污水深海排放工程海域管道施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水深海排放工程海域管道施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]污水排海管道是城市污水處理工程的重要組成部分，為提高沿海城市污水的處置能力，保護(hù)海洋資源和環(huán)境，促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，減輕污水對海洋環(huán)境的污染，污水排海管道由淺海逐步向深海發(fā)展。
[0003]深海排污管道鋪裝一般里程長，鋪裝工藝難度大。鋪裝工藝的選擇決定了工程施工的成敗。管道鋪裝分段長度典型的一般在480m左右，采用分段浮運(yùn)、水上法蘭連接、整體沉放工藝，該工藝的優(yōu)點(diǎn)是管道法蘭水面連接質(zhì)量、進(jìn)度可控，缺點(diǎn)是陸上拼裝、水面法蘭連接受天氣影響大，浮拖后自由沉放水深過大易出現(xiàn)管道彎折變形現(xiàn)象。如采用常用鋪管船方法可實(shí)現(xiàn)管道無法蘭接口整體焊接成型，水密性能良好，缺點(diǎn)是在沉放過程中雖有托架支撐，深水區(qū)鋪裝時(shí)仍可能出現(xiàn)管道變形彎折現(xiàn)象，同時(shí)拐點(diǎn)處及擴(kuò)散管段鋪裝對鋪管船不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的問題是提供一種污水深海排放工程海域管道施工方法，使安裝管段效率大幅提高，同時(shí)管段安裝質(zhì)量有可靠的保證。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的污水深海排放工程海域管道施工方法，采用管道分段下水法蘭連接安裝工藝，包括下列步驟，岸上鋼管加工處理，鋼管運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)場地，管段水上定位吊裝，水下法蘭連接，水陸連接完成。
[0006]所述管段水上定位吊裝過程，通過水上設(shè)置定位樁進(jìn)行軸線控制，定位樁設(shè)在船舶舷邊，采用2根圓管制成，使用吊車控制定位樁的升降。
[0007]所述管段水上定位吊裝過程，通過粗砂墊層基床拋填精度控制坡度偏差，近岸段砂墊層由長臂挖掘機(jī)進(jìn)行平整，深水區(qū)在墊層拋填完成后由定位船吊重刮刀，潛水員水下粗平方式進(jìn)行找平處理，保證管道坡度基本滿足設(shè)計(jì)要求。
[0008]所述水上管道吊裝、法蘭水下連接階段包括下列步驟，
(1)過駁:管段運(yùn)輸?shù)綀龊?，運(yùn)輸船在距管段安裝地點(diǎn)150m處拋錨駐位，定位船定位后絞纜靠向運(yùn)輸船，將運(yùn)輸駁上部分管段倒到定位駁上存放；
(2)定位:定位駁采用船載GPS定位，使設(shè)定船位框與實(shí)際安裝點(diǎn)位重合，找出已安管段端頭浮標(biāo)位置，調(diào)整纜繩拉起浮標(biāo)，通過GPS控制使船舷側(cè)定位樁外緣與安裝控制線重合，然后吊機(jī)吊定位樁下放，完成對管段路由軸線與里程控制，將船槽提前安設(shè)；
(3)安放附件及限位裝置:管段水下法蘭連接采取限位方式加快對接效率，限位采用上部限位。在每節(jié)管段吊放前將上部限位裝置提前安設(shè)在管段未端位置；
(4)管段吊放:定位船GPS進(jìn)行定位校核，管段由吊機(jī)慢慢起吊離開甲板沿舷側(cè)定位樁沉放，吊放前將晃繩連接到前后導(dǎo)向耳板上過船底臨時(shí)固定于系纜樁上，另外兩根分別固定于船艏艉系纜樁上，起重指揮吊機(jī)慢慢沉放管段；
(5)管段水下對接:管段沉放到底后，潛水員沿已安裝好的管段浮標(biāo)繩子入水，查看待安管段著床情況后叫勾，使待安裝管段法蘭限位軸搭到已安法蘭定位羊角內(nèi)，然后用C形夾具夾住兩頭法蘭，加壓使法蘭慢慢自行靠緊，在法蘭靠近前潛水員穿插定位錐進(jìn)行螺栓孔校正，然后再啟動(dòng)夾具收緊法蘭，C形夾具連接水面液壓泵站，通過千斤頂作用，使待安管段慢慢靠近已安裝管段，在靠緊前潛水員調(diào)整定位錐使螺栓孔基本對應(yīng)，使定位錐全部插入螺栓孔內(nèi)，潛水員檢查橡膠墊圈的完好性，重啟夾具使法蘭全部靠緊；
(6)螺栓連接緊固:兩個(gè)潛水員分兩邊先對四分之一圓位置螺栓全部對稱緊固，完成后再對角反向同時(shí)穿插緊固螺栓；
(7)附件拆除:法蘭對接完成后，螺栓緊固大部分完成后，將頂部限位裝置拆除，將頂面剩余四顆螺栓全部穿入緊固，解除吊索后，吊機(jī)將定位樁提升進(jìn)行下一段的安裝定位。
[0009]采用上述工藝安裝管段效率大幅提高，由原來的每天安裝一節(jié)管段，提高至每天可以安裝三節(jié)管段，同時(shí)管段安裝質(zhì)量有了可靠的保證。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明的實(shí)施例討論DN1400排海管道分段水下法蘭連接工藝的籌劃及安裝過程技術(shù)控制措施?？傮w施工安排如下:鋼管按確定的分段長度在生產(chǎn)廠家按成品加工完成，含法蘭的加工、焊接，犧牲陽極塊的加工、焊接，吊耳板的加工、焊接，擴(kuò)散管支架及其附件的加工、焊接及全部鐵件的防腐處理，使管段一次性具備安裝條件后水運(yùn)到施工現(xiàn)場進(jìn)行吊裝。吊裝采用定位駁上封220噸履帶吊水上存放吊裝模式。法蘭水下連接由潛水員配限位裝置定位、液壓扳手緊固的方式進(jìn)行。
