專利名稱：海底pe管道邊敷邊埋施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海底管道的敷埋施工方法，尤其是一種海底PE管道 敷埋施工方法。
背景技術(shù)：
目前，長(zhǎng)距離海底輸水管道均以鋼管為主，采用將鋼管內(nèi)外防腐， 先敷設(shè)到海底然后進(jìn)行埋深作業(yè)。而鋼管容易生銹、結(jié)垢，在海底會(huì) 產(chǎn)生腐蝕。采用新型的PE材料作為管材，它具有防爆、防震、防腐、無(wú)毒、 無(wú)味、不生銹、不結(jié)垢、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在陸地上的城市地下水 管網(wǎng)系統(tǒng)中己廣泛應(yīng)用，在上世紀(jì)50年代起塑料管道就開(kāi)始進(jìn)入水 中鋪設(shè)，在世界各地廣泛應(yīng)用。PE材料作為管材施工中要求全程熱熔對(duì)焊并外加套筒，不允許 采用法蘭對(duì)接；且海底管道全程埋深2.5m以上。因此，不能用拖管、 沉管、水下法蘭、哈夫連接等常規(guī)的管道施工方法。并且工程采用材料為PE100，允許抗拉強(qiáng)度僅為10MPa，管道的 剛度很小(通常為1100MPa,但隨溫度的變化而變化)，瞬時(shí)允許彎 曲半徑為12m; PE材料硬度小，管道表面沒(méi)有外防腐，因此管道表 面很容易被尖銳物刮傷。如果采用常規(guī)的海底鋼管先敷后埋的方法， 那么，在埋設(shè)機(jī)騎在管道上進(jìn)行埋深施工時(shí)，無(wú)法保證埋設(shè)機(jī)對(duì)管道 不造成損壞， 一旦管道的外表面產(chǎn)生損壞就會(huì)影響整個(gè)管道的質(zhì)量和使用。同時(shí)，由于PE管具有很大的柔性，，它無(wú)法給埋設(shè)機(jī)提供一個(gè)前 進(jìn)的導(dǎo)向，所以，不能采用先敷后埋的施工方法。目前海底PE管施工工藝主要有的PE管敷設(shè)施工工藝和管道埋深施工工藝。PE管敷設(shè)施工工藝基本分為漂浮一下沉法、水底拖拉法和敷管 船法三種。(1)漂浮-下沉法這是海底PE管最通常使用的施工方法利用HDPE管道可以熔接的特長(zhǎng)在岸邊把運(yùn)來(lái)的管段對(duì)接熔焊成 幾百米長(zhǎng)的連續(xù)長(zhǎng)管段，逐步下水漂浮在水上，或者把管材擠出生產(chǎn) 線安置在岸邊，直接制成幾百米長(zhǎng)的連續(xù)長(zhǎng)管段逐步下水漂浮在水 上；壓重塊可以在岸上就安裝到管道上，然后和管道一起下水；也可 以在水面上利用駁船把壓重塊固定到管道上；把固定好壓重塊的連續(xù) 長(zhǎng)管段拖引到計(jì)劃鋪設(shè)的位置；把各段長(zhǎng)管連接到工程需要的長(zhǎng)度； 通過(guò)從岸端灌水使管道逐步沉到水底要求的位置利用塑料管道的柔 韌性，讓管道隨著水底的地形狀起伏躺在水底上(為了減少輕水流作 用力，通常利用壓重塊使管道和水底間有一定的距離)。通常大部分 塑料管道就直接暴露在水中，只在近岸處將部分管道埋在水底的管溝 內(nèi)。該施工工藝適用于施工區(qū)域海況較好的地區(qū)。 (2)水底拖拉法當(dāng)水上交通阻止采用浮一沉鋪設(shè)法時(shí)(如在穿越河流的工程中)， 可以采用水底拖拉法。當(dāng)采用這種方法時(shí)，先把塑料管道在岸上連接 成連續(xù)長(zhǎng)管，加裝上足夠保證管道始終沉在水底的壓重，然后用用巻 揚(yáng)機(jī)把管道拖過(guò)河。通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)的壓重和固定在管道前端的特殊拖拉頭一'滑橇'確保管道在拖過(guò)河時(shí)能隨著河底的斷面輪廓順暢滑動(dòng)。 