端顶管中间部分即跨越中运河段，则采取管桥沉管施工的方法，跨中运河的长度约1060米。 以便于钢管桩施打及桩帽、横梁 安装（因桩帽、横梁和管座比管底低1.0m 左右，且尚需潜水员水 下安装所需的工作面）。
开挖前，在管道沿线设置水位观测尺，便于挖泥船结合水位复核开挖深度。 挖泥船水下开挖测量定位采用gps定位系统，因此船机设备上需 配备相应测量设备和计算机软件，这里很简单地介绍水中铺设塑料管道的设计计算。（详细的资料可以查看美国塑料管道协会 PPI ，美国石油组织 API 和 KWH ， PIPELIFE 等企业发表的有关文献和规范）。水中铺设塑料管道的设计计算是比较复杂和特殊的。主要原因是水下的环境条件复杂和特殊，例如水流的作用力，波浪的作用力。此外水中管道在铺设过程中承受的负载和铺设后承受的负载是不同的，例如在采用漂浮 - 下沉法铺设时管道可能要承受较大的弯曲度，因此还需要专门进行沉降过程的设计计算。国际上通过近 50 年的研究和实践，目前水中铺设塑料管道的设计计算已经形成一套完全体系。我们可以充分利用这些经过实践验证的成熟经验。水中铺设塑料管道的设计计算包括：水力的设计计算 — 根据工程要求的流量等条件确定需要的管道通径等；设计计算的方法和通常的 HDPE 管道是类似的。 由技术人员将本工程平面图输入计算机，并根据坐标系统输入管道起始位置坐标等相关参数。新闻：梅河口市水下法兰安装公司救援团队这样 船机设备上的gps 定位系统和软件就可以很直观的将船舶位置和沟 槽位置显示在电脑屏幕上，施工精度大大提高。根据国际经验这种水中铺设的管道最适合采用塑料管道 - 高密度聚乙烯实壁管。（ KWH 公司有采用聚丙烯 PP 实壁管和高密度聚乙烯 HDPE 结构壁管做排放管道的成功实绩。） HDPE 实壁管在该领域具有明显的竞争优势是因为具有独特的性能 - 耐腐蚀、柔韧、自浮和因为非常方便铺设 -- 可以制造成几百米一根的长管，又可以熔接。 挖泥时，要勤测轴线、要勤测水深，防止偏位和超挖或欠挖。以水铊和测深仪控制开挖底标高，对偏位的要及时纠正，对欠挖的地 方要及时进行补挖。 桩基采用水上打桩船进行施打，桩架高度根据桩长和施工工艺等进行选择。
新闻：防城港市水中沉管工程公司推荐本工程管道下支撑桩桩长30m，为精确控制桩顶标高，采用将工程桩接长至施工水位以上然后再水下割桩至设计标高的工艺。因此根 据桩长、桩顶高程、施工期水位，本工程打桩的桩长在40m~42m 右，因此选择桩架高度为46m的打桩船。钢管桩向有资质的生产厂 家定购，选用螺旋埋弧焊钢管，加工长度40~42m，由船运输至施工 现场。新闻：毕节市管道水下安装规范 公司哪家好 定位）稳桩、下桩锤击沉桩到位停锤测量桩顶标高（做好记录）移船吊桩打下一根桩。
一组排架钢管桩施打完成后，根据测量记录的桩顶标高和设计桩顶标高计算每根出水的钢管桩的割桩长度，然后再用特制的钢套环 从桩顶套入桩外壁，开沟作业为了准确地将管沟开在管子所在位置上和尽可能减少开挖的土方量，一般都采取先铺管后开沟的办法。在海底开一条沟，将管道埋入沟内，这是对不宜裸露铺设的管道的一项重要安全措施。 钢套环底部与桩顶之间的距离应与割桩长度一 致，然后再由潜水员水下沿钢套环底部将钢桩割除，这样留置于水 下的钢管桩桩顶标高即为设计标高。