海底PE管敷设技术

特殊工况施工
弃管施工时由施工船起重扒杆将托管架连同管段一起沉放至海底，管段 弃管施工时由施工船起重扒杆将托管架连同管段一起沉放至海底， 与托管架用钢丝绳固定。 与托管架用钢丝绳固定。
施工需注意事项
• 一、PE管材料密度低、环向钢度低，在运输以及施工工 PE管材料密度低 环向钢度低， 管材料密度低、
浅滩段管段登陆施工
管段登陆施工采用浮运法进行施工。 管段登陆施工采用浮运法进行施工。 管段对接时，可在PE管上加焊PE法兰， PE管上加焊PE法兰 管段对接时，可在PE管上加焊PE法兰， 采用法兰盘形式完成管段对接。 采用法兰盘形式完成管段对接。
（2）管段敷埋施工
• 管段采用扒杆将管段从运管船吊运到甲板储管区内； 管段采用扒杆将管段从运管船吊运到甲板储管区内； • 施工人员在管段上间隔3米安装配重块。 施工人员在管段上间隔3米安装配重块。 • 将管段吊至发射架上，在熔接站内和已敷埋的管段对接，接缝满足强 将管段吊至发射架上，在熔接站内和已敷埋的管段对接，
(3) 特殊工况
• 弃管施工
• 如果出现台风、或则冷空气等恶劣的天气和海况条件威胁到管线的安 如果出现台风、
全时,就要进行弃管作业。弃管时, 全时,就要进行弃管作业。弃管时, 利用船上的起重扒杆将托管架并 托管架上管段整体吊离船体、并缓缓沉放至海底。 托管架上管段整体吊离船体、并缓缓沉放至海底。
• 拾管施工
2、铺设方便和经济 水中铺设的环境条件常常非常恶劣， 水中铺设的环境条件常常非常恶劣，特别是在海洋中 的铺设． 的铺设．实践证明利用塑料管道特性可以实现方便和经济 的铺设， 的铺设，可以在采用传统管道根本无法施工或者经济上无 法承受的条件和场合进行水中铺设。 法承受的条件和场合进行水中铺设。
二、水中敷设塑料管道的方法
• 当海况条件转好,进行管线回收。首先锚艇由潜水员水下配合在托管 当海况条件转好,进行管线回收。
架上设置起吊钢丝。铺管施工船利用DGPS定位， DGPS定位 架上设置起吊钢丝。铺管施工船利用DGPS定位，使施工船与托管架沉 放时的路由保持在同一直线上。 放时的路由保持在同一直线上。将托管架上的起吊钢丝与施工船上的 起重把杆相连接，启动起重扒杆，将托管架吊出水面， 起重把杆相连接，启动起重扒杆，将托管架吊出水面，并将其重新安 装于PE管材料具有自重轻；抗拉、抗弯强度低；柔度好， 由于PE管材料具有自重轻；抗拉、抗弯强度低；柔度好，允许 PE管材料具有自重轻 最小曲率半径小等特点。 最小曲率半径小等特点。因此根据其特性以及我公司多年的海底管道 施工经验，采用边敷边埋的施工工艺，无论从成本控制，工程质量、 施工经验，采用边敷边埋的施工工艺，无论从成本控制，工程质量、 安全，运行维护都较底拖法有明显的优势，能符合工程的需求。 安全，运行维护都较底拖法有明显的优势，能符合工程的需求。 下面详细介绍敷埋法施工。 下面详细介绍敷埋法施工。
度要求后，启动高压水泵和及埋深系统通过收绞牵引锚钢丝， 度要求后，启动高压水泵和及埋深系统通过收绞牵引锚钢丝，将管段 经发射架、托管架及埋设机埋深至海床。 经发射架、托管架及埋设机埋深至海床。
管段过驳
由于PE管的挠度较大， 由于PE管的挠度较大，如管段长度较长需设置多个吊点方能顺利进行管 PE管的挠度较大 段过驳作业
目录
一、PE管概述 PE管概述 二、水中铺设塑料管道的方法 三、水中铺设塑料管道敷埋法施工工艺介绍 四、水中铺设管道的应用实例 五、海上钢管、PE管施工对比表 海上钢管、PE管施工对比表
一、PE管概述 PE管概述
目前水中铺设塑料管道在世界各地 已经广泛应用， 已经广泛应用，显示了非常突出的先进 性和经济性， 性和经济性，成为塑料管道的一个重要 的市场领域． 的市场领域．国内应用水中铺设塑料管 道还刚起步， 道还刚起步，这是一个前景十分广阔的 发展空间， 发展空间，一个可以充分发挥塑料管道 竞争优势的领域， 竞争优势的领域，一个拓宽塑料管道市 场空间的历史机遇。 场空间的历史机遇。
• 对海况条件要求低，施工工效高 对海况条件要求低，