該施工工藝適用于大口徑、距離較短的管道工程。 (3)敷管船法-敷管船法亦稱彈性敷設(shè)法，即管道在敷管船上逐一焊接后，敷管 船絞動(dòng)錨纜的方法移船前進(jìn)，鋼管從船尾入水，經(jīng)托管架敷入海中。 該施工法對(duì)氣候的適應(yīng)能力較強(qiáng)，管段的焊接、敷設(shè)都在敷管船上進(jìn) 行，不需要大量的其他的工作船，需要敷設(shè)的管段通過(guò)托管架自然、 平穩(wěn)地從敷管船敷設(shè)到海床上。該施工工藝適用于長(zhǎng)距離管段的敷 設(shè)。海底管道埋深施工工藝一般分為先開(kāi)溝后敷管、先敷管后開(kāi)溝 以及自埋法。(1) 先開(kāi)溝后敷管 在敷管前先用挖泥船在管道路由上開(kāi)挖一條溝槽，然后在溝槽內(nèi)進(jìn)行敷管，敷管方法可以采用浮一沉法、水底拖拉法以及敷管船法。 該方法比較適用于短距離的工程， 一般為過(guò)江、過(guò)河管道工程。(2) 先敷管后開(kāi)挖-先采用海底管道的敷設(shè)方法將管道敷設(shè)到海床上，然后用海底管道埋設(shè)機(jī)將管道埋到設(shè)計(jì)位置。該方法需采用專用的海底管道埋設(shè)機(jī)，埋設(shè)深度一般能達(dá)到2~3m，適用于軟土地質(zhì)的長(zhǎng)距離海底管道工程。(3) 自埋法-自埋法是在管道頂部安裝的一種倒T型的結(jié)構(gòu)物，該結(jié)構(gòu)物會(huì)顯著改變管道周圍的流場(chǎng)分布，使得管段底部形成沖刷，從而使管道產(chǎn)生自埋的一種方法。該方法埋設(shè)的深度一般不深，適用于長(zhǎng)距離海底管道。 因此，現(xiàn)有的PE管施工工藝無(wú)法用于鋼絲網(wǎng)纏繞高密度聚乙烯復(fù)合管材(SPE)，直徑450mra，壁厚22mra，海底管道路總長(zhǎng)17996m的施工。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種海底PE管邊敷邊埋施工方 法，該方法集合了海底管道和海底電纜的施工工藝，適用于水深在30m 以內(nèi)的淺海軟土地基的海域內(nèi)進(jìn)行的PE管道的施工。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下-一種海底PE管邊敷邊埋施工方法，其具體步驟是(1) 管道敷設(shè)施工準(zhǔn)備在管道敷設(shè)施工前，管道敷設(shè)工作船安裝托管架和水力機(jī)械埋設(shè)機(jī)；(2) 管段拼接就位 管段由運(yùn)管船駁運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，吊裝上管道敷設(shè)工作船，將50m管道吊裝到發(fā)射架上的50m管道拼接滑道上，拼接成100m長(zhǎng)管 段，將100米管段滾至發(fā)射滑道上，在熔接站內(nèi)和已敷埋的管段對(duì)接， 并安裝配重塊；(3) 管段埋深至海床 啟動(dòng)高壓水泵和及埋深系統(tǒng)通過(guò)收絞牽引錨鋼絲，將管段經(jīng)發(fā)射架、托管架及埋設(shè)機(jī)埋深至海床，埋設(shè)深度為管底相對(duì)深度在泥面以 下2.5米；此過(guò)程的同時(shí)，由潛水泵向管道內(nèi)注入海水，水量控制在 入海管道長(zhǎng)度的同等容積量，以確保管道不起??；并且在工作船首的 發(fā)射架和船尾的焊接站內(nèi)各設(shè)置一臺(tái)DGPS定位系統(tǒng)，通過(guò)DGPS定位系統(tǒng)控制敷管路由偏差在20米左右。