新聞:楚雄市沉管井公司聯(lián)系方式水下大型取水管道施工技術(shù)
淺析水下大型取水管道施工技術(shù)摘要:結(jié)合太倉市應(yīng)急水源地工程取水工程施工,本文著重介紹 了水下大型沉管、取水頭施工方法、施工工藝及分段管道接頭連接 工藝等。 關(guān)鍵詞:大口徑取水管道 水下沉管 取水頭 中圖分類號:tu753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: 為滿足城市中遠(yuǎn)期原水需求,太倉市在瀏河口新建應(yīng)急水源地。水源地面積約220 萬m2,總?cè)莘e為1742 萬m3。水源地主要 建構(gòu)筑物包含新建圍堤、取輸水泵站和進(jìn)出水管線及取水頭。本文 著重以水源地取水管施工工藝進(jìn)行闡述。
水源地取水管***設(shè)計流量為40m3/s,采用2根大口徑鋼管 (內(nèi)徑3600mm,壁厚18mm,外壁設(shè)加強環(huán))從長江中取水,均采取 水下沉管施工方法,自水源地新建圍堤至長江中取水頭部之間的管 道分別長達(dá)1700.698m(1#管線)和1675.698m(2#管線)。兩根管道 軸線間距6.0m,管道中心高程-5.0m~-12.0m,采用φ 609mm 的鋼管 樁基礎(chǔ),鋼管樁單根長30m,樁頂架設(shè)樁帽、橫梁和管座,管道通 過管箍安裝固定于管座上。樁帽和橫梁焊接連接,樁帽和樁、橫梁 和管座、管箍和橫梁之間均采取水下螺栓連接固定。管道分段長度 最長40m/段,分段管道之間采取水下哈夫連接方式。水源地長江取 水管道詳見圖1、圖2。
新聞:楚雄市沉管井公司聯(lián)系方式本工程管道敷設(shè)于長江河床下,因此必須先水下開挖管道溝槽,才能進(jìn)行樁基及管道安裝施工,根據(jù)原河床現(xiàn)狀高程及管道敷設(shè)深 度,其開挖深度約6m 左右。管溝開挖采用2 艘4m3 鏈條式式抓斗 挖泥船,采用4 艘150m3 開底泥駁運輸、拋卸土方。 根據(jù)兩管中心間距,兩根管道溝槽一起開挖,開挖底寬為12m,邊坡1:4。分兩次進(jìn)行開挖,首次次先將兩根管道溝槽開挖至管底設(shè) 計高程,第二次再精確定位每組鋼管排架樁位置,將6 根鋼管樁范 圍約10m14m 再挖深1.5m 左右,以便于鋼管樁施打及樁帽、橫梁 安裝(因樁帽、橫梁和管座比管底低1.0m 左右,且尚需潛水員水 下安裝所需的工作面)。
水中鋪設(shè)塑料管道的市場和技術(shù)在塑料管道的發(fā)展中人們發(fā)現(xiàn)有一個領(lǐng)域特別適合采用塑料管道,這就是在水中鋪設(shè)的管道?,F(xiàn)代社會離不開各種管道,就好比人體不能沒有血管一樣。其中有部分管道必須通過或者進(jìn)入各種水域。在江河湖海中鋪設(shè)管道顯然是比較困難和復(fù)雜的工程問題,對于采用的管道系統(tǒng)有特殊的嚴(yán)格的要求,在長期的實踐中人們發(fā)現(xiàn)在水中鋪設(shè)管道領(lǐng)域可以利用和發(fā)揮塑料管道獨特的性能和優(yōu)勢。