长距离管道浮运、沉放必须选择在小潮汛海况良好的情况下 长距离管道浮运、 进行。而在海况恶劣的施工区域进行管段施工时， 进行。而在海况恶劣的施工区域进行管段施工时，施工效率非常 施工周期较长。而采用边敷边埋的施工工艺时， 低，施工周期较长。而采用边敷边埋的施工工艺时，施工船配备 有足够的锚泊系统，足以在大潮汛期间，抵抗水流力，稳定船位。 有足够的锚泊系统，足以在大潮汛期间，抵抗水流力，稳定船位。 施工可以全天候进行，可以极大提高施工效率，有效的控制工期。 施工可以全天候进行，可以极大提高施工效率，有效的控制工期。 即使遭遇无灾害性天气情况，施工船也具有成熟的弃管、 即使遭遇无灾害性天气情况，施工船也具有成熟的弃管、拾管工 艺和技术，能够确保管道本体和施工的安全。 艺和技术，能够确保管道本体和施工的安全。
三、水中铺设塑料管道敷埋法施工工艺
1.工艺特点 1.工艺特点
• 确保施工质量及管段安全
海底管道在运行过程中，最大的人为危害源是锚害和其它渔业、施工 海底管道在运行过程中，最大的人为危害源是锚害和其它渔业、 等影响。故管段的埋深情况直接影响管段的使用寿命。 等影响。故管段的埋深情况直接影响管段的使用寿命。无论采用底拖法 以及浮拖法对PE管来说都无法确保管段的埋设深度：采用预挖沟施工时， PE管来说都无法确保管段的埋设深度 以及浮拖法对PE管来说都无法确保管段的埋设深度：采用预挖沟施工时， 受海况及其他因素影响沟槽会出现回淤现象，无法保证埋设深度。 受海况及其他因素影响沟槽会出现回淤现象，无法保证埋设深度。如采 用先敷后埋施工工艺，则由于PE管环向刚度低， PE管环向刚度低 用先敷后埋施工工艺，则由于PE管环向刚度低，在施工工程中易破坏已 敷管段。而采用敷埋法即可确保管段的埋设深度，而且在施工过程中， 敷管段。而采用敷埋法即可确保管段的埋设深度，而且在施工过程中， 管段经托管架、埋设机通道埋设至泥面以下，将可避免管段受外力破坏。 管段经托管架、埋设机通道埋设至泥面以下，将可避免管段受外力破坏。
米，设计牵引速度3米/分钟。可适用于淤泥、淤泥质土、泥质粉 设计牵引速度3 分钟。可适用于淤泥、淤泥质土、 砂和粉砂质泥等海底底质的埋深。 砂和粉砂质泥等海底底质的埋深。埋设机用高压水泵供给埋深臂 上的喷嘴射水破土。 上的喷嘴射水破土。
托管架
• 托管架可以根据水深变化调整入水角度，确保管段的弯曲半径。 托管架可以根据水深变化调整入水角度，确保管段的弯曲半径。
储管区，发射架、托管架、埋设机、锚泊系统、焊接站等管段施工专 储管区，发射架、托管架、埋设机、锚泊系统、 用设备。可适应各口径的海底管段的施工。 用设备。可适应各口径的海底管段的施工。
管段埋设机
• 公司自行设计开发的管段埋设机，埋设机的最大设计埋设深度3.5 公司自行设计开发的管段埋设机，埋设机的最大设计埋设深度3.5
管段焊接
PE管采用热融方式进行焊接， PE管采用热融方式进行焊接，并可根 管采用热融方式进行焊接 据施工需要调整焊接长度。 据施工需要调整焊接长度。
锚泊系统
为能确保施工进度，我公司合理布置敷管船的锚泊系统：采用 为能确保施工进度，我公司合理布置敷管船的锚泊系统： 多点锚泊系统；所有的锚均采用AC 14大抓力锚 改进了抛锚、 AC- 大抓力锚； 多点锚泊系统；所有的锚均采用AC-14大抓力锚；改进了抛锚、起锚 方法，提高了移船效率。 方法，提高了移船效率。
2.施工工序图 2.施工工序图
施工船改造 预挖沟槽 管段焊接 敷、埋设施工 施工准备 浅滩段登陆施工
专用设备设计加工
完工撤场
终端登陆施工
管段施工船
• 现我司拥有“建基5001” 以及“建基603” 敷管船。各施工船均配备 现我司拥有“建基5001 以及“建基603 敷管船。 5001” 603”
• 水底拖拉法
先把塑料管道在岸上连接成连续长管，加装上足够保证管道始终 先把塑料管道在岸上连接成连续长管， 沉在水底的压重，然后用用卷扬机把管道拖过河。 沉在水底的压重，然后用用卷扬机把管道拖过河。通过适当设计的 压重和固定在管道前端的特殊拖拉头— 滑橇’ 压重和固定在管道前端的特殊拖拉头—‘滑橇’确保管道在拖过河时 能随着河底的断面轮廓顺畅滑动。 能随着河底的断面轮廓顺畅滑动。
确保管段不会上浮。 确保管段不会上浮。
