淺水灘涂E管道敷設工藝的原創(chuàng)

灘涂及淺水區(qū)PE管道敷設施工工藝研究摘要：隨著PE管道在國內(nèi)給排水領域使用的范圍越來越廣，技術也越來越成熟，憑借PE管的柔韌性、漂浮性、延展性和長度任意可控并保持整體不泄漏、重量輕、耐腐蝕、抗磨的諸多優(yōu)點，在國內(nèi)諸多項目中不斷得到應用。本文的通過本次在國內(nèi)外海底敷設最長管道57.4km項目---大連長?？h跨海引水工程實施過程，以及以往在沿海敷設其他類型的管道所歷經(jīng)的很多淺水灘涂的管道敷設施工過程，我們對灘涂登陸和淺水區(qū)域敷設施工進行了總結，以便能更好地推廣淺水區(qū)域管道敷埋施工技術和拓展今后PE管運用領域。關鍵詞：淺水區(qū)灘涂埋管施工工藝推廣1、概述灘涂、沼澤、淺水區(qū)域由于地基軟弱，承載力低，一些地域或水域無法采用大型機械或船舶進行開挖，這對管道敷設施工帶來了很多困難。但隨著PE管道的很多特性不斷被人們認識和開發(fā)運用，包括國際市場在取水、深海排放、海上油氣開采輸送等很多領域中的運用，顯示了非常突出的先進性和經(jīng)濟性，形成了塑料管道運用的重要市場領域，使各種用途的PE管道在灘涂、淺水軟基區(qū)域敷設施工成為了可能。目前，國內(nèi)在水中敷設PE管道才剛剛起步，灘涂管道敷設工藝還不是很成熟，還需要不斷改善，并通過對現(xiàn)有的工藝技術進行不斷總結和完善，以便吸收成功經(jīng)驗和教訓，使專用工法能有更加廣泛的適用性，滿足社會的發(fā)展需要。2、現(xiàn)有施工工藝在灘地、沼澤、淺水軟基地帶進行敷管時，由于基礎承載力低，在沒有與大水域連通的情況下，無法用機械或船舶進行管道溝槽的開挖，因此，在這些地域進行管道敷設時，只能采用浮拖法進行敷設。但本工藝主要針對在海邊灘涂和淺水區(qū)域，在這些區(qū)域，因為有可以和大水域連通的條件，可以利用施工船舶從深水區(qū)域逐漸向淺水灘地進行開挖前進，也能夠快速完成管道溝槽的開挖，但由于海邊受到潮汐和風浪影響比較明顯，很容易造成管溝的回淤，因此對管道敷埋深度和質(zhì)量控制也會帶來一定的影響，為此，在施工過程中，必須增加管溝回淤的清除工序，這樣方可保證管道敷埋深度。在特殊水域進行PE管道敷設時，目前采用的工藝主要是：灘涂管溝開挖→管道組焊→配重安裝→漂浮牽引→定位→管溝涌浪區(qū)清淤→注水→下沉→試壓→覆蓋壓載→管溝回填。為了確保管道敷設施工順利進行，對施工工序進行優(yōu)化和交叉施工，部分工序與海上部分的管道同期進行。3、灘涂管道施工3.1、管道溝槽開挖淺水區(qū)域及灘涂的管道溝槽開挖可采用船載挖機、挖泥船、攪吸船等開挖機械或船舶進行開挖，近陸地段采用挖掘機進行開挖。由于海邊灘地受水流、風浪、潮涌的影響，管溝容易造成回淤，因此，在近岸管溝開挖過程中，必須要掌握好開挖時機，即采用船舶機械進行開挖時，盡量利用高潮位開挖施工。而采用機械設備進行時，必須利用低潮位時機進行開挖，必要時必須加大設備的投入。在進行灘涂管溝開挖時，挖出的土方堆放必須遠離管溝邊緣，防止溝槽坍塌或漲潮后造成溝槽回淤，因此，在進行管溝開挖時，盡量使用能夠自動輸送排放開挖泥土的設備或船舶，根據(jù)在本次長?？h供水項目的灘地管溝開挖及管道敷設施工及其他類似項目中所遇到的灘涂淺水區(qū)域敷管的實施情況，我們認為：為減少運泥困難，灘涂管溝的開挖宜采用砂漿泵或泥漿泵進行管溝開挖，具體實施時需要根據(jù)土質(zhì)進行設備的選擇，對于基巖或風化巖地段的管溝，在無法避開巖石段或修改管溝軸線的情況下，可以采用爆破或鑿巖機破碎進行處理，其中水下的巖渣采用抓斗式挖泥船進行開挖，能夠在低潮位出露的灘涂溝槽只能利用高潮位進行爆破。低潮位挖機開挖?？傊?在沿海水域進行淺水灘涂管道敷設時,必須根據(jù)灘涂的地質(zhì)情況進行區(qū)別對待,遇礁巖等硬質(zhì)灘地時,可考慮先行開挖形成溝槽,軟地基淤泥質(zhì)底層可在管道基本牽引到位后進行開挖或?qū)﹂_挖過的溝槽進行回淤清理后再行沉管，在本次長海縣供水管線敷設過程中，所實行的就是先開挖溝槽后清理回淤的作業(yè)流程。