大口徑半球型承插式過江鋼管漂浮法施工技術(shù)

1、大口徑半球型承插式過江鋼管漂浮法施工技術(shù) -白石涌過江管工程是劉屋洲原水管道工程中一項(xiàng)施工難度大且十分關(guān)鍵的分部工程。該工程在施工中采用了半球型承插式鋼管焊接接口和水面浮箱式對接等新工藝，并通過實(shí)行項(xiàng)目的全面質(zhì)量管理使試壓一次成功，工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。 1工程概況 敷設(shè)地點(diǎn)位于增城市新塘鎮(zhèn)大墩村白石涌河段(見圖1)。 白石涌是珠江水系東江支流，河床寬度約為400m，河床地形高低不均，水深受潮流影響較大。河床土質(zhì)結(jié)構(gòu)為珠江三角洲河流沖積相，上部為淤泥，下部為砂土，局部有粘土。施工現(xiàn)場河涌為主航道之支流，通過一水閘與其分隔，水流較為平緩。水閘是施工現(xiàn)場唯一水上進(jìn)、出口，閘口寬約為4.8m，閘口底

2、梁至河床約為4.8m，閘口有一小型順壩。共需并排敷設(shè)DN242018和DN20204二條過江管，其軸線間距為10m，埋深約為3m。由于受白石涌水閘和大墩村河道規(guī)劃限制，過江管在河中轉(zhuǎn)了一個(gè)90彎，增加了施工難度(二段管道的長度分別為600m和578 m)。白石涌水域范圍較小且水深較淺，使得大船無法進(jìn)入，所以不適宜采用巴桿系統(tǒng)(因?yàn)樾〈^承重能力較差)，唯有采用從沒試過的貝雷架系統(tǒng)(利用船中央承重)。 2施工過程 過江管的敷設(shè)工序：管道分段組焊水上拖運(yùn)河底基槽開挖過河管現(xiàn)場水面對接組焊現(xiàn)場下沉。下面介紹各主要程序。2.1過江管焊接成型該工程共有二條過江管，全長1178m，根據(jù)過江管的設(shè)計(jì)形狀、

3、水上拖運(yùn)的河道情況和過江管成型地的地形，將每條過江管分為6段制成，最長的一段為160m，最短的僅為13m。過江管成型場地分別設(shè)在廣州市番禺區(qū)五礦碼頭(兩條過江管，共8段)和白石涌邊(制作帶彎角的短管，共4段)。組焊時(shí)在地面將每段過江管放樣后，用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀輔助校正，并用紅外線測距儀校核長度，嚴(yán)格控制偏差，確保成型鋼管平、順、直。鋼管采用半球型承插式焊接接口，接駁焊縫為承插式內(nèi)外角焊，每道焊口均做氮?dú)庠囼?yàn)，鋼管內(nèi)防腐采用水泥砂漿襯里，鋼管外防腐采用環(huán)氧煤瀝青二布四油，現(xiàn)場焊縫采用冷纏橡膠類防腐膠帶防腐。每段成型鋼管制作完成并對管段長度和角度進(jìn)行復(fù)測后，再在岸上進(jìn)行第一道水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為1.

4、0MPa。2.2管段吊裝下水首先根據(jù)鋼管質(zhì)量和長度選擇吊船，該工程共組裝了13艘吊船。在漲潮時(shí)吊船靠岸將管段逐段、分批吊到水中，并立即進(jìn)行0.03 MPa氣壓試驗(yàn)，驗(yàn)收合格后將其寄放在河邊并指派專船24h值班看護(hù)。2.3管段水上拖航管段由成型地水上拖運(yùn)至埋設(shè)地點(diǎn)的航程70km，且沿途水路多為繁忙的經(jīng)濟(jì)水道，港口和碼頭眾多。為保證管段水上拖航的安全，公司向有關(guān)港監(jiān)提出申請并發(fā)出航行通告，由其提供拖輪作為主拖，以功率為147kW的拖輪作為輔拖，并注意觀察潮汐變化和交運(yùn)情況以確保成型管段不受外力損傷，共分2次將8段管道拖入白石涌水域的預(yù)定地點(diǎn)錨泊寄放。2.4管段水面對接由于每條過江管均由6段組成(共