開挖前,在管道沿線設(shè)置水位觀測尺,便于挖泥船結(jié)合水位復(fù)核開挖深度。 挖泥船水下開挖測量定位采用gps定位系統(tǒng),因此船機(jī)設(shè)備上需 配備相應(yīng)測量設(shè)備和計算機(jī)軟件,由技術(shù)人員將本工程平面圖輸入 計算機(jī),并根據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)輸入管道起始位置坐標(biāo)等相關(guān)參數(shù)。這樣 船機(jī)設(shè)備上的gps 定位系統(tǒng)和軟件就可以很直觀的將船舶位置和溝 槽位置顯示在電腦屏幕上,施工精度大大提高。 挖泥時,要勤測軸線、要勤測水深,防止偏位和超挖或欠挖。以水***和測深儀控制開挖底標(biāo)高,對偏位的要及時糾正,對欠挖的地 方要及時進(jìn)行補挖。 樁基采用水上打樁船進(jìn)行施打,樁架高度根據(jù)樁長和施工工藝等進(jìn)行選擇。
新聞:楚雄市沉管井公司聯(lián)系方式本工程管道下支撐樁樁長30m,為精確控制樁頂標(biāo)高,采用將工程樁接長至施工水位以上然后再水下割樁至設(shè)計標(biāo)高的工藝。因此根 據(jù)樁長、樁頂高程、施工期水位,本工程打樁的樁長在40m~42m 右,因此選擇樁架高度為46m的打樁船。鋼管樁向有資質(zhì)的生產(chǎn)廠 家***,選用螺旋埋弧焊鋼管,加工長度40~42m,由船運輸至施工 現(xiàn)場。 定位)穩(wěn)樁、下樁錘擊沉樁到位停錘測量樁頂標(biāo)高(做好記錄)移船吊樁打下一根樁。
海龍水下工程有限公司自創(chuàng)建以來,堅持以人為本,誠信經(jīng)營,憑借高質(zhì)量、高效率、高信譽的作風(fēng)贏得客戶。多次承擔(dān)急、難、險、重施工任務(wù),累計打撈沉船三千多艘及若干沉水物資;相繼參與了南京長江二橋、三橋鋼圍堰橋墩基礎(chǔ)施工、上海東海大橋、浙江杭州灣跨海大橋水下焊接犧牲陽極塊、水下切割鋼護(hù)筒、新生圩碼頭、南通狼山港碼頭安裝維修工程。先后承接了福建連江可門火電廠取排水管道、取水頭水下焊接工程。長樂電廠取水管道基床水下整平安裝工程。沿海嘉興電廠水泵房建設(shè)。湖南長沙華能電廠取水頭水下清淤施工、湖南歐陽海水電站進(jìn)水口攔污柵水下焊接維修作業(yè)、藍(lán)山水電總公司水庫閘門切割維修、安徽蚌埠固鎮(zhèn)污水處理廠沉井下沉施工、中鐵十五局三工區(qū)鋼圍堰承臺水下取土封底、鋼板樁水下焊接堵漏。遼寧省遼陽西姆萊斯油田沉井下沉施工。揚州第二熱電廠碼頭水下拆除工程。青島電廠等取水管道水下埋管工程;湖北黃岡、安徽和縣、南京銅井水下塊石護(hù)岸工程;湖南馬跡塘電廠閘門改建、河北黃驊港防波堤土工布鋪設(shè)、蘇昆太高速便橋、南京清涼門大橋鋼圍堰、鋼板樁施打、浙江深水泊位水下基礎(chǔ)工程等1000多項水上水下施工任務(wù)和每年300萬立方的吹填挖泥工程。歷年來,公司承建的工程均得到業(yè)主的好評
一組排架鋼管樁施打完成后,根據(jù)測量記錄的樁頂標(biāo)高和設(shè)計樁頂標(biāo)高計算每根出水的鋼管樁的割樁長度,然后再用特制的鋼套環(huán) 從樁頂套入樁外壁,鋼套環(huán)底部與樁頂之間的距離應(yīng)與割樁長度一 致,然后再由潛水員水下沿鋼套環(huán)底部將鋼樁割除,這樣留置于水 下的鋼管樁樁頂標(biāo)高即為設(shè)計標(biāo)高。采用此種方法控制樁頂標(biāo)高精 度較高,施工偏差減小。
新聞:楚雄市沉管井公司聯(lián)系方式水下管道溝槽開挖及樁基施工完成后,在管道安裝之前須先水下安裝好樁頂?shù)匿撝Ъ軜?gòu)件,主要包括樁帽、鋼橫梁;管座和管箍構(gòu) 件須安裝在待沉放安裝的管道上,然后再沉放安裝管道。 樁帽和橫梁鋼結(jié)構(gòu)件采取在工廠內(nèi)加工制作及防腐,然后船運至施工現(xiàn)場,由潛水員和安裝船配合水下安裝的方法。
