淺水灘涂E管道敷設(shè)工藝的原創(chuàng)

灘涂及淺水區(qū)PE管道敷設(shè)施工工藝研究摘要：隨著PE管道在國(guó)內(nèi)給排水領(lǐng)域使用的范圍越來(lái)越廣，技術(shù)也越來(lái)越成熟，憑借PE管的柔韌性、漂浮性、延展性和長(zhǎng)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(diǎn)，在國(guó)內(nèi)諸多項(xiàng)目中不斷得到應(yīng)用。本文的通過(guò)本次在國(guó)內(nèi)外海底敷設(shè)最長(zhǎng)管道57.4km項(xiàng)目---大連長(zhǎng)海縣跨海引水工程實(shí)施過(guò)程，以及以往在沿海敷設(shè)其他類型的管道所歷經(jīng)的很多淺水灘涂的管道敷設(shè)施工過(guò)程，我們對(duì)灘涂登陸和淺水區(qū)域敷設(shè)施工進(jìn)行了總結(jié)，以便能更好地推廣淺水區(qū)域管道敷埋施工技術(shù)和拓展今后PE管運(yùn)用領(lǐng)域。關(guān)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(wú)法采用大型機(jī)械或船舶進(jìn)行開(kāi)挖，這對(duì)管道敷設(shè)施工帶來(lái)了很多困難。但隨著PE管道的很多特性不斷被人們認(rèn)識(shí)和開(kāi)發(fā)運(yùn)用，包括國(guó)際市場(chǎng)在取水、深海排放、海上油氣開(kāi)采輸送等很多領(lǐng)域中的運(yùn)用，顯示了非常突出的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性，形成了塑料管道運(yùn)用的重要市場(chǎng)領(lǐng)域，使各種用途的PE管道在灘涂、淺水軟基區(qū)域敷設(shè)施工成為了可能。目前，國(guó)內(nèi)在水中敷設(shè)PE管道才剛剛起步，灘涂管道敷設(shè)工藝還不是很成熟，還需要不斷改善，并通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的工藝技術(shù)進(jìn)行不斷總結(jié)和完善，以便吸收成功經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，使專用工法能有更加廣泛的適用性，滿足社會(huì)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(jìn)行敷管時(shí)，由于基礎(chǔ)承載力低，在沒(méi)有與大水域連通的情況下，無(wú)法用機(jī)械或船舶進(jìn)行管道溝槽的開(kāi)挖，因此，在這些地域進(jìn)行管道敷設(shè)時(shí)，只能采用浮拖法進(jìn)行敷設(shè)。但本工藝主要針對(duì)在海邊灘涂和淺水區(qū)域，在這些區(qū)域，因?yàn)橛锌梢院痛笏蜻B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(jìn)行開(kāi)挖前進(jìn)，也能夠快速完成管道溝槽的開(kāi)挖，但由于海邊受到潮汐和風(fēng)浪影響比較明顯，很容易造成管溝的回淤，因此對(duì)管道敷埋深度和質(zhì)量控制也會(huì)帶來(lái)一定的影響，為此，在施工過(guò)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(jìn)行PE管道敷設(shè)時(shí)，目前采用的工藝主要是：灘涂管溝開(kāi)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(shè)施工順利進(jìn)行，對(duì)施工工序進(jìn)行優(yōu)化和交叉施工，部分工序與海上部分的管道同期進(jìn)行。3、灘涂管道施工3.1、管道溝槽開(kāi)挖淺水區(qū)域及灘涂的管道溝槽開(kāi)挖可采用船載挖機(jī)、挖泥船、攪吸船等開(kāi)挖機(jī)械或船舶進(jìn)行開(kāi)挖，近陸地段采用挖掘機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖。由于海邊灘地受水流、風(fēng)浪、潮涌的影響，管溝容易造成回淤，因此，在近岸管溝開(kāi)挖過(guò)程中，必須要掌握好開(kāi)挖時(shí)機(jī)，即采用船舶機(jī)械進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，盡量利用高潮位開(kāi)挖施工。