此外，水中铺设塑料管道还有其他一些市场，如：疏浚工程用管道 —— HDPE 管道柔韧，耐腐蚀又耐磨损是疏浚工程的首选管道。通常使用熔接到工地中容易运作的长管段，管段之间用法兰或快接管件机械连接（可以根据作业需要随时增加或去掉一些管段），管道可以漂浮在水面上用拖船控制位置。临时性的漂浮管道—— 穿过河或湖面的临时性管道。为了在受到水流、风和波浪作用时保持在指定位置通常使用缆索定位。缆索通过不会沿着管材轴线滑移和损伤管道材料的固定圈控制住管道。 采用此种方法控制桩顶标高精 度较高，施工偏差减小。
新闻：防城港市水中沉管工程公司推荐水下管道沟槽开挖及桩基施工完成后，在管道安装之前须先水下安装好桩顶的钢支架构件，主要包括桩帽、钢横梁；管座和管箍构 件须安装在待沉放安装的管道上，然后再沉放安装管道。 桩帽和横梁钢结构件采取在工厂内加工制作及防腐，然后船运至施工现场，由潜水员和安装船配合水下安装的方法。
本工程一个排架由3根桩组成，钢支架由3 个桩帽和一根横梁组 成，横梁和桩帽采取焊接成整体后再水下安装的方法，因水上打桩 施工不可避免会产生一定的偏位，故三个桩帽和横梁不能一次焊接 成整体，需分两次焊接。沉管之后干什么？水上对接拼焊沉放施工在有序缓慢的进行中，在河中央一艘普通的大船上，是施工现场临时总指挥部。船上的总指挥通过电脑上的调控系统，时刻关注管道沉管下沉的变化，随时通过无线对讲机指挥钢管桩平台上的工作人员，调整下沉的速度。 桩帽、横梁安装步骤如下： 首先由潜水员利用特制的工具水下精确测量排架桩的两根边桩的间距，然后根据测量记录将两侧的桩帽先焊接在横梁的底部两端， 焊接时应考虑桩帽和桩套接时的间隙。 将两端焊好桩帽的横梁吊放至水中，把桩帽套入排架桩的两根边桩内，由潜水员水下根据中间桩的位置在横梁底部做好标记。水中铺设塑料管道的市场根据国际经验水中铺设塑料管道主要有三大市场：排放管道和取水管道用塑料管道排放管道 是排海工程用的管道，排海工程是指把污水经过适当处理后用管道排到离岸有一定距离，在水下一定深度的海洋水流中去，依靠海洋自然的净化能力（ Nature's own purification capability ），所谓海洋处理（ marine treatment ），避免污染海洋的环境保护工程。排海工程是一个巨大的市场，塑料排放管道在国际上应用非常普遍。 然后 再将横梁吊出水面后，按标记位置将中间桩帽准确焊接在横梁底 部，这样就可保证3 个横梁底部的桩帽均是按水下实际桩间距烧焊 在横梁上的，可精确套入桩顶。水中铺设塑料管道的三大市场都有巨大的需求和广阔的前景。因为我国过去没有应用水中铺设塑料管道的经验，塑料管道业普遍对于这三大市场缺乏了解。为了开拓这些新领域，我们首先应该调查研究水中铺设塑料管道三大市场的特殊需求和相关的专用技术，特别是要注意学习国际上的先进经验。 个桩帽都焊接好的横梁吊放至水中，新闻：商洛市管道水下安装规范公司承包价格由潜水员水下定位桩帽套入桩顶。然后再根据桩帽上预留的螺栓孔在钢管桩的相应位置水下切割穿孔，并将螺栓穿入后紧固螺帽将桩帽和桩固定在一起。