本工程一個排架由3根樁組成,鋼支架由3 個樁帽和一根橫梁組 成,橫梁和樁帽采取焊接成整體后再水下安裝的方法,因水上打樁 施工不可避免會產(chǎn)生一定的偏位,故三個樁帽和橫梁不能一次焊接 成整體,需分兩次焊接。樁帽、橫梁安裝步驟如下: 首先由潛水員利用特制的工具水下精確測量排架樁的兩根邊樁的間距,然后根據(jù)測量記錄將兩側(cè)的樁帽先焊接在橫梁的底部兩端, 焊接時應(yīng)考慮樁帽和樁套接時的間隙。 將兩端焊好樁帽的橫梁吊放至水中,把樁帽套入排架樁的兩根邊樁內(nèi),由潛水員水下根據(jù)中間樁的位置在橫梁底部做好標(biāo)記。然后 再將橫梁吊出水面后,按標(biāo)記位置將中間樁帽準(zhǔn)確焊接在橫梁底 部,這樣就可保證3 個橫梁底部的樁帽均是按水下實際樁間距燒焊 在橫梁上的,可精確套入樁頂。 個樁帽都焊接好的橫梁吊放至水中,由潛水員水下定位樁帽套入樁頂。然后再根據(jù)樁帽上預(yù)留的螺栓孔在鋼管樁的相應(yīng)位置水 下切割穿孔,并將螺栓穿入后緊固螺帽將樁帽和樁固定在一起。
據(jù)了解,我市三重一大民生項目駱馬湖水源地及第二地面水廠工程,線路全長80.5公里,途經(jīng)新沂、邳州、銅山和經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)4個縣(市)區(qū),設(shè)計取水規(guī)模為80萬m3/天,送水管線輸水規(guī)模為80萬m3/天。
管座、管箍鋼結(jié)構(gòu)件同橫梁、樁帽一樣也采取在工廠內(nèi)加工制作及防腐,船運至施工現(xiàn)場。 管座和管箍先固定于待沉放安裝的管道上,根據(jù)水下已安裝好的橫梁,由潛水員水下測量兩根橫梁間的實際間距,然后再根據(jù)橫梁 間距將管座和管箍安裝固定于待沉放安裝的管道上。 本工程取水管道為內(nèi)徑3600,壁厚18mm的鋼管,外壁設(shè)槽鋼加強 環(huán),分段長度最長為40m/段,均采取在鋼管廠家加工制作及防腐后, 由船運至施工現(xiàn)場,單根管道(40m 長)重約60 采用1艘150 噸水上起重船進(jìn)行分段管道的沉放安裝。管道沉放 安裝前,除按水下實際橫梁間距在管道上預(yù)裝好管座和管箍外,還 需在管道端部事先安裝好哈夫接頭的橡膠圈,橡膠圈套入管端并固 定好。管道安裝斷面圖見圖4,沉放安裝示意圖見圖5。
新聞:楚雄市沉管井公司聯(lián)系方式本工程取水管道分段管道之間連接采用鋼制哈夫接頭形式。哈夫為半合對抱結(jié)構(gòu),分為上下兩片,上下兩片哈夫采用螺栓水下緊固 安裝方法。哈夫與管道之間通過橡膠圈壓緊來保證緊密性,上下兩 片哈夫?qū)勇菟ňo固處也設(shè)有橡膠墊板。 哈夫接頭安裝在兩根管道沉放安裝完成,并完成管座和橫梁的水下螺栓固定后才能進(jìn)行施工。其安裝步驟如下: 在一根管道安裝完成,第二根管道下水安裝前,須先將該兩根管道接頭哈夫的下半片放至已安裝管道一端的下方,避免兩根管道均 安裝完成后再在管道下部塞入下半片哈夫。 待兩根管道均安裝到位,再將上半片哈夫安裝在管道接頭上部,下半片哈夫則通過鋼絲繩提升至管底,然后再進(jìn)行上、下兩片哈夫 的對接緊固。 上、下兩半片哈夫?qū)酉仍阡摻z繩收緊的狀態(tài)下,由潛水員水下將兩側(cè)螺栓連接處的兩端各安裝兩個長螺栓,以先將哈夫初步固 定,然后再逐步收緊鋼絲繩和四個長螺栓,然后再分別對稱安裝中 間的螺栓,直至中間螺栓均安裝緊固完成后,再將兩側(cè)四個長螺栓 替換成設(shè)計規(guī)定長度的螺栓。 本工程長江取水頭共2個,為鋼制蘑菇型取水頭,單個重約120 噸。取水頭安裝后其頂面標(biāo)高為-2.0m,兩個取水頭中心間距為 42.8m,取水頭與取水管道之間同樣采用哈夫接頭連接方式。每個 取水頭下部設(shè)9 60916鋼管樁基礎(chǔ)支撐,鋼管樁長50m。 取水頭制作選擇在加工廠內(nèi)完成半成品構(gòu)件的制作和防腐,由船運輸至施工水域附近岸邊的制作場地上進(jìn)行整體拼裝、焊接和防腐 修補,然后再采用水上起重船將取水頭吊駁至駁船上拖運至施工現(xiàn) 場水域進(jìn)行沉放安裝。