四、水中铺设管道的应用实例
国家 瑞典 西班牙 叙利亚 香港 巴西 瑞典 英国 挪威 西班牙 中国 中国 中国 中国 地点 Gothenburg Navia-Biscay 湾 Arwad 岛 Shau Kei Wan Rio de Janerio Sodertalije 设德兰群岛 Fredrikstad Cartagene 舟山长涂岛 浙江诸暨至店口 舟山普陀至东港 大连长海县 时间 1971 1982 1985 1991 1998 2000 2001 2004 2005 2003 2001 2005 2006 种类 直径（mm） 长度（m） 排放管道 1000 5000 排放管道PP 800 1300 输水管道 180 5664 排放管道 1200 365 排放管道 1600 2×6000 取冷水管道 1000 6134 油管保护管 1000 163 饮水管道 710 12900 脱盐排放管 4800 1400 输水管道 250 2100 输水管道 630 300 输水管道 400 3800 输水管道 450 16000
程中要避免施工有尖锐物体造成管段划伤。 程中要避免施工有尖锐物体造成管段划伤。
• 二、管段自重轻，在进行施工时要有足够配重量，确保 管段自重轻，在进行施工时要有足够配重量，
管段在沟槽未回淤前管段的稳定性。 管段在沟槽未回淤前管段的稳定性。
• 三、在管段运行前，需在登陆点处管段上安装排气阀， 在管段运行前，需在登陆点处管段上安装排气阀，
DGPS定位系统 DGPS定位系统
采用高精度的全球差分定位系统DGPS 采用高精度的全球差分定位系统DGPS 进行敷管船的导航和定位， 进行敷管船的导航和定位，最高精度 可控制在左右5米内。 可控制在左右5米内。
管段敷埋施工
• 管段焊接完成后，启动高压水泵，管段经发射架，托管架，埋设机埋
深至泥面下。
4.施工工艺 4.施工工艺
（1）浅滩段登陆施工
• 首先对登陆段路由进行预挖沟槽施工。 首先对登陆段路由进行预挖沟槽施工。 • 管段始端登陆时，首先将敷管作业船就位于路由轴线上，并抛设八字 管段始端登陆时，首先将敷管作业船就位于路由轴线上，
锚锚泊固定。在登陆点岸滩处设一台牵引卷扬机， 锚锚泊固定。在登陆点岸滩处设一台牵引卷扬机，预先布放好的牵引 钢丝一端与牵引卷扬机相连接，另一端与管头连接。 钢丝一端与牵引卷扬机相连接，另一端与管头连接。每当完成管段的 熔接作业后，启动卷扬机，通过绞紧与管段管头相连接的钢丝， 熔接作业后，启动卷扬机，通过绞紧与管段管头相连接的钢丝，将施 工船上的管段由敷管船经预挖沟槽向岸滩处牵引。 工船上的管段由敷管船经预挖沟槽向岸滩处牵引。
水中铺设塑料管道的竞争优势
1、柔韧性水中管道原理
塑料管道独特的柔韧性使得水中铺设的塑料管道和传统管道有不 同的设计原理—所谓“柔韧性” 同的设计原理—所谓“柔韧性” 。在水中铺设管道工程中采用在非 常外力出现(包括海底地形变动)时有可能适度活动和变形的管道， 常外力出现(包括海底地形变动)时有可能适度活动和变形的管道，就 可以不必用高安全系数：有可能直接铺在海底上(常常无需挖沟填埋， 可以不必用高安全系数：有可能直接铺在海底上(常常无需挖沟填埋， 随着水底地形变动) 随着水底地形变动)，还可以只用较轻的压载 。
• 漂浮—下沉法 漂浮—
利用PE 利用PE管道可以熔接的特长在岸边把运来的管段对接熔焊成几百米长 PE管道可以熔接的特长在岸边把运来的管段对接熔焊成几百米长 的连续长管段，逐步下水漂浮在水上。 的连续长管段，逐步下水漂浮在水上。压重块可以在岸上就安装到管道 然后和管道一起下水； 上，然后和管道一起下水；也可以在水面上利用驳船把压重块固定到管 道上； 道上；把固定好压重块的连续长管段拖引到计划铺设的位置 ；通过从岸 端灌水使管道逐步沉到水低要求的位置；利用塑料管道的柔韧性， 端灌水使管道逐步沉到水低要求的位置；利用塑料管道的柔韧性，让管 道随着水底的地形状起伏躺在水底上，管道就直接暴露在水中， 道随着水底的地形状起伏躺在水底上，管道就直接暴露在水中，只在近 岸处将部分管道埋在水底的管沟内。 岸处将部分管道埋在水底的管沟内。