上述管段埋深至海床中的工作船的定位和移位過(guò)程是(1) 工作船錨位的布置 八個(gè)錨分別對(duì)稱拋在鋪管工作船左右舷兩側(cè)，其中四只在敷管船 首部，四只在敷管船尾部；(2) 巻揚(yáng)機(jī)的設(shè)置 在艏側(cè)設(shè)置一臺(tái)采用變頻器控制牽引速度，主牽引錨拋設(shè)在距敷管船首部800米的管道設(shè)計(jì)軸線上的35噸巻揚(yáng)機(jī)，作為主牽 引巻揚(yáng)機(jī)；(3) 起錨和拋錨當(dāng)一段100米長(zhǎng)的PE管子鋪設(shè)完后，錨艇在鋪管工作船背水一側(cè)將四個(gè)錨由前往后依次起起來(lái)，拋設(shè)在新的位置上。(4) 絞錨移船-當(dāng)敷管船上的管段熔接后，移船絞車絞動(dòng)牽引錨纜，八個(gè)移船絞 車一臺(tái)35噸主牽引巻揚(yáng)機(jī)同時(shí)配合絞動(dòng)錨纜或松寬錨纜調(diào)整敷管船 的左右偏差和控制船前進(jìn)的速度，使船在前進(jìn)的過(guò)程中始終沿設(shè)計(jì)路 由方向前進(jìn)；每絞一次錨，敷管船前進(jìn)100米，然后進(jìn)行錨位的更新。 上述管段埋深至海床過(guò)程中管道埋深監(jiān)測(cè)-在正式鉸錨移船前，根據(jù)埋深監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，隨時(shí)調(diào)整牽引力、 牽引速度、水泵壓力，確保管段的埋設(shè)深度大于2.5米。本發(fā)明的特殊工況作業(yè)1、棄管施工當(dāng)出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)、或冷空氣等惡劣的天氣和海況條件威脅到管線的安 全時(shí)，先焊上拾管頭系好浮筒并與托管架用鋼絲綁扎、收緊，利用船 上的起重扒桿將托管架并托管架上管段整體吊離船體、并緩緩沉放至海底；為防止托管架因風(fēng)、浪、流因素的影響而產(chǎn)生位移、損壞甚至折彎，在托管架兩側(cè)50米距離處各預(yù)先拋設(shè)一個(gè)1000KG的錨，由潛水 員水下將錨鋼絲和管段連接、收緊；在棄管施工過(guò)程中，有DGPS定 位，連續(xù)精確記錄棄管船位，管段位置、錨位。2、拾管施工當(dāng)海況條件轉(zhuǎn)好，進(jìn)行管線回收首先由潛水員水下配合將與管 段相連的錨鋼絲解開(kāi)，并在托管架上設(shè)置起吊鋼絲；鋪管施工船利用 DGPS定位，使施工船與托管架沉放時(shí)的路由保持在同一直線上，將 托管架上的起吊鋼絲與施工船上的起重把桿相連接，啟動(dòng)起重扒桿， 將托管架吊出水面，并將其重新安裝在施工船上。本發(fā)明的海底PE管邊敷邊埋施工方法集合了海底管道和海底電 纜的施工工藝，PE管在敷管船上逐段焊接，然后通過(guò)托管架敷設(shè)到 海底，同時(shí)托管架尾部直接連接了海底管道埋設(shè)機(jī)，管道敷設(shè)到海底 的同時(shí)已經(jīng)到了溝槽底部，然后，靠自然回淤將管道埋在海床下。該 方法具有以下幾個(gè)特點(diǎn)1、 確保了整個(gè)管道的連續(xù)焊接施工，避免了海中間管道的法蘭 接頭；2、 避免了采用先開(kāi)挖后敷管所需的大量的人力、物力以及對(duì)環(huán) 境造成的破壞，同時(shí)也解決了水下溝槽開(kāi)挖回淤較快的問(wèn)題；，3、 將敷管船和埋管船合二為一，只要一條作業(yè)船就實(shí)現(xiàn)了管道 的敷設(shè)和埋深，大大節(jié)約了施工成本；4、 管道一下到海底，直接被埋入溝槽中，避免了管道在海床表 面停留的時(shí)間內(nèi)，水流對(duì)管道的穩(wěn)定所帶來(lái)的影響，同時(shí)也避免了在 未埋深期間受到錨害等外界因素影響的風(fēng)險(xiǎn)；5、采用淺海無(wú)張力敷管法進(jìn)行管道的敷設(shè)施工。