由于國內(nèi)在此領(lǐng)域應(yīng)用塑料管道總體上還處在剛起步階段,這個領(lǐng)域的用戶大多也還不太知道采用塑料管道能夠帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。為了幫助我國塑料管道業(yè)開拓這個新市場領(lǐng)域,北京塑料工業(yè)協(xié)會正在通過調(diào)查研究,收集、翻譯和編寫了有關(guān)水中鋪設(shè)塑料管道的市場信息和技術(shù)資料。希望能夠為推動塑料管道在水中鋪設(shè)的應(yīng)用做一些貢獻(xiàn)。
取水頭的過駁、吊裝采用1艘150 噸的起重船進(jìn)行水下沉放安裝, 取水頭最終沉放至下部樁基礎(chǔ)頂部的樁帽平臺支架上,由潛水員水 下探摸配合定位情況。然后由潛水員水下安裝樁帽頂板和取水頭底 座間的連接螺栓。 水下管道鋪設(shè)安裝一般在沿江、沿河、沿海地區(qū)的自來水廠取水工程、發(fā)電廠和污水處理廠的取、排水工程中較為常見,且取水工 程在管道端部均設(shè)有取水頭。其大部分管線安裝均位于水下,因此 均為水上、水下施工作業(yè),需依靠大型船舶設(shè)備、潛水員和專業(yè)施 工人員精心組織施工,才能保證工程質(zhì)量和施工作業(yè)安全。 施工過程中,應(yīng)選擇合理的施工方案和工藝,取水管道、取水頭和水下鋼結(jié)構(gòu)件受現(xiàn)場條件制約宜在工廠內(nèi)、施工現(xiàn)場水域附近岸 邊空地、碼頭上加工制作和防腐,尤其是高、大、重的大型管道和 構(gòu)件,以方便制作完成后過駁至駁船或吊入水中拖運至施工現(xiàn)場進(jìn) 行沉放安裝。
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水中鋪設(shè)塑料管道的材料主要是聚烯烴(高密度聚乙烯 HDPE ,中密度聚乙烯 MDPE 和聚丙烯 PP )。聚烯烴材料很高的應(yīng)變能力,結(jié)合其應(yīng)力松弛能力 (stress relaxation ability) ,為水中管道的新型設(shè)計原理創(chuàng)造了條件。在 Lars-Eric Janson 著‘供水和排污塑料管道' Plastics Pipes for Water Supply and Sewage Disposal 一書中有兩個研究實例:一個實例是數(shù)字模擬一條Φ 1,600 mm HDPE PN 4 管道對超過設(shè)計波浪負(fù)載的反應(yīng)。在超過設(shè)計一倍的波浪負(fù)載下管道的某一部分在波浪到達(dá) 8 秒后往一邊偏移超過 1m ,但是在 20 秒后幾乎回到原來的位置,可以保證偏移量處在許可范圍內(nèi)。另外一個實例是調(diào)查澳大利亞 Latrobe 一條 1990 年直接鋪設(shè)在當(dāng)時海底的水中管道。發(fā)現(xiàn)海底有劇烈的沙石沖刷不穩(wěn)定,每年變化約± 2 米。但是塑料管道仍然一直在成功地運行。
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