大直径排污管道水下铺设施工技术简述
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【摘要】：重庆鸡冠石污水处理厂是重庆市主城排水最大的污水处理厂，其尾水排放主要采用了1600-3400异形管，本文根据工程实际情况简要介绍了铺管船水下铺设钢管的施工技术，从中得出了一些经验，为类似工程提供了参考。
中图分类号：P756.2 文献标识码：A 文章编号：
修建过河管，江心取水头部与岸井连接管，污水向水导排放干管，长距离河底或海底输水管等都会遇到水下铺设的施工问题，如何选用合适的施工方法，应根据水下管道长度、水系深度、水系流速、水底土质、航运要求、管道使用年限、潮汐和风浪情况等因素来确定。
1、工程概述
重庆南岸区鸡冠石污水处理厂排放管土建工程，是重庆主城排水系统工程的重要组成部分，也是重庆市排水公司投资兴建功在千秋的环保工程。尾水排放管总长约250余米，主管为2孔DN2500钢管，扩散段采用1600-3400异形钢管，上升段采用1600钢管。所有钢管均在现场水域沿岸进行制作，水上浮运至施工现场沉放。
2、钢管制作
2.1钢管的制作质量要求
2.1.1管节的材料、规格、强度等级、加工质量应符合设计要求和规范规定；
2.1.2管节表面应无斑疤、裂纹、严重锈蚀等缺陷；
2.1.3焊缝的外观质量、直焊缝卷管管节几何尺寸允许偏差应符合设计和规范要求。
2.2钢管的制作要求
2.2.1管线制作按：划线下料卷管焊接接长防腐的程序进行；
2.2.2为保证弯头处的圆度，必须先进行压头，达到要求的曲率后再卷管，卷管前计算和调节好辊距进行试卷，一般要3-4次。
2.2.3管道焊接后，有特殊要求应作无损探伤检验时，其取样数量与要求等级按设计规定的要求执行。
2.3管道防腐
钢管内外防腐采用机械喷涂，其防腐材料、干膜厚度、涂层厚度都应符合设计要求。
防腐涂层质量要求：防腐涂层表面应平整光滑，无邹折和鼓包；防腐层养护固化后（35天）用铁锤敲击涂层，破口周围不应出现龟裂脱壳，沿破口周围涂层仍与管壁紧密粘附。
2.4管道拼装
在厂方加工的管道第节长度为8-9米，管道陆上运输至施工现场，在岸边拼装台座上对接成每段约长40的管节，两端用封堵钢板封堵钢板封死，保证在水上浮运过程中不漏水。对于弯头或截面尺寸过度段管线，制作后则要在岸上进行（有条件也可在水上）进行预拼装，以免制作误差影响水下安装时拼装成型。
对接好的长管段由机动船牵引沿拼装台座钢轨滑道下滑，机动船水上托运至施工现场附近水域待安装。拼装台座设4组滑移托架，两个位一组，第组支承一节管节，拼装台座及滑道示意图如图2所示.
3、沟槽开挖要求
3.1沟槽底宽应根据管道结构的宽度、开挖方法和水底泥土流动性确定。成槽后，管道中心线距边坡下角处每侧开挖宽度应符合下式规定：
B/2≥D1/2+b+500
式中B管道沟槽底部的开挖宽度（mm）；
D1管外径（mm）
b管道保护层及沉管附加物等宽度（mm）。
3.2沟槽边坡应根据土质情况、方向、沟槽深度及开挖方法确定，并应满足管道下沉就位时的要求。
3.3开挖沟槽的泥土应抛在与河流相交沟槽断面的下游。回填后，多余的土不得堆积在河道内。
3.4沟槽挖好后，应测量槽底高程的沟槽横断面，其测量间距应根据沟槽开挖方法及地质情况确定，在全管道沟槽范围内部得小于设计断面。
3.5如果是岩石沟槽，则开挖前应进行试爆。爆破时，应有专人指挥，并制定操作安全及保护施工机械设备的措施。
4、浮拖铺管施工
对于深水系，管道水下铺设多采用：铺管船水下铺管或水底拖曳法两种方法，本工程根据其特点采用铺管船水下铺管之：管线分节段沉放，水下接口的方法进行施工。
如果现场条件允许，管线均匀且较长，也可采用铺管船水下铺管之：管线水上接口，整体沉放的施工方法进行安装。
4.1铺管船水下铺管方案比较
深水系水下铺设钢管
4.2水上浮拖
在岸边拼装台座上把管子连接成一定长度和形状的管段后，管段两端采用法兰或焊接堵板，尔后下水，机动船水上浮拖至施工现场。在堵板上有直径施工气孔和进水孔，浮运管段在拖运前要进行浮力计算，如果管段多承受的浮力不足以使管段漂浮，可在管段旁系结风性浮筒，柔性浮囊，或捆绑竹木等。
4.3管线定位
管线定位陆上由全站仪进行测量，纵向移动由500吨级平板驳控制，横向移动由起重船控制。为提高定位的准确性，管线定位前，沿管线轴线方向可沉入一定数量的定位桩以供潜水员参考。
管段水下定位和接口由潜水工操作。潜水工用通讯工具与定位起重船联系，调整定位船锚舶位置和船上起重臂操作，使下沉管段与已铺铺管段对口。
浅水中管道的铺设可用尺测量。超过15米的深水中高程测量可用细钢丝系在事先设置好的圆环上进行控制。
4.4管道铺设
管段浮漂拖运到铺管沟槽上方，一条或多条水上浮吊系捆，浮吊停泊在事先经过校正的地点，并由若干船锚定位。自堵板上预留孔向管内慢慢均匀注水后，管段下沉到沟槽或水底。随后测量人员用全站仪进行精确定位，浮吊吊管调整至设计平面位置，定位正确后，潜水员垫好标高支墩，落管接扣，解脱堵板。
如果用分节段沉管，水下接口则按照事先制定好的接管顺序，同样的施工方法对称或顺次在水底进行水下法兰接口或承插口接管于前已铺好的管节，条件允许也可进行水下焊接。管道安装及沉放示意图如图3所示
4.5管道覆盖
管道安装完成后按设计要求进行覆盖。
5、几点体会
5.1、采用拖运法铺设沉管时，应根据河道和水位情况确定施工时间，不宜在洪水季节进行。
5.2钢管在拖运和沉放前要进行浮力和吊点计算。
5.3沉管前基床平整度，直接影响水下接口的顺利与否。
5.4水下排管铺设时，施工船舶较多，受风浪、水流等无法预计的因素影响很大。尤其采用整体沉放时，稍有疏忽，就会造成钢管接头断裂，为此在类似工程施工前，视风险因素，可参与工程保险。
5.5钢管在沉放过程中应注意均匀注水下沉。
5.6重庆鸡冠石污水厂尾水大直径排放管的铺设成功为类似工程提供了经验，我们还将在今后的工作中不断地总结与探导，将深水管道铺设工艺进一步优化和发展。