圖1是本發(fā)明的施工流程框圖；圖2是敷管船示意圖；圖3是托管架示意圖；圖4是埋設(shè)機(jī)示意圖；圖5是棄管作業(yè)示意圖；圖6是拾管作業(yè)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。應(yīng)理解，這些 實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解， 在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各 種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定 的范圍。如圖1所示，本發(fā)明的海底PE管道邊敷邊埋施工方法，包括 1.管段敷埋施工程序在開(kāi)始深海段管道敷設(shè)施工前，由施工輔助作業(yè)船(錨艇)配合 管道敷設(shè)工作船安裝托管架和水力機(jī)械埋設(shè)機(jī)。管段由運(yùn)管船駁運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，吊裝上管道敷設(shè)工作船，將50m管道吊裝到發(fā)射架上的50m管道拼接滑道上，拼接成100m長(zhǎng)管 段，將100米管段滾至發(fā)射滑道上，在熔接站內(nèi)和已敷埋的管段對(duì)接， 并安裝配重塊。接縫滿足強(qiáng)度要求后，啟動(dòng)高壓水泵和及埋深系統(tǒng)通過(guò)收絞牽引 錨鋼絲，將管段經(jīng)發(fā)射架、托管架及埋設(shè)機(jī)埋深至海床。埋設(shè)深度為管底相對(duì)深度在泥面以下2. 5米。在管道敷設(shè)入海的同時(shí)，由潛水泵向管道內(nèi)注入海水，水量控制 在入海管道長(zhǎng)度的同等容積量，以確保管道不起浮。敷管施工時(shí)，根據(jù)DGPS定位系統(tǒng)隨時(shí)調(diào)整船位。通過(guò)DGPS定位 系統(tǒng)控制敷管路由偏差，在船首的發(fā)射架和船尾的焊接站內(nèi)各設(shè)置一 臺(tái)DGPS定位系統(tǒng)。施工時(shí)管段路由偏差控制在左右20米。2.錨泊系統(tǒng)的操作錨位的布置8個(gè)錨分別對(duì)稱拋在鋪管船左右舷兩側(cè)，其中4只 在敷管船首部，4只在敷管船尾部，系船錨橫距為200米，縱距IOO 米，同時(shí)在艏側(cè)設(shè)置一臺(tái)35噸巻揚(yáng)機(jī)，作為主牽引巻揚(yáng)機(jī)，采用變 頻器控制牽引速度。主牽引錨拋設(shè)在距敷管船首部800米的管道設(shè)計(jì) 軸線上，并與35噸巻揚(yáng)機(jī)相連接。起錨和拋錨當(dāng)1段PE管(100米)的管子鋪設(shè)完后，鋪管船 的錨位應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。錨艇在鋪管船背水一側(cè)將4個(gè)錨由前往后依次起 起來(lái)，拋設(shè)在新的位置上。 一次起錨、拋錨過(guò)程結(jié)束。