海底管道后挖沟施工方法浅析

按照海底管道后挖沟施工时所使用挖沟设备的行 进方式，可以将挖沟施工分为拖曳式和履带自行式2 种。目前，在国内主要采用锚系船拖曳水力喷射式挖 沟机的方法进行后挖沟作业，这种施工方法技术成 熟、操控相对简单、安全系数高、对环境破坏小。本 文主要针对锚系船拖曳水力喷射式挖沟施工方法和风 险进行分析。
1 挖沟方式
Analysis of Post-Trenching Methods for Submarine Pipeline Wang Liang
Offshore Oil Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300461，China Abstract：After the completion of the submarine pipe laying，trenching and burial can increase the stability of the bottom and prevent the drift of the submarine pipeline，and protect the submarine pipeline under the activities of fishery and shipping. With the accumulation of trenching experience，the trenching construction process is gradually standardized. Although each engineering company has its own trencher，the construction process is almost the same. In this paper，the construction method of conventional post-trenching is introduced，and contrast with the DP trenching vessel construction method. Keywords：Subsea pipeline; Post-trenching; Trenching machine
4 后挖沟典型施工步骤
后挖沟施工过程主要包括：预调查、挖沟船抛锚 就位、挖沟机下水就位、挖沟施工、挖沟机回收、后 调查等工作。
4.1 预调查
由调查船携带海洋调查设备、钻孔取样等设备， 对施工海域的水深、地貌、障碍物、地质情况等进行 扫测及钻孔取样调查。
土壤地质条件参数来自于钻孔取样分析成果，是 最重要的设计依据，决定了海底管道埋设深度、挖沟 方式、挖沟船及挖沟机的选择等。
2 施工原理
水力喷射式挖沟机是利用喷射泵经过位于挖沟机 喷射臂上的喷嘴形成高压水柱，高压水柱将海管底部 的海床打散成块，并稀释液化。然后采用水射流技术 通过挖沟机抽吸臂将稀释液化的土壤排出沟外，从而 形成管沟，然后海管在自身重力的作用下沉至沟底。
国内主要采用锚系船拖曳水力喷射式挖沟施工，即挖 沟机与主作业船采用船底牵引缆连接，主作业船通过绞船 带动挖沟机，为挖沟机提供前行动力（如图1所示）。
继续下放挖沟机，直至挖沟机底部距海床约2m高 的位置停止，根据实际情况选择依靠声呐就位或由潜 水员下水协助指挥就位。吊机慢放，使挖沟机对中机 构的钳口正对待埋设海管，然后挖沟机继续下放，直 至滑靴触地。
4.4 挖沟施工
挖沟机在起始点开始挖沟时，一边移船挖沟一，造坡距离一般为50m。
3 挖沟机系统组成
挖沟机系统主要由以下3部分组成： 1）水面支持系统：主要包括发电机组、动力站、 监控室、液压站、脐带电缆绞车等。 2）挖沟机本体：主要包括本体结构，以及附属在 主结构上的喷冲系统、抽吸系统、电控系统、液压系
统、水下传感器等。
图1 挖沟施工示意图
3）脐带电缆：指连接水面、水下的复合脐带电 缆，用于动力及信号传输。
挖沟技术人员应当详细了解埋设海域的海底土壤 条件的以下相关信息[2]：埋设线路的海底以下3m（甚 至5m）内的不同土层的土壤条件和厚度、不同土层 交界面位置、土壤的基本物理和机械性能，即剪切强 度、塑性值、含水量等。
4.2 挖沟船抛锚就位
将挖沟船拖航至施工海域，抛八个工作锚固定船 位，根据船舶上的DGPS定位系统和海管路由打点记
107
技术研究
2019年第1期
录，将船舶精确就位在待挖埋海管上方。 为确保海管安全，抛锚时，落锚点距管线的垂直
距离应在200m以上，当锚缆跨越已有管线时，落锚点 距管线的垂直距离应在250m以上。
工作锚抛好后，应进行锚缆对拉测试，确保未发 生溜锚现象。
4.3 挖沟机下水就位
确认相关电缆、管线连接无误后，起吊挖沟机， 下放入水，同步释放脐带电缆和液压软管。当挖沟机 顶部完全没入水中以后，停止下放。此时启动水下泵 测试喷冲压力、抽吸真空度、及其他姿态、拉压力传 感器等信号是否正常，测试喷冲臂/抽吸臂动作是否正 常。确认无误后关闭水下泵。
按照铺管的顺序、海底管道埋设方法可分为预挖 沟埋设和后挖沟埋设法。
预挖沟施工可分为抓斗式挖泥船开挖、吸扬式挖 泥船开挖、链斗式挖泥船开挖、水下铲斗式挖泥船开 挖和爆破方法开挖[1]。预挖沟法主要用于某些特殊情况 下，如水深过浅、海管上岸段等位置。
目前我国绝大多数海底管道均采用后挖沟施工， 即先铺设海管，之后进行挖沟施工。本文介绍的水力 喷射式挖沟机，即属于典型的后挖沟施工方法。
2019年第1期
技术研究
海底管道后挖沟施工方法浅析
王亮
海洋石油工程股份有限公司 天津 300461 摘要：海底管道铺设完成后，进行挖沟掩埋，可以增加海底管道的坐底稳定性，防止海底管道漂移，还可以为海底管 道在渔业、航运等活动中提供保护。随着挖沟施工经验的不断积累，挖沟施工流程逐渐标准化，各工程公司虽有各自不同 类型的挖沟机，但施工流程并无太大差别。本文介绍了常规海底管道后挖沟的施工方法，以及与目前较为先进的动力定位 挖沟船施工的对比分析。 关键词：海底管道 后挖沟 挖沟机