3.2、管道組焊及配重安裝當灘涂水位線以上沒有組管場地的情況下，管道組焊只能利用敷管船上的發(fā)射架進行，通過敷管船上儲存的管道和熔焊機組進行組焊，加配重塊后發(fā)射到水面（配重塊在發(fā)射架上進行裝配，發(fā)射時，緊固的配重塊隨管道一起下水），其中漂浮在水面管段的端頭封閉，確保管道在添加配重后能夠漂浮在水面以上（但注水后能夠下沉到管溝底部），隨著管道的不斷接長，岸邊設置的牽引卷揚機將管道不斷拖到岸邊（或通過機動船輔助移動，每接一段管道，牽引一次），到達設計的位置后進行錨固。配重的安裝應該按照設計的間距和規(guī)格進行布置，以保證管道在注水后能夠下沉并穩(wěn)定在海床或溝槽底部，防止管道懸浮或漂浮造成外界破壞的條件。配重塊與管道之間按設計要求安裝防滑緩沖墊層。為防止安裝過配重塊的管道在淺水區(qū)域翻滾或扭曲，配重塊在加工時，就有意識地分成不對稱的（上下重量不等）兩半，使配重塊在安裝后，保持管道的截面重心在水面以下以及管道在水面的穩(wěn)定。3.3、漂浮牽引及定位管道組管焊接的同時，安裝好管道配重后發(fā)射，然后讓其在水面上漂浮，端頭封閉后向岸邊牽引。管道的牽引采用機動船或岸邊卷揚機進行，一些灘地較寬無法通視時，機動船上配置GPS定位和導航，每組焊接長一次，牽引一次管道，保持管道的一端始終有外力作用，防止管段中間出現(xiàn)偏移。為了防止潮位的變化造成管道在溝槽邊擱置，在管溝比較狹窄區(qū)域，需要設置限位和定位裝置，防止管道擱置后造成管溝的坍塌。3.4、管溝涌浪作用區(qū)回淤清理采用溝槽敷埋的灘地管道下沉前，由于溝槽開挖后，需要經(jīng)歷很多次的潮汐、涌浪或風浪的侵襲，管溝內(nèi)的回淤在所難免，為了保證管道敷埋達到預定的設計深度，下沉前必須對回淤進行清理。結合江蘇神龍海洋公司這次現(xiàn)場的施工經(jīng)驗看，管溝的回淤清理應和管道注水下沉相結合，否則在時間差內(nèi)還會出現(xiàn)新的淤積?；赜俚那謇聿捎酶∑脚_上設置的大功率泥漿泵對回淤物進行吸排，結合高壓水槍對回淤進行沖掃，保證管道達到預定的埋深。3.5、管道沉放管道通過牽引或輔助拖攜到達預定位置后，從管道的一段進行灌水讓其下沉，為防止管道在注水過程中出現(xiàn)蛇型浮鼓段，注水一般應從最高的陸域端頭開始，使管道隨著注水量的不斷增加，逐漸向遠端推進，保證管道能夠從岸邊向遠端順勢沉放。在管道接近回淤段溝槽前，開始啟動回淤段清淤設備，并開始控制管道的注水和下沉速度，使管道下沉與清淤結合推進，并抱枕管道能夠順利下落到預定的管溝底部，達到設計的埋深。3.6、試壓檢查及處理為保證管道敷設后達到預定的功效，管道的試壓檢驗必須在埋設一段后就進行一次試壓，防止敷設距離太長后，造成管道一旦出現(xiàn)滲漏、破損，查找范圍太大，為降低后續(xù)的試驗修復成本，大都實行分段試壓的方法進行檢查。當一段管道全部下沉到預定深度后，即可開始對該管段進行加壓，如果壓力能夠穩(wěn)定在預定的設計壓力時，則管道敷設達到設計要求。如果加壓出現(xiàn)問題（如壓力達不到預定要求或根本無法加壓）時，則必須維持對管道加壓（添加壓力水和壓縮空氣），以防止管道上浮，同時，安排潛水檢查人員對已經(jīng)下沉的管道進行全面探查，直至找到泄壓或滲漏點。找到滲漏或泄壓點后，用浮吊將損壞或滲漏點管段從水下吊起，擱置在駁船上，對泄壓或滲漏點的管段進行固定、配重塊拆除、截斷并重新熔接，待熔接點強度滿足要求后再將管道放入水中，然后重新注水讓管道逐漸下沉到溝槽中，管道入溝槽后重新進行試壓，直至滿足設計和施工驗收規(guī)范要求。3.7、管溝回填及加載保護灘涂段管道沉放試壓結束后，開始對管溝進行回填和壓載保護，管溝的回填主要利用海底原狀土或海砂回填，回填的方法主要根據(jù)采用的回填料的來源或運輸方式有選擇地進行，一般以船運、皮帶輸送回填為主，也可以采用砂漿泵輸送到回填區(qū)域讓其自行沉淀回填，對涌浪或風浪作用區(qū)域的管段，在自然回填后需要采用預制”U”型開口箱涵、石籠或網(wǎng)箱塊石進行壓載保護，其中，采用開口箱涵壓固的管段，需要對涵蓋的外端進行封閉，然后對其內(nèi)部實行混凝土填充，時管道和涵蓋固結成一個整體。灘浪影響區(qū)段及水位線以上易受水流沖刷的部分管道，管溝回填時，可以以間隔一定距離澆筑鎮(zhèn)墩的方式對管道進行保護，其余管段采用自然土體進行回填，對有特殊保護要求的灘地管道的保護，也可采用模袋混凝土護面形式進行保護。4、結束語灘地或