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海底管道的铺设方法及其优劣

一项大规模水面施工在紧张推进。大型输水管线，通过沉管施工的方式，被架设到水面以下。作为骆马湖水源地原水管线项目的控制性节点工程——跨中运河输水管线工程最终完成以后，这些架设在水面以下的大型管道，将保障着未来多年我市居民用水。当天上午，首次进行的沉管整体下沉历时5个多小时，首段739米的管道第一次顺利沉放至水下5米的位置。预计到春节前，全长1060米的输水管线将横跨中运河被沉放到水下16米的固定管座上。这也标志着骆马湖水源地全线80余公里原水管线工程又迈出了关键的一步。输水管线要过河，怎么过水下沉管中运河管线整体下沉骆马湖水源地原水管线项目的控制性节点工程之一——跨中运河输水管线工程正式开始实施沉放。记者在邳州中运河工程现场看到，横跨中运河1000多米的河面上架起了6个辅助钢管桩平台，以及安装了卷扬机等设备的辅助起重船。在钢管桩平台下方一根黑色的输水管道架在水平面上，管道的两侧向上方翘起，开口已被封闭，并且正在向管内注水。据了解，我市三重一大民生项目骆马湖水源地及第二地面水厂工程，线路全长80.5公里，途经新沂、邳州、铜山和经济技术开发区4个县(市)区，设计取水规模为80万m3/天，送水管线输水规模为80万m3/天。中运河输水管线沉管工程关系到整个骆马湖水源地原水管线工程的成败，是全线80余公里原水管线实现全面贯通的至关重要的控制点。骆马湖水源地建设处负责人于孝民说，跨中运河输水管线工程主要分为地下土层中顶管施工和水上水下沉管施工，其难度和风险最大的就是过中运河的沉管施工。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。水下沉管怎么沉先给水管灌满水，再放下去沉管将分三次完成，首次下沉的管道长度是739米。我们看到的在河面上管道两端已经被封闭，正在向管内灌水，全部注满后才能向水里沉放于孝民告诉记者，仅这段739米的管道，全部注满水需要2000多吨，将耗时4个多小时。管道下沉正是通过向管内注水增加下沉动力进行的，达到平稳下沉。而从开始注水至管内充满水是最危险的时期，一旦注水不均匀或下沉速度不一，很容易引起整根管道倾覆，后果不堪设想。另外，为使整个沉放系统同步协调，还将借助可控浮箱自动平衡。什么是可控浮箱呢记者在河面上看到，在管道上一组长约十三米的小潜艇模样的装置，夹在管壁两侧，这样的装置大约有5、6组。每个小潜水艇上有三个突出向上的管口。于孝民告诉记者，可控浮箱类似于潜水艇，内部构造分多个隔舱，在需要下沉时管口可注水，需要上浮时可充气，并且内部装有探测仪器，以便随时控制。沉管之后干什么水上对接拼焊

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阀门井等附属构筑物土建工程严格按设计图纸和图集进行施工。1、阀门井、检查井的修筑1）井底基础应与管道基础同时浇筑。2）井室安装阀门时，井底或井壁距承口或法兰盘的距离不得小于规范要求。3）砌筑井的内壁应采用水泥砂浆勾缝，有抹面要求时，内壁抹面应分层压实，外壁应采用砂浆搓缝压实。4）钢筋砼井应严格按图纸设计，可先浇筑砼垫层，再安装管道，用制作的支架将管道支撑起，在管道安装好后，再扎钢筋，用扎丝扎好，保证绑扎质量。在检查无误后进行关钢模，浇筑砼。浇筑砼时应将振动泵插到底，振动位置应到位，防止漏振。5）井砌筑到规定高程后，应及时浇筑或安装井圈，盖好井盖。2、支墩及镇墩的浇筑1）管道及管道附件的支墩和锚定结构应位置准确，锚定应牢固。2）支墩应在坚固的地基上修筑，当用砌筑支墩时，原状土与支墩间应采用砂浆填塞。3）管道支墩应在管道接口做完，管道位置固定后修筑。管道安装过程中的临时固定支架，应在支墩的砌筑砂浆或达到规定强度后拆除。4）镇墩应严格按图纸设计，可先浇筑砼垫层，再安装管道，用制作的支架将管道支撑起，在管道安装好后，进行关钢模，浇筑砼。浇筑砼时应将振动泵插到底，振动位置应到位，防止漏振。管道试压、冲洗、消毒1、管道根据设计及规范要求，地下管道的压力试验分段进行，该段分为一段进行，详细的管道试压方案视现场实际情况再行编制。管道压力试验采用水压试验的方法进行。当试压合格后，将管内的水用水泵从排水口排入排入井点降水的临时排水沟，保证管沟内不得有积水，同时将管内积水排尽，满足下一工序继续施工的要求。2、管道冲洗、消毒根据给水排水验收规范《gb50268－97》要求，管道在水压试验后，竣工验收前应冲洗消毒，冲洗消毒根据实际情况分段进行，先冲洗再消毒。（1）管道冲洗：