新闻：防城港市水中沉管工程公司推荐管座、管箍钢结构件同横梁、桩帽一样也采取在工厂内加工制作及防腐，船运至施工现场。 管座和管箍先固定于待沉放安装的管道上，新闻：峨眉山市过江安装管道公司价格优惠根据水下已安装好的横梁，由潜水员水下测量两根横梁间的实际间距，然后再根据横梁 间距将管座和管箍安装固定于待沉放安装的管道上。70年代中期在修建自北海埃科菲斯克油田至联邦德国的埃姆登的输气管道时，曾用这种方法铺设。这条管道全长442公里，管径为920毫米，其中约有150公里的管道是开沟埋设的。管道铺设在海底以后，将一台撬式开沟机骑在管道上，由开沟船牵引移动，并从开沟船经软管向撬式开沟机供给高压水和压缩空气。根据所需的沟形和深度，在开沟机上布置多组喷嘴，喷嘴射出的高速水流冲击管道下面和两侧的泥土，使之成泥浆，同时打入空气将泥浆冲挤出沟外。管沟开出后，管道靠自重作用沉入沟底。开沟船可开挖较硬质的海底，开沟深度可达2．1～4．6米，可在100米深的水下作业。 本工程取水管道为内径3600，壁厚18mm的钢管，外壁设槽钢加强 环，分段长度最长为40m/段，均采取在钢管厂家加工制作及防腐后， 由船运至施工现场，单根管道（40m 长）重约60 采用1艘150 吨水上起重船进行分段管道的沉放安装。①铺管船铺设 这是最为常用的方法。作业过程是将管子经陆上预制厂加上水泥加重层后，用船运到铺管船上，将管子逐段组装焊接，焊好的管段在铺管船向前移动时，从船尾部的托管架上滑入海中。整个铺管作业的过程中，管段下滑的长度必须与船的位移量同步，同时，铺管船必须处于较稳定的状态。为此，在铺管船的前后左右布置有4～6个船锚，调节锚缆的松紧可稳定船只；调节锚缆的长短可移动船位。管段自托管架的尾部滑向海底时，悬吊在海水中形成一个由上拱弯转为下弯曲的S形，使管段受到复杂的弯曲应力的作用。因此船上有能力足够的张力机夹住管段，使之不能自由滑动，并且使管段下滑同船的位移距离一致。 这种方法最早出现在上世纪50年代，开发浅海区油气田时，多采用人工开出一条能通行浅水船的河道，并在一种用浮箱拼装而成的铺管驳船上，把管子组装起来，当驳船向后移动时，焊接好的管段即滑入水中。这种铺管驳船逐步发展成为大型铺管船。1956年，首次艘较大型的铺管船投入使用。1979年半潜式“卡斯特罗”号铺管船，在建设由非洲阿尔及利亚经突尼斯穿过突尼斯海峡通向欧洲意大利的输气管道时，成功地在608米深的海域中铺设了500毫米管径的管道。 管道沉放 安装前，除按水下实际横梁间距在管道上预装好管座和管箍外，还 需在管道端部事先安装好哈夫接头的橡胶圈，橡胶圈套入管端并固 定好。管道安装断面图见图4，沉放安装示意图见图5。
新闻：防城港市水中沉管工程公司推荐本工程取水管道分段管道之间连接采用钢制哈夫接头形式。哈夫为半合对抱结构，分为上下两片，上下两片哈夫采用螺栓水下紧固 安装方法。哈夫与管道之间通过橡胶圈压紧来保证紧密性，上下两 片哈夫对接螺栓紧固处也设有橡胶垫板。 哈夫接头安装在两根管道沉放安装完成，并完成管座和横梁的水下螺栓固定后才能进行施工。其安装步骤如下： 本公司具有独立的法人资格，下设6个施工工程队，专业潜水员40人，技术人员28人，全体人员138人。公司潜水员具有上海打捞局颁发的潜水员证书，公司拥有一流的技术设备，为做好优良的工程打下坚实的基础。 在一根管道安装完成，第二根管道下水安装前，须先将该两根管道接头哈夫的下半片放至已安装管道一端的下方，避免两根管道均 安装完成后再在管道下部塞入下半片哈夫。 