1絞錨移船當(dāng)敷管船上的管段熔接、檢測(cè)通過(guò)并達(dá)到強(qiáng)度要求后后，便開(kāi)始 進(jìn)行移船敷管作業(yè)，移船絞車絞動(dòng)牽引錨纜，8個(gè)移船絞車1臺(tái)35 噸主牽引巻揚(yáng)機(jī)同時(shí)配合絞動(dòng)錨纜或松寬錨纜來(lái)調(diào)整敷管船的左右 偏差和控制船前進(jìn)的速度，使船在前進(jìn)的過(guò)程中始終沿設(shè)計(jì)路由方向 前進(jìn)。每絞一次錨，敷管船前進(jìn)100米，然后進(jìn)行錨位的更新。4.管 道埋深及監(jiān)測(cè)在正式鉸錨移船前，啟動(dòng)施工船上的高壓水泵和埋深 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在敷管的同時(shí)進(jìn)行埋管施工。指揮人員根據(jù)埋深監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)，隨時(shí)調(diào)整牽引力、牽引速度、水泵壓力等，確保管段的埋設(shè) 深度大于2.5米。12本發(fā)明所用敷管船(圖2所示)根據(jù)本發(fā)明施工的特殊情況，采用一艘專用于本工程施工的敷管船。敷管船的船體為一艘箱型非自航甲板駁，主要尺度為船長(zhǎng)100m 、型寬21. 4m 、型深4. 9m。設(shè)計(jì)載重量2500t，滿載吃水2. 5m。 敷管船集合了管道敷設(shè)系統(tǒng)和埋設(shè)系統(tǒng)。管道的敷設(shè)系統(tǒng)包括了 儲(chǔ)管區(qū)(48米/根，可以一次性儲(chǔ)管7000m)、錨泊系統(tǒng)(8臺(tái)20噸 錨機(jī)，l臺(tái)35噸錨機(jī)，錨重7 9t)、管道發(fā)射架、焊接平臺(tái)(2個(gè))、 管道在船上水平和垂直運(yùn)輸系統(tǒng)、DGPS全球定位系統(tǒng)、托管架的起 吊安裝設(shè)備和固定裝置；管道的埋設(shè)系統(tǒng)包括高壓水供應(yīng)系統(tǒng)、水下 空氣吸泥系統(tǒng)以及管道埋深水下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)船上布置了集中控制 指揮室，便于整條船的集中控制和指揮。 本發(fā)明的托管架(圖3所示)本發(fā)明的托管架和常規(guī)鋪管船的托管架作用有所不同，它不僅起 到了常規(guī)托管架在敷管期間托住敷管船至海底之間的懸空管段的作 用，同時(shí)它底部和埋設(shè)機(jī)相連，提供管道埋深需要的高壓水和高壓空 氣的通道，同時(shí)也將敷管船的牽引力傳遞給埋設(shè)機(jī)，使得埋設(shè)機(jī)和敷 管船同步前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)邊敷邊埋的效果。本發(fā)明的托管架為剛性直線型，長(zhǎng)50m， 一端和敷管船尾部鉸接， 另一端和埋設(shè)機(jī)鉸接。適用的水深為3 25m，隨著水深變化，可以調(diào) 節(jié)角度(3° 30° )。托管架上設(shè)置了滑道，托住被敷管道，同時(shí)被 敷管道通過(guò)滑道輻射到海底。由于托管架受到豎直荷載(懸空段管段的重量)、水平荷載(橫 向水流作用)、軸向力(牽引力)以及風(fēng)、浪的荷載。因此，在設(shè)計(jì) 時(shí)必須考慮有足夠的強(qiáng)度和剛度滿足各種工況的組合，同時(shí)需要考慮托管架的外形盡可能減少橫向水流阻力。 本發(fā)明的埋設(shè)機(jī)(圖4所示)埋設(shè)機(jī)自重約50噸。最大設(shè)計(jì)埋設(shè)深度3.0米(和牽引速度以 及海底土質(zhì)有關(guān).)，設(shè)計(jì)最大牽引速度3米/分鐘。適應(yīng)水深0—45m， 最大抗流能力為6節(jié)?？