5、5個(gè)接口)，因此必須在江面上進(jìn)行水管對接，連成整體再下沉。針對此情況，施工人員采用了一種新型的水面對接方法浮箱內(nèi)水面焊接方法，作業(yè)過程是：預(yù)先按照管外徑設(shè)計(jì)一個(gè)鋼制浮箱(其下部設(shè)有貯水箱和排水泵)，然后將需要對接鋼管的管端拼在一起，把浮箱灌滿水后用吊船將其固定在對接口的中間；然后開啟排水泵排水使浮箱浮起而托住成型管，待將浮箱內(nèi)的水抽干后，即可下人進(jìn)行焊接管口焊縫(內(nèi)焊和外焊)，焊接完成后立即進(jìn)行接口的氮?dú)庠囼?yàn)，試驗(yàn)合格再進(jìn)行下一道工序。2.5管道溝槽開挖管道溝槽開挖采用3臺絞吸式挖泥船分段、分層開挖并用兩艘自卸運(yùn)泥船將泥土運(yùn)走，在施工過程中使用測深儀和經(jīng)緯儀對溝槽開挖情況進(jìn)行監(jiān)控。2.6管道墊

6、點(diǎn)處理挖好后的管溝河床上設(shè)有支承座，其間距為21m，共30處，用粒徑為58cm的碎石和混凝土墊梁支承。施工時(shí)采用人工拋石，潛水員水下粗平和細(xì)平，并用儀器測量校正以確保墊梁位置準(zhǔn)確和高程符合設(shè)計(jì)要求。2.7管道吊裝沉放由于過江管在平面上有90轉(zhuǎn)角，因而增加了水面對接拼裝的施工難度。為此，施工人員先將過江管用浮箱在水面上分二段進(jìn)行對接，每段管長約為300m，按照管溝的位置，用貝雷架系統(tǒng)(先用一條3m長的角鋼將兩只規(guī)格尺寸相近或相同的船撐開固定，再將4塊貝雷架分別吊裝于兩船中央，然后再將一個(gè)貝雷架橫梁吊裝于這4塊支架上)將管道吊離水面，然后在90轉(zhuǎn)角處設(shè)置一艘焊接船，用手動葫蘆將兩段管道拉近對接。完

7、成水面對接后立刻進(jìn)行焊接和接口的氮?dú)庠囼?yàn)，經(jīng)驗(yàn)收合格后進(jìn)行焊縫防腐。完成過江管水面對接后撤走焊接船，打開進(jìn)水閥和排氣閥，通過總指揮統(tǒng)一發(fā)出指令將過江管逐步下放入水，利用灌水、排氣速度和吊船控制管道下沉深度，逐漸把整條過江管下沉到預(yù)定的位置，然后立即進(jìn)行第二次水壓試驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)收合格后立即拋石穩(wěn)管。 3幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn) 大型過江管施工是一項(xiàng)非常復(fù)雜的施工過程，涉及到多種工種、專業(yè)和工藝的配合施工，因此必須實(shí)行項(xiàng)目管理，由具有豐富過江管施工經(jīng)驗(yàn)的各種專業(yè)技術(shù)人員(包括管道施工、航務(wù)工程、起重吊裝和水下作業(yè)人員)緊密配合，并編制詳細(xì)的施工組織計(jì)劃，這樣才能合理安排人力、材料和機(jī)械設(shè)備，確保工程質(zhì)量。過江管浮箱式水面對接方法是一種新型的施工方法。實(shí)踐證明，該方法操作簡單、接口質(zhì)量和工作環(huán)境好、檢查方便，值得在工程中推廣應(yīng)用。過江管采用的半球型承插式鋼管，是根據(jù)國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)資料自行研制的一種新型管材，其接駁焊縫為承插式內(nèi)外角焊，每道焊口均須做氮?dú)庠?/p>