新闻：文昌市水下安装给排水管道公司那家单位好待两根管道均安装到位，再将上半片哈夫安装在管道接头上部，下半片哈夫则通过钢丝绳提升至管底，然后再进行上、下两片哈夫 的对接紧固。我国实际应用在水中铺设输水的塑料管道还刚起步，目前只有不多的应用实例。例如：临海市伟星新型建材有限公司于 2003 年 9 月率先在舟山市岱山县长涂镇的跨海输水工程中试用了水中铺设的 HDPE 管道。该管道从大长涂岛至小长涂岛，跨海 2100 米，水深 20 米，直径 DN250mm ，压力等级 PN10 ，材质为 PE80 。工程运行至今已有两年时间，运行状态良好，充分显示了塑料管道的优越性。长涂镇过去跨海输水曾经采用防腐钢管，施工难，抗腐差，一般一年左右即会腐蚀穿孔，七年来更换了十根管。此外，伟星公司先后在舟山地区、三门县等众多海岛区域承接跨海工程十余个。又如： 浙江枫叶集团 2001年7月完成了诸暨至店口给水管道的水下过江工程。穿越的浦阳江宽 300 米，水深 3-6 米。工程全线采用DN 630、SDR26 聚乙烯管道。管道在河岸上焊接，试压合格后安装钢筋混凝土压重块，整体下水后沉入江底预先开挖的沟槽内再回填。此外江苏星河集团等企业也先后完成过水中铺设 输水管道的工程。 上、下两半片哈夫对接先在钢丝绳收紧的状态下，由潜水员水下将两侧螺栓连接处的两端各安装两个长螺栓，以先将哈夫初步固 定，然后再逐步收紧钢丝绳和四个长螺栓，然后再分别对称安装中 间的螺栓，直至中间螺栓均安装紧固完成后，再将两侧四个长螺栓 替换成设计规定长度的螺栓。通过多年的研究和实践，已经证明了所谓柔韧性水中管道原理。即在水中铺设管道工程中采用在非常外力出现（包括海底地形变动）时有可能适度活动和变形的管道（ possible movability of the pipeline ），就可以不必用高安全系数；有可能直接铺在海底上（常常无需挖沟填埋，随着水底地形变动），还可以只用较轻的压载。 本工程长江取水头共2个，为钢制蘑菇型取水头，单个重约120 吨。取水头安装后其顶面标高为-2.0m，两个取水头中心间距为 42.8m，取水头与取水管道之间同样采用哈夫接头连接方式。每个 取水头下部设9 60916钢管桩基础支撑，钢管桩长50m。在沼泽地里铺设管道—— 在沼泽地、湿地、滩涂铺设管道是很困难的。因为不能提供牢固和稳定的地基，不宜应用对应变敏感的传统管道。利用塑料管道的特性可以在在这种高度不稳定的环境下建成低成本和稳定的管道系统。因为土壤中的高水位可能产生很大的浮力，这种管道的设计施工与水中铺设管道类似.水中通气系统—— 顶端带有小钻孔的较小直径水下 HDPE 管道已被用于码头防冻。压缩空气从这些管中冒出，所产生的气泡带动温度较高的水往上走融化水面的冰。当这系统工作时，水下管道中充满空气，应有足够的配重块来防止管道浮起来。 取水头制作选择在加工厂内完成半成品构件的制作和防腐，由船运输至施工水域附近岸边的制作场地上进行整体拼装、焊接和防腐 修补，然后再采用水上起重船将取水头吊驳至驳船上拖运至施工现 场水域进行沉放安装。