蛇m用于淤泥、淤泥質(zhì)土、泥質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì) 泥等海底底質(zhì)的埋深，底質(zhì)的不排水抗剪強(qiáng)度〈15MPa。埋設(shè)機(jī)用敷管船上的高壓水泵(4臺(tái))通過(guò)托管架上的管路供給 埋設(shè)臂上的噴嘴射水破土，通過(guò)高壓膠管供給埋深臂尾部的空氣吸 泥系統(tǒng)將溝槽內(nèi)的泥漿排出。埋設(shè)機(jī)與施工船通過(guò)托管架連接，連接構(gòu)件采用雙向鉸接形式， 它既能保證托管架和埋設(shè)機(jī)之間豎直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，也能保證托管架和 埋設(shè)機(jī)之間水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。避免了由于敷管船的微小移動(dòng)(豎直和 橫向)給埋設(shè)機(jī)的穩(wěn)定造成影響。埋設(shè)機(jī)裝備電測(cè)傳感系統(tǒng)。主要監(jiān)控海底管道的埋設(shè)深度、埋設(shè) 機(jī)的行走速度、埋設(shè)機(jī)前后、左右高差、牽引力、水泵壓力、水深、 敷埋管道的大地坐標(biāo)、管道偏差、敷埋管道長(zhǎng)度等.，本發(fā)明的管道的焊接-PE管道的焊接采用常規(guī)采用熱熔對(duì)接或電熔套筒連接，本發(fā)明 由于是海上施工，不可預(yù)見(jiàn)的因素較多，因此，在本發(fā)明中管道的焊 接均采用先進(jìn)行熱熔對(duì)接，然后再進(jìn)行電熔套筒連接，采用雙重連接 方式，提高管道接頭的安全可靠性。 本發(fā)明的特殊工況作業(yè) 1、棄管施工如果出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)、或冷空氣等惡劣的天氣和海況條件威脅到管線的安全時(shí)，就要進(jìn)行棄管作業(yè)。棄管時(shí)，先焊上拾管頭(防止管段內(nèi)進(jìn)泥 沙)系好浮筒并與托管架用鋼絲綁扎、收緊。利用船上的起重扒桿將 托管架并托管架上管段整體吊離船體、并緩緩沉放至海底。為防止托 管架因風(fēng)、浪、流等因素的影響而產(chǎn)生位移、損壞甚至折彎等現(xiàn)象。在托管架兩側(cè)50米距離處各預(yù)先拋設(shè)一個(gè)1000KG的錨，由潛水員水 下將錨鋼絲和管段連接、收緊。在棄管施工過(guò)程中，必須有DGPS定 位，連續(xù)精確記錄棄管船位，管段位置、錨位等。(圖5所示)2、拾管施工當(dāng)海況條件轉(zhuǎn)好，進(jìn)行管線回收。首先由潛水員水下配合將與管 段相連的錨鋼絲解開(kāi)，并在托管架上設(shè)置起吊鋼絲。鋪管施工船利用 DGPS定位，使施工船與托管架沉放時(shí)的路由保持在同一直線上。將 托管架上的起吊鋼絲與施工船上的起重把桿相連接，啟動(dòng)起重扒桿， 將托管架吊出水面，并將其重新安裝在施工船上。(圖6所示)本發(fā)明采用具有柔韌性的PE管道進(jìn)行海底鋪設(shè)，鋪設(shè)時(shí)間短可 以減小對(duì)該地生活的干擾、管道完全不會(huì)腐蝕確保了長(zhǎng)期使用壽命和 維護(hù)運(yùn)行成本低、從而降低了總造價(jià)。在水下鋪設(shè)的排放管道領(lǐng)域， 已經(jīng)有許多實(shí)例證明，采用柔韌性海洋排放管道的成本僅是傳統(tǒng)鋼或 混凝土制造排放管道造價(jià)的一半。