而采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行時(shí)，必須利用低潮位時(shí)機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖，必要時(shí)必須加大設(shè)備的投入。在進(jìn)行灘涂管溝開(kāi)挖時(shí)，挖出的土方堆放必須遠(yuǎn)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(jìn)行管溝開(kāi)挖時(shí)，盡量使用能夠自動(dòng)輸送排放開(kāi)挖泥土的設(shè)備或船舶，根據(jù)在本次長(zhǎng)?？h供水項(xiàng)目的灘地管溝開(kāi)挖及管道敷設(shè)施工及其他類似項(xiàng)目中所遇到的灘涂淺水區(qū)域敷管的實(shí)施情況，我們認(rèn)為：為減少運(yùn)泥困難，灘涂管溝的開(kāi)挖宜采用砂漿泵或泥漿泵進(jìn)行管溝開(kāi)挖，具體實(shí)施時(shí)需要根據(jù)土質(zhì)進(jìn)行設(shè)備的選擇，對(duì)于基巖或風(fēng)化巖地段的管溝，在無(wú)法避開(kāi)巖石段或修改管溝軸線的情況下，可以采用爆破或鑿巖機(jī)破碎進(jìn)行處理，其中水下的巖渣采用抓斗式挖泥船進(jìn)行開(kāi)挖，能夠在低潮位出露的灘涂溝槽只能利用高潮位進(jìn)行爆破。低潮位挖機(jī)開(kāi)挖。總之,在沿海水域進(jìn)行淺水灘涂管道敷設(shè)時(shí),必須根據(jù)灘涂的地質(zhì)情況進(jìn)行區(qū)別對(duì)待,遇礁巖等硬質(zhì)灘地時(shí),可考慮先行開(kāi)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(jìn)行開(kāi)挖或?qū)﹂_(kāi)挖過(guò)的溝槽進(jìn)行回淤清理后再行沉管，在本次長(zhǎng)?？h供水管線敷設(shè)過(guò)程中，所實(shí)行的就是先開(kāi)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(dāng)灘涂水位線以上沒(méi)有組管場(chǎng)地的情況下，管道組焊只能利用敷管船上的發(fā)射架進(jìn)行，通過(guò)敷管船上儲(chǔ)存的管道和熔焊機(jī)組進(jìn)行組焊，加配重塊后發(fā)射到水面（配重塊在發(fā)射架上進(jìn)行裝配，發(fā)射時(shí)，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(zhǎng)，岸邊設(shè)置的牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)將管道不斷拖到岸邊（或通過(guò)機(jī)動(dòng)船輔助移動(dòng)，每接一段管道，牽引一次），到達(dá)設(shè)計(jì)的位置后進(jìn)行錨固。配重的安裝應(yīng)該按照設(shè)計(jì)的間距和規(guī)格進(jìn)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(shè)計(jì)要求安裝防滑緩沖墊層。為防止安裝過(guò)配重塊的管道在淺水區(qū)域翻滾或扭曲，配重塊在加工時(shí)，就有意識(shí)地分成不對(duì)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(shí)，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(jī)動(dòng)船或岸邊卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行，一些灘地較寬無(wú)法通視時(shí)，機(jī)動(dòng)船上配置GPS定位和導(dǎo)航，每組焊接長(zhǎng)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(shè)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(kāi)挖后，需要經(jīng)歷很多次的潮汐、涌浪或風(fēng)浪的侵襲，管溝內(nèi)的回淤在所難免，為了保證管道敷埋達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)深度，下沉前必須對(duì)回淤進(jìn)行清理。