取水头的过驳、吊装采用1艘150 吨的起重船进行水下沉放安装， 取水头最终沉放至下部桩基础顶部的桩帽平台支架上，由潜水员水 下探摸配合定位情况。国际上已经有很多成功利用塑料管道做排海工程的实例。最近一个著名的实例是前文提到的 法国蒙彼利埃市 Montpellier 排海工程：蒙彼利埃市是法国南部地中海边的文化和旅游名城， 2000 年起扩建其污水处理厂，其中排海工程是建设一条直径 1600 毫米， 陆上 9 公里海中 11 公里的 排放管道。参加竞争的有钢管，混凝土管，玻璃钢管和 PE 管。最后是 Pipelife 公司的 PE 管在 2002 年 9 月中标。采用的管材是直径 1600 毫米， SDR26 （ PN6.3 ）的 PE100 管。管材在由 Pipelife 公司在挪威的工厂生产，材料用的北欧化工的 Borstar? HE3490-LS 。 每根挤出管材 550 米长，总共 20 根，在海面上分 4 批经过北海，大西洋，拖运到地中海边的工地。 PE 管采用管端对接焊，然后用专门设计的玻璃钢连接件把管道连接起来。在 PE 管外套上既起压重作用又起保护作用的混凝土管段以后，逐步铺入在海底开挖的 2 米深管沟。管道最末端的排放扩散口在水深 30 米处。管道上再铺上混凝土保护板。全部工程在 2004 年 1 月完成。 然后由潜水员水下安装桩帽顶板和取水头底 座间的连接螺栓。 水下管道铺设安装一般在沿江、沿河、沿海地区的自来水厂取水工程、发电厂和污水处理厂的取、排水工程中较为常见，且取水工 程在管道端部均设有取水头。海龙水下工程有限公司自创建以来，坚持以人为本，诚信经营，凭借高质量、高效率、高信誉的作风赢得客户。多次承担急、难、险、重施工任务，累计打捞沉船三千多艘及若干沉水物资；相继参与了南京长江二桥、三桥钢围堰桥墩基础施工、上海东海大桥、浙江杭州湾跨海大桥水下焊接牺牲阳极块、水下切割钢护筒、新生圩码头、南通狼山港码头安装维修工程。先后承接了福建连江可门火电厂取排水管道、取水头水下焊接工程。长乐电厂取水管道基床水下整平安装工程。沿海嘉兴电厂水泵房建设。湖南长沙华能电厂取水头水下清淤施工、湖南欧阳海水电站进水口拦污栅水下焊接维修作业、蓝山水电总公司水库闸门切割维修、安徽蚌埠固镇污水处理厂沉井下沉施工、中铁十五局三工区钢围堰承台水下取土封底、钢板桩水下焊接堵漏。辽宁省辽阳西姆莱斯油田沉井下沉施工。扬州第二热电厂码头水下拆除工程。青岛电厂等取水管道水下埋管工程；湖北黄冈、安徽和县、南京铜井水下块石护岸工程；湖南马迹塘电厂闸门改建、河北黄骅港防波堤土工布铺设、苏昆太高速便桥、南京清凉门大桥钢围堰、钢板桩施打、浙江深水泊位水下基础工程等1000多项水上水下施工任务和每年300万立方的吹填挖泥工程。历年来，公司承建的工程均得到业主的好评 其大部分管线安装均位于水下，因此 均为水上、水下施工作业，需依靠大型船舶设备、潜水员和专业施 工人员精心组织施工，才能保证工程质量和施工作业安全。 施工过程中，应选择合理的施工方案和工艺，取水管道、取水头和水下钢结构件受现场条件制约宜在工厂内、施工现场水域附近岸边空地、码头上加工制作和防腐，采访中，记者了解到，跨中运河的这段管道为异形钢管，整体为中间下凹、两端上抬弯管形式(倒虹管形式)，看上去像两端带把手的平底锅纵切面，并非处于同一标高的一根水平直管。 尤其是高、大、重的大型管道和 构件，以方便制作完成后过驳至驳船或吊入水中拖运至施工现场进 行沉放安装。
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