常規(guī)的海底PE管道埋深敷設(shè)是采用大開(kāi)挖然后回填的施工方 法，由于需要在海底進(jìn)行大量的放坡開(kāi)挖，造價(jià)比較高，對(duì)施工海區(qū) 的環(huán)境也將造成很大的影響。如果采用邊敷邊埋的施工工藝則將大大 降低海底水底開(kāi)挖的工作量，也大大減少了施工對(duì)施工海域的環(huán)境的 影響。因此具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在本工程中，釆用了邊敷邊埋的施工工藝，省略了一條埋管船， 并大大減少了工期，直接的經(jīng)濟(jì)投資將近節(jié)約了 IOOO萬(wàn)。同時(shí)，管道在施工、運(yùn)行中的安全也得到了保證。本發(fā)明是根據(jù)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)水中鋪設(shè)塑料管道主要有三大市場(chǎng)排放 管道和取水管道用塑料管道、水中輸送用塑料管道、海上油氣開(kāi)采用 有特殊要求的塑料管道，這三大市場(chǎng)都有巨大的需求和廣闊的前景。 此外，水中鋪設(shè)塑料管道還有其他一些市場(chǎng)，如疏浚工程用管道、 臨時(shí)性的漂浮管道、在沼澤地里鋪設(shè)管道、水中通氣系統(tǒng)等。目前水 中鋪設(shè)塑料管道在世界各地已經(jīng)廣泛應(yīng)用，顯示了非常突出的先進(jìn)性 和經(jīng)濟(jì)性，成為塑料管道的一個(gè)重要的市場(chǎng)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)應(yīng)用水中鋪設(shè) 塑料管道還剛起步，這是一個(gè)前景十分廣闊的發(fā)展空間。
權(quán)利要求
1. 一種海底PE管邊敷邊埋施工方法，其特征在于，具體步驟是(1)管道敷設(shè)施工準(zhǔn)備在管道敷設(shè)施工前，管道敷設(shè)工作船安裝托管架和水力機(jī)械埋設(shè)機(jī)；(2)管段拼接就位管段由運(yùn)管船駁運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，吊裝上管道敷設(shè)工作船，將50m管道吊裝到發(fā)射架上的50m管道拼接滑道上，拼接成100m長(zhǎng)管段，將100米管段滾至發(fā)射滑道上，在熔接站內(nèi)和已敷埋的管段對(duì)接，并安裝配重塊；(3)管段埋深至海床啟動(dòng)高壓水泵和及埋深系統(tǒng)通過(guò)收絞牽引錨鋼絲，將管段經(jīng)發(fā)射架、托管架及埋設(shè)機(jī)埋深至海床，埋設(shè)深度為管底相對(duì)深度在泥面以下2.5米；此過(guò)程的同時(shí)，由潛水泵向管道內(nèi)注入海水，水量控制在入海管道長(zhǎng)度的同等容積量，以確保管道不起?。徊⑶以诠ぷ鞔椎陌l(fā)射架和船尾的焊接站內(nèi)各設(shè)置一臺(tái)DGPS定位系統(tǒng)，通過(guò)DGPS定位系統(tǒng)控制敷管路由偏差在20米左右。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底PE管邊敷邊埋施工方法，其特征在于， 所述管段埋深至海床中的工作船的定位和移位過(guò)程是(1) 工作船錨位的布置 八個(gè)錨分別對(duì)稱拋在鋪管工作船左右舷兩側(cè)，其中四只在敷管船 首部，四只在敷管船尾部；(2) 巻揚(yáng)機(jī)的設(shè)置 在艏側(cè)設(shè)置一臺(tái)采用變頻器控制牽引速度，主牽引錨拋設(shè)在距敷管船首部800米的管道設(shè)計(jì)軸線上的35噸巻揚(yáng)機(jī)，作為主牽 引巻揚(yáng)機(jī)；(3) 起錨和拋錨當(dāng)一段100米長(zhǎng)的PE管子鋪設(shè)完后，錨艇在鋪管工作船背水一 側(cè)將四個(gè)錨由前往后依次起起來(lái)，拋設(shè)在新的位置上；(4) 絞錨移船.