管道水下安裝技術(shù)

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水下管段水下對接和接頭防水管段沉放和對接應(yīng)在平潮時候進(jìn)行,因平潮歷時較短,故采用快速正確的定位對接方法顯得很重要.在美國通常用雙體駁船將管段懸吊起來沉放,所有的受力纜繩和定位控制纜繩均予以錨定.進(jìn)行水平錯位微調(diào)時,對采用橡膠止水接縫的管段,利用一組調(diào)整楔片放置于水平中心線橡膠止水的兩側(cè),試放后將接頭處的水抽干檢查定位情況.必要時再將接頭處充水,調(diào)整楔片至合適位置.整個操作通過水上的液壓系統(tǒng)進(jìn)行,所化時間平均不超過半小時.在荷蘭,當(dāng)基層施工時,對管段采用三點(diǎn)臨時支承系統(tǒng),外端(向水端)用單樞支座,以便于調(diào)整定線,減少接縫施工時所需的校準(zhǔn)次數(shù).管段間接縫通常用導(dǎo)管混凝土或橡皮止水封堵.用導(dǎo)管混凝土法時,管段兩端設(shè)有專門設(shè)計(jì)的法蘭和擋板,在管段定位后以鋼銷加楔鎖定,導(dǎo)管法澆筑接縫處的外環(huán)混凝土,焊接接縫兩側(cè)的內(nèi)襯鋼板作為連續(xù)的止水膜,移去臨時止水頭和擋板,然后澆筑混凝土內(nèi)襯;近來有用帶Ω形橡皮的綜合止水系統(tǒng)代替接縫處內(nèi)襯鋼板的焊接,形成止水膜,并實(shí)現(xiàn)管段間柔性連接.用橡皮止水法時,以液壓千斤頂實(shí)現(xiàn)管段端部止水橡皮環(huán)的初始壓縮,抽干接縫兩側(cè)臨時止水頭部間的積水,借助作用于外端(向水端)的靜水壓力將止水橡皮壓縮一半,然后施工人員可從臨時止水頭部上的門進(jìn)入,繼而完成接縫處全部處理工作.橡皮止水環(huán)有用截面較大的單圈和截面較小的雙圈兩種,管段接縫處,由于設(shè)置多層防水屏障和精心施工,已建工程中尚未見接縫處嚴(yán)重漏水報(bào)道.沉管法隧道不允許穿過活斷層,但對建于地震影響區(qū)內(nèi)的隧道,可通過特殊的接縫構(gòu)造減少或消除地震波的影響.例如美國舊金山的穿灣隧道采用獲得專利的特殊裝置,可適應(yīng)地震引起的伸縮滑移和轉(zhuǎn)動等,接縫處任意方向上相鄰結(jié)構(gòu)間的位移差可允許高達(dá)10cm.

管槽開挖由于表層覆蓋粉質(zhì)粘土較少，陸上管槽開挖直接由人工清挖，清除表土后即可進(jìn)行鉆孔爆破作業(yè)．石方開挖以2.5m為一循環(huán)，直到管槽開挖到位．水下管槽開挖是指施工水位1m以下部分管槽開挖，采用水下管槽爆破開挖．水下管槽基巖邊坡以1：1進(jìn)行開挖，開挖時用全站儀測量定位，回聲測深儀測量水深．施工時嚴(yán)格控制水下管槽開挖的挖深，建立水尺用來計(jì)算工作時的水面高程，計(jì)算管底高程并以1．0m為單位列表繪制管底高程表．使用全站儀測定工作船舶的工作斷面位置，對照管底高程表得出該工作斷面的管底高程，然后由工作時的水面高程(通過水尺讀數(shù)推出)減去管底高程計(jì)算出該斷面挖深．用測深繩測量水深復(fù)核該斷面的挖深．水下鉆孔爆破施工流程為：測量放線一定位鉆孔船一鉆孔、裝藥、接線一移船一起爆一清渣一下一循環(huán)．水下爆破施工中采用全站儀跟蹤鉆機(jī)船鉆孔定位(鉆孔規(guī)格4'100mm)和挖泥船開挖定位，利用鉆機(jī)船拋設(shè)的主纜和橫向纜繩移動船位和調(diào)整孔位，以保證鉆機(jī)船鉆孔準(zhǔn)確和挖泥船開挖斷面及落斗點(diǎn)位置準(zhǔn)確，從而避免漏炸、欠炸和漏挖、欠挖現(xiàn)象，降低復(fù)炸、復(fù)挖率．管槽開挖完成后，利用超聲波回聲測深儀對管槽進(jìn)行檢測，經(jīng)自檢合格并繪制地形圖．水下管槽初步驗(yàn)收方法如下：將測深儀放置于小艇上并把全站儀的棱鏡綁扎于測深儀的探桿上，讓探桿沿著管槽中心線移動，測深儀每發(fā)出一次探測所在位置由全站儀定位并記錄．測深儀所測出結(jié)果由測深儀打印出來，打印出來的管槽中心線應(yīng)與管槽設(shè)計(jì)中心線吻合．測完管槽中心線后，再對管底兩邊線各測一次．管槽平整由潛水員通過安裝在船上的漏斗連接鋼導(dǎo)管將砂(墊層用料其最大粒徑不得超過10mm)卸到管槽的預(yù)定位置．
為了便于管道自然下沉，抵抗外界沖擊力，加強(qiáng)整體強(qiáng)度，考慮管道本身需要壓水試驗(yàn)，所以在管道浮運(yùn)到管道軸線位置時采用管內(nèi)充水、定位船錨固、起吊設(shè)備翻轉(zhuǎn)、自然沉管的綜合安裝施工措施．在施工過程中應(yīng)注意：
(1)施工設(shè)備及管道完全就位后，管道內(nèi)進(jìn)行充水，充水體積約為30m，即30t．同時可松鋼絲繩或柔性吊繩，讓管道在重力的作用下緩緩翻轉(zhuǎn)下沉；
(2)管道下沉過程中，嚴(yán)格控制各吊點(diǎn)的沉放速度，防止由于不均衡沉放導(dǎo)致管道的彎曲破壞，翻轉(zhuǎn)下沉?xí)r，各吊點(diǎn)應(yīng)協(xié)調(diào)作業(yè)．其中在翻轉(zhuǎn)階段，各吊點(diǎn)要逐步松纜，直至管道完全翻轉(zhuǎn)為止；
(3)由于整條管道在下沉和翻轉(zhuǎn)過程中均勻受力，各種力的變化較復(fù)雜，為了保證整條管道在下沉翻轉(zhuǎn)人槽過程中均勻受力，管道不被破壞，配置了適量的浮吊，吊點(diǎn)間距確定為18m(局部可作適當(dāng)調(diào)整)；(4)管道下沉就位后，潛水員潛入水底檢查管底與墊層接觸的均勻程度和緊密性，管道應(yīng)貼切地沉放到管槽中心位置，距管槽中心線的偏差應(yīng)小于250mm．管底最大懸空高度應(yīng)小于250mm，且懸空長度小于15m．