过江管道整体自然沉放施工工法

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1、过江水下敷设钢管道整体沉放施工工法湖南四建安装建筑有限公司朱奇伟文建清贺慎华李正波湛怀平关键词：过江管道整体自然沉放1．前言在城市供水、供气、污水收集、排水等市政工程建设中，在工矿企业取水管道建设、输油管道工程建设中，管线常常要穿越河流、湖泊及海底。过江管道的安装，要求钢管从水下穿越，对于深水域，大跨度，地形复杂，压力要求高的过江管道安装常常遇到管道的联接方式，管道的挠度，弯曲度及抗弯、抗扭、抗折、抗剪应力及精确定位等技术难题。我公司在项目实施过程中，针对过江管道的施工进行技术攻关，形成了“过江管道整体沉放施工工法”，该工法在质量、安全及进度控制方面效果显著，具有明显的经济

2、效益和社会效益，为此，我司组织人员编制了此工法，以利推广应用。2．工法特点2.1应用此工法能实现长距离、大跨度管道安装总体一次沉放，从而实现水域封航时间短，影响小。2.2过江管道总体沉放施工技术能实现钢管全部采用焊接联接，可确保管道安装质量。2.3能实现管道精确定位入槽，确保管道的挠度、弯曲半径、抗扭、抗剪、抗折应力在安全值内。181．适用范围3.1适用城市供水、供气、污水收集、排放管道的穿越江河湖海工程。3.2适用于工矿企业取水工程。3.3适用于输油及其他介质管道穿越江河湖海工程。3.4适用于钢管、PE管、玻璃钢管等多材质的管道安装工程。水深要求、流速、江面宽度2．工艺原

3、理4.1管道两端封闭管道可浮于水面。通过船舶拖航就位管道。浮于水面的管道一端进水，一端排气，通过精确计算，控制进水的速度和均匀度，使管道自重加进水的重量加管内空气的重量与管道所受浮力相等或接近，即管道与管中的水和空气形成的混合体的密度等于或接近水的密度。混合体等于水的密度，则混合体悬浮于水中。增加进水量，混合体的密度大于水的密度，则管道会自然下沉。控制混合体与水的密度比即控制混合体在水中的加速度可控制管道自然下沉的速度。这就解决了管道的自然下沉的问题，同时解决了管道在水中下沉的速度问题。4.2管道弯曲段的翻身控制。水域地形断面的复杂，则使开挖的管槽断面复杂，存在管道有弯曲段

4、。弯曲段的管道浮于水面时处于水平状态，管道要精确安装定位入槽，在管道总体下沉过程中必须实现管道的90度翻转。控制进水的速度，增加弯曲管段的水量，则弯曲管段在重力作用下会先行下沉。此时在弯管段的两端增加一个控制力，则弯管在下沉过程中自然实现90度翻转。4.3利用管道自然下沉的原理，管道在不承受任何外力的作用下，管道进水速度控制的情况下，管道不会产生过大的弯、剪、扭曲的应力。181．施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程（见图5.1-1）河滩管段制作防腐分段水压试验1、下河及浮拖管就位2、水面对接3、气密性试验4、自然沉管1、施工测量2、管基槽开挖整平水压试验及水下砼浇筑回填

5、及试运验收图5.1-1沉管施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1基槽开挖基槽开挖根据水域地形断面、地质条件、采用的设备等因素确定。其工艺流程参图5.2.1-1。施工中的具体要求有如下几点：18挖泥1#泥驳装泥1#泥驳运泥1#泥驳卸泥2#泥驳装泥2#泥驳运泥2#泥驳卸泥挖泥船开工展布，抛锚定位2#泥驳返航1#泥驳返航图5.2.1-1挖泥施工工序框图1、为提高工效，挖泥时采取扇形挖泥方式，可保证槽内不留死角。2、当覆盖层较薄即不超过2.0米时，一次性开挖到位，可满足设计要求。当覆盖层厚度超过2.0米时，开挖应分层进行。具体分多少层，以开挖总厚度来确定，凡每层均按2.0米左右进行

6、即可。3、为了减少返工，必须在每个扇形挖泥回合中，用测深杆或测深绳测量水深，以便随时掌握挖泥断面的底标高情况。开挖后所弃泥碴由我方负责与河道部门联系后，运卸至河道部门指定地点。5.2.2管段制作根据已形成的管槽轴线情况，确定管段的制作。管段制作在河滩上进行，其制作工艺与陆上常规管道安装基本一致。但沉管的管段制作需要确保管道的挠度、抗扭能力，需要对管道安装进行加强。其主要要点为：1、管道必须内外双面焊接。182、管道焊接部位加横向角铁加强。3、管道吊环布置必须按中轴线校准。垂直线？4、吊环位置采用环形抱箍加强。5、管道两端用封板封闭。6、管道在陆上分段进行水压试验。5.2.3

7、管段下河已制好的管段利用吊车起吊下河。5.2.4管段拖航两端封闭的管段浮在水面上，利用船舶进行拖航。拖航时注意以下几点：1、计算水流速度、风浪对管段航行时的影响。2、控制浮运管道允许的曲率半径、矢高在控制之中。3、缓速逆流拖运，尽可能使管段直线浮运。5.2.5水面管段对接管段在水面进行对接。制作水上对接平台，对分段管道进行水上焊接对接。5.2.6总管拖航就位全部联接好的管段总管航运就位。管段漂浮于水面，受风向、水流因素影响大，管道弯曲变形情况复杂，可能出现“～”型变形等，考虑上述因素，对极限矢高、控制矢高相应加以调