-當(dāng)敷管船上的管段熔接后，移船絞車絞動(dòng)牽引錨纜，八個(gè)移船絞 車一臺(tái)35噸主牽引巻揚(yáng)機(jī)同時(shí)配合絞動(dòng)錨纜或松寬錨纜調(diào)整敷管船 的左右偏差和控制船前進(jìn)的速度，使船在前進(jìn)的過(guò)程中始終沿設(shè)計(jì)路 由方向前進(jìn)；每絞一次錨，敷管船前進(jìn)100米，然后進(jìn)行錨位的更新。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底PE管邊敷邊埋施工方法，其特征在于， 所述管段埋深至海床過(guò)程中管道埋深監(jiān)測(cè)在正式鉸錨移船前，根據(jù)埋深監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，隨時(shí)調(diào)整牽引力、 牽引速度、水泵壓力，確保管段的埋設(shè)深度大于2.5米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底PE管邊敷邊埋施工方法，其特征在于， 該方法的特殊工況的具體作業(yè)為-(1)棄管施工當(dāng)出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)、或冷空氣等惡劣的天氣和海況條件威脅到管線的安 全時(shí)，先焊上拾管頭系好浮筒并與托管架用鋼絲綁扎、收緊，利用船 上的起重扒桿將托管架并托管架上管段整體吊離船體、并緩緩沉放至 海底；為防止托管架因風(fēng)、浪、流因素的影響而產(chǎn)生位移、損壞甚至折 彎，在托管架兩側(cè)50米距離處各預(yù)先拋設(shè)一個(gè)1000KG的錨，由潛水 員水下將錨鋼絲和管段連接、收緊；在棄管施工過(guò)程中，用DGPS定 位，連續(xù)精確記錄棄管船位，管段位置、錨位；(2)拾管施工當(dāng)海況條件轉(zhuǎn)好，進(jìn)行管線回收首先由潛水員水下配合將與管 段相連的錨鋼絲解開(kāi)，并在托管架上設(shè)置起吊鋼絲；鋪管施工船利用 DGPS定位，使施工船與托管架沉放時(shí)的路由保持在同一直線上，將 托管架上的起吊鋼絲與施工船上的起重把桿相連接，啟動(dòng)起重扒桿， 將托管架吊出水面，并將其重新安裝在施工船上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海底PE管邊敷邊埋施工方法，該方法集合海底管道和海底電纜的施工工藝，PE管在敷管船上逐段焊接，然后通過(guò)托管架敷設(shè)到海底，同時(shí)托管架尾部直接連接了海底管道埋設(shè)機(jī)，管道敷設(shè)到海底的同時(shí)已經(jīng)到了溝槽底部，然后，靠自然回淤將管道埋在海床下。該方法能確保整個(gè)管道的連續(xù)焊接施工，避免海中間管道的法蘭接頭；節(jié)省大量的人力、物力以及對(duì)環(huán)境造成的破壞，同時(shí)也解決了水下溝槽開(kāi)挖回淤較快的問(wèn)題；將敷管船和埋管船合二為一，就可實(shí)現(xiàn)管道的敷設(shè)和埋深，大大節(jié)約了施工成本。
文檔編號(hào)F16L1/12GK101280862SQ20071003898
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月3日
發(fā)明者柳立群, 光 沈 申請(qǐng)人:上海市基礎(chǔ)工程公司