結(jié)合江蘇神龍海洋公司這次現(xiàn)場(chǎng)的施工經(jīng)驗(yàn)看，管溝的回淤清理應(yīng)和管道注水下沉相結(jié)合，否則在時(shí)間差內(nèi)還會(huì)出現(xiàn)新的淤積。回淤的清理采用浮平臺(tái)上設(shè)置的大功率泥漿泵對(duì)回淤物進(jìn)行吸排，結(jié)合高壓水槍對(duì)回淤進(jìn)行沖掃，保證管道達(dá)到預(yù)定的埋深。3.5、管道沉放管道通過(guò)牽引或輔助拖攜到達(dá)預(yù)定位置后，從管道的一段進(jìn)行灌水讓其下沉，為防止管道在注水過(guò)程中出現(xiàn)蛇型浮鼓段，注水一般應(yīng)從最高的陸域端頭開(kāi)始，使管道隨著注水量的不斷增加，逐漸向遠(yuǎn)端推進(jìn)，保證管道能夠從岸邊向遠(yuǎn)端順勢(shì)沉放。在管道接近回淤段溝槽前，開(kāi)始啟動(dòng)回淤段清淤設(shè)備，并開(kāi)始控制管道的注水和下沉速度，使管道下沉與清淤結(jié)合推進(jìn)，并抱枕管道能夠順利下落到預(yù)定的管溝底部，達(dá)到設(shè)計(jì)的埋深。3.6、試壓檢查及處理為保證管道敷設(shè)后達(dá)到預(yù)定的功效，管道的試壓檢驗(yàn)必須在埋設(shè)一段后就進(jìn)行一次試壓，防止敷設(shè)距離太長(zhǎng)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(yàn)修復(fù)成本，大都實(shí)行分段試壓的方法進(jìn)行檢查。當(dāng)一段管道全部下沉到預(yù)定深度后，即可開(kāi)始對(duì)該管段進(jìn)行加壓，如果壓力能夠穩(wěn)定在預(yù)定的設(shè)計(jì)壓力時(shí)，則管道敷設(shè)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如果加壓出現(xiàn)問(wèn)題（如壓力達(dá)不到預(yù)定要求或根本無(wú)法加壓）時(shí)，則必須維持對(duì)管道加壓（添加壓力水和壓縮空氣），以防止管道上浮，同時(shí)，安排潛水檢查人員對(duì)已經(jīng)下沉的管道進(jìn)行全面探查，直至找到泄壓或滲漏點(diǎn)。找到滲漏或泄壓點(diǎn)后，用浮吊將損壞或滲漏點(diǎn)管段從水下吊起，擱置在駁船上，對(duì)泄壓或滲漏點(diǎn)的管段進(jìn)行固定、配重塊拆除、截?cái)嗖⒅匦氯劢?，待熔接點(diǎn)強(qiáng)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(jìn)行試壓，直至滿足設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收規(guī)范要求。3.7、管溝回填及加載保護(hù)灘涂段管道沉放試壓結(jié)束后，開(kāi)始對(duì)管溝進(jìn)行回填和壓載保護(hù)，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(lái)源或運(yùn)輸方式有選擇地進(jìn)行，一般以船運(yùn)、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(duì)涌浪或風(fēng)浪作用區(qū)域的管段，在自然回填后需要采用預(yù)制”U”型開(kāi)口箱涵、石籠或網(wǎng)箱塊石進(jìn)行壓載保護(hù)，其中，采用開(kāi)口箱涵壓固的管段，需要對(duì)涵蓋的外端進(jìn)行封閉，然后對(duì)其內(nèi)部實(shí)行混凝土填充，時(shí)管道和涵蓋固結(jié)成一個(gè)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(shí)，可以以間隔一定距離澆筑鎮(zhèn)墩的方式對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)，其余管段采用自然土體進(jìn)行回填，對(duì)有特殊保護(hù)要求的灘地管道的保護(hù)，也可采用模袋混凝土護(hù)面形式進(jìn)行保護(hù)。4、結(jié)束語(yǔ)灘地或