[0011]管段加工完成后，分三船水運(yùn)到現(xiàn)場，每船運(yùn)輸約26根管段?？紤]現(xiàn)場工況及作業(yè)效率，定位船有效甲板長度86m，寬26m，型深5.0m,吃水深度2.2m,甲扳可存放管段數(shù)量15根。
[0012]船體上現(xiàn)在有4 口霍爾錨，錨重5噸，錨機(jī)為60Kw卷揚(yáng)機(jī)，錨纜長度500m。
[0013]主要分項(xiàng)施工方法:
1、管段廠家加工
管段加工采用螺旋自動(dòng)埋弧焊生產(chǎn)線，流水作業(yè)方式施工，生產(chǎn)效率約1.2m/min，成型后的鋼管經(jīng)過超聲進(jìn)行100%焊縫檢測。
[0014]成品管段進(jìn)防腐車間，經(jīng)過內(nèi)壁噴砂，外壁拋丸除銹工藝清除管段表面銹跡，污潰，具備防腐涂層涂刷條件，然后進(jìn)行管段附件的焊接施工。
[0015]法蘭焊接應(yīng)加工焊接套箍，保證法蘭與管道軸線的垂直度，每對法蘭均應(yīng)保證刻畫十字同軸；吊耳板中心位置必須與法蘭頂部十字標(biāo)識成一直線，保證任一根管道吊裝時(shí)，法蘭螺栓孔均處于對等狀態(tài)，不發(fā)生較大偏位，以便吊裝對接時(shí)能夠順利完成螺栓穿插施工。
[0016]防腐處理后用DJ-3直流電火花檢漏儀進(jìn)行涂層連續(xù)性檢測，用測厚儀進(jìn)行厚度檢測，保證防腐達(dá)到設(shè)計(jì)要求。管段全部檢測合格后準(zhǔn)備裝船運(yùn)輸。
[0017]2、管段運(yùn)輸
管段運(yùn)輸結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際安裝進(jìn)度分批進(jìn)場。船舶裝船時(shí)應(yīng)按管段編號進(jìn)行吊裝，先安裝的后裝船，后安裝的先裝船的原則進(jìn)行。另外管段上附件較多，如耳板、犧牲陽極塊、法蘭等，在吊裝過程中應(yīng)做好防護(hù)措施，每層鋼管間設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)措施，確保管段防腐層及配件的完好。
[0018]3、管段水下吊裝對接
本環(huán)節(jié)是分項(xiàng)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，管段能否順利吊裝到水下，及水下潛水員法蘭連接質(zhì)量可靠與否直接決定了工程施工質(zhì)量與進(jìn)度的成敗，為保證密封效果須根據(jù)橡膠墊片參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
[0019]管段安裝精度主要控制三要素:軸線、坡度、里程。
[0020]軸線控制按會(huì)議要求水上設(shè)置定位樁(近岸側(cè)設(shè)塊體)，定位樁設(shè)在船舶舷邊，結(jié)合管道路由調(diào)查報(bào)告提供流速表計(jì)算，計(jì)劃采用2根直徑460mm壁厚20mm的圓管制成。考慮管道沉放過程中受水流力作用較大，在錨拉力穩(wěn)定的情況下，基本不受其它外力的作用，故需要計(jì)算管段在水中受水流作用力。
[0021]根據(jù)受力分析，當(dāng)鋼管處于底端未入泥時(shí)鋼管受水流力作用對定位樁影響最大，故當(dāng)DN1400管道處于底層時(shí)，定位樁受底層流及管道擠壓力最大。
[0022]在實(shí)際施工時(shí)，考慮現(xiàn)場流速較理論流速值小，管道在沉放過程中平穩(wěn)，安放后利用GPS手薄測量鋼絲繩索進(jìn)行校正，偏差滿足施工需要，未進(jìn)行定位樁的安設(shè)。
[0023]坡度偏差主要通過粗砂墊層基床拋填精度控制，近岸段砂墊層由長臂挖掘機(jī)進(jìn)行平整，測量用塔尺驗(yàn)收，保證坡度比滿足設(shè)計(jì)要求。深水區(qū)在墊層拋填完成后由定位船吊重刮刀，潛水員水下粗平方式進(jìn)行找平處理，保證管道坡度基本滿足設(shè)計(jì)要求，粗平偏差控制在O?-20cm，粗平完成后由測量配塔尺進(jìn)行基床驗(yàn)收，按前面表內(nèi)計(jì)算數(shù)據(jù)，管道中間懸空離地長度約21m，管道撓度不足4mm，可以忽略不計(jì)，如中間高出20cm時(shí)，端頭懸臂33m管道自身撓度可達(dá)到20cm，抵消高差變化。管道安裝完成后，由測量采用GPS控制，分?jǐn)嗝娌捎盟露c(diǎn)方式由潛水員配合進(jìn)行校正，近岸段由交通船配合測量工用塔尺測量，離岸段用定位船配測深水砣進(jìn)行，保證坡度滿足設(shè)計(jì)要求。
[0024]里程控制主要在第一節(jié)管段端頭里程，考慮橡膠墊片的厚度