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。中铁十局十公司负责现场施工的工程师告诉记者，当第一段739米的钢管注满水后，将先被下沉到水下5米处。第一次下沉也是最难的，管道在逐步下沉过程中需进行充水，需要沉浮箱的位置变换配合，辅助卷扬机起重系统需同步下放。第一次沉放达到预定深度，大约需要5个多小时。接下来，管道两端突出水面的管口将在水面上进行焊接。之所以进行水面上焊接也是为了保证管道焊接质量。因为以目前的技术，我们尚不具备水下焊接的能力。由于该段输水管线为压力钢管，为保证焊接质量，必须要求焊接钢管平顺稳定对接施焊。在这宽阔的中运河水面上是很难做到的，必须得克服水面风浪船行波水下暗流以及突发船只冲击等多种因素的影响，对施工来说是一大挑战。除了焊接之外，在准备沉管前，施工方在十几米深水下已经预先安装了二十余个钢管、桩管、桥管等支撑结构。管道需在水面上整体对接拼装至需要的长度后，准确地下放至水下已安装好的管桥横梁上，并与事先安装在管道上的管箍、管座结构与水下管桥横梁连接固定。于孝民说，因此该段沉管在水上整体对接拼装、整体沉放、下沉时的定位、吊点受力均衡控制等方面，均存在较大的难度和较高的风险。钢管重量1500吨左右，沉管难度大，工艺国内首创采访中，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。两根直径2.2米的倒虹吸输水压力钢管，借助辅助钢管桩平台和可控钢浮箱，整体缓慢平稳沉放至水下15米到16米的深处，并精确就位于钢管桩管桥管座上。如此大口径、长距离、异形钢管水上焊接整体下沉施工，精度超规范，施工技术国内领先，工艺堪称国内首创。

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水中铺设塑料管道的材料主要是聚烯烃（高密度聚乙烯HDPE，中密度聚乙烯MDPE和聚丙烯PP）。聚烯烃材料很高的应变能力，结合其应力松弛能力(stressrelaxationability)，为水中管道的新型设计原理创造了条件。在Lars-EricJanson著‘供水和排污塑料管道’PlasticsPipesforWaterSupplyandSewageDisposal一书中有两个研究实例：一个实例是数字模拟一条Φ1,600mmHDPEPN4管道对超过设计波浪负载的反应。在超过设计一倍的波浪负载下管道的某一部分在波浪到达8秒后往一边偏移超过1m，但是在20秒后几乎回到原来的位置，可以保证偏移量处在许可范围内。另外一个实例是调查澳大利亚Latrobe一条1990年直接铺设在当时海底的水中管道。发现海底有剧烈的沙石冲刷不稳定，每年变化约2米。但是塑料管道仍然一直在成功地运行。

单根钢管沉管长度达1060米、口径达2.2米、重量达1500吨左右、下沉深度深达16米，还要准确无误地放至水下，其难度可想而知。可是正因为难度大，也成为整个骆马湖水源地输水管线施工成败的关键，因此，沉管施工至关重要。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。根据计划，跨中运河1060米的输水管道将分三次沉放，预计在春节前可全面完成。该项工程的施工，不仅为我市水利水务工程积累了重要的技术数据和经验，也将大大提升我市水利水务建设的水平。西气东输二线香港支线海底管道建设难题解决记者昨日从深圳海事部门获悉，西气东输二线香港支线通航安全评估报告已经顺利通过评审，这不仅意味着西二线香港支线段海底管道埋深及保护关键问题得到解决，也标志着该工程将逐步进入全面动工阶段。管道贯穿西部港区西气东输二线深圳至香港海底管道工程贯穿整个深圳西部港区，海底管道总长约30.1公里。据深圳海事局介绍，此次西气东输二线海底管道将依次穿越深圳西部港区公沙水道、大小铲岛规划港区、大铲水道、铜鼓航道等重要通航水域，同时管线将紧邻友联修船基地作业水域、友联无动力船锚地及西部港区危险品锚地，而由于深圳西部水域船舶交通流密集，年平均交通流达到55万艘次，所以工程水域船舶如发生船舶失控、沉船事故或应急抛锚等都会给管线带来潜在风险。因此，管道埋深及保护一直是深圳海事局进行通航安全论证、评估过程中的重点、难点问题。

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9）作业时，潜水送气管应保持直线度，切莫预留过多，以防产生饶管导致发生事故。

据介绍，深圳海事局先后协助交通部海事局组织召开论证评估会、研讨会、预评审会十四余次，在海事专家、码头公司、政府代表等多方的共同参与下，有效解决埋深、抛泥、穿越航道以及通航安全等难点问题，最大限度地降低对港口生产和海上交通安全的影响。埋深深度堪称世界之最根据深圳海事局组织召开西气东输二线海底管道工程埋深及保护研究报告评审会，最终确定重要航道及区域按照超大型集装箱船（25万吨及以上集装箱船）的通航要求进行埋深及保护，在铜鼓航道段最大管沟底标高达到27米，这样的埋深深度堪称世界首例。埋深问题的解决，标志着制约西气东输二线香港支线海底管道工程推进的根本性问题得到解决。深圳海事局相关负责人表示。此外，针对施工过程中可能存在的安全隐患，海事部门督促施工单位加强安全生产管理，认真落实安全及防污染措施。深圳海事局还成立了水上交通安全宣讲团，为中石油集团海洋工程公司举办了水上水下安全施工专场宣讲活动，介绍深圳辖区水域情况、相关法律法规、办理水上水下施工作业许可的程序及监管措施等据每日科学网报道，南安普敦大学的科学家日前开发出一项新型超灵敏技术，它可以监测水下天然气管道的泄漏情况。该研究表明，通过监测声波信号的变化，未来海底天然气泄漏甲烷泄漏都能得以监测。

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12）作业完毕后，切断装备电源。整洁装备、用具，且做好作业场所冲洗打扫干净工作与交接工作，并及时向有关方报告，以示作业平安。