底拖法施工在湛江市鉴江供水枢纽工程南三河沉管中应用

底拖法施工在湛江市鉴江供水枢纽工程南三河沉管中的应

用

摘要：南三河沉管工程是湛江市鉴江供水枢纽工程一部分，南三河沉管长1214米，为双排直径1.8米的钢管，两管中心间距5米，中间段平均水深9米，埋深3～4米。南三河沉管是跨海施工，海面风浪大，管线长，海面焊接施工难度较大，综合考虑适宜采用底拖法施工方案。该方案利用南三河北岸宽阔场地，在陆地上将沉管焊接成80米一段，然后利用气囊运到发送平台，在对岸架设一牵引钢缆进行拖运，每拖运一段（80米）后再焊接一段。钢管在入水前采用气囊滚动拖运，入水后钢管上绑扎助浮气囊，使钢管呈半浮状态进行拖运，直至管道拖运到对岸。

关键词：南三河沉管、跨海施工、底拖法

中图分类号：tu731.5文献标识码： a 文章编号：

沉管施工方法的选择及相应的技术要求

钢管底拖法施工是将钢管沉入基床面上，按设计标高和路径拖行钢管，陆地上拖管主要通过地锚锚固卷扬机提供牵引动力，在钢管开始入水后，用工作船上卷扬机牵引拖管，当工作船牵引力逐渐减小不能满足继续拖管时，则改用对岸事先埋设好地锚锚固的卷扬机进行牵引。

本工程沉管存在海滩作业面积小、涉及海水养殖海域面积大、海况复杂、水流急、要保障通航等施工不利因素，不确定因素很多，为此宜采用钢管底拖法施工方案。相对于管道整体沉放工艺，钢管

底拖法施工具备以下优势：

钢管焊接拼装在陆上，保证焊接质量和进度；

无需封航，行政审批手续简化，施工外在干扰少；

节省附属材料如（阀门、封板、航标灯拆除等）；

台风、汛期时防范容易，风险极大减少；

管长可加长，便于两侧接口。

陆上管节焊接方法

据施工需要和实际客观条件限制，在北岸陆地施工平面场地内，把钢管厂家生产的1.8米直径10米钢管进行防腐处理并焊接成为1.8米直径80米长钢管。这部分焊接为陆地焊接，属普通焊接，按一般的焊接规范要求，焊接成型并对接口按规范进行防腐即可。

拖管工序

1 、概述

本项目拖管施工的牵引力，由北岸地锚锚固卷扬机、水上工作船卷扬机和南岸地锚锚固的卷扬机提供。北岸陆上通过滚动气囊协助出运，水下底拖施工采用气囊助浮，南岸拖管采用滑轮组来协助拖管。

钢管在陆上段拖运，采用直径1200mm气囊滚动减少摩擦力，协助拖运。钢管入水后，钢管上垹扎气囊，将钢管自重减轻80%（用气囊浮力减压，使钢管呈半浮状态）。拖动时，用浮吊船把钢管的拖管头吊起至离基槽底面0.5m左右，减小钢管头部的阻力，不拖运时将其放至基槽底。拖运过程中，每拖动20m测量一次钢管头部

的坐标，对钢管头部的平面偏移做出调控。

2、施工流程

底拖管每拖运240m为一循环（钢管就位、焊接、防腐、检测、拖动）。拖运总体示意图见下：

拖管施工工艺流程框图如下图。

3、基槽开挖及平整

1）基槽整平验收后，所在区域设立浮标警示，禁止船舶抛锚，扔弃杂物，以免造成对基槽面破坏。

2）拖管前，潜水员下水检查基槽面，如有发现异物必须清走，保证基床面平整质量。

4、管道拖运前准备

1) 拼装工艺：先将每根10米的出厂钢管拼焊成80米的钢管，并完成接头防腐。当80米长的钢管全部焊接完成后，用橡胶气囊滚动运输到发射场地，拼焊成240米长钢管，做好接头防腐，钢管就可以拖运下水了。

2)管道进入待发场地，该场地与管道轴线一致，完成焊接工作、焊接处的防腐工作、检测与试验工作、浮力气囊的挷扎工作。

5、陆上气囊滚动出运

为了保证陆上钢管焊接质量，有效地保护好防腐层，同时使焊接好的钢管能够顺利入海，路上拖运采用气囊滚动法拖运。根据钢

管长度和重量，采用平移、滚动方式把钢管移动到沉管轴线上的发射通道。发射通道用沙石作基础，路宽12米。堤内发射通道总长250米到海边，防洪堤与堤内发射通道交界处坡道用土工膜布袋沙作基础。

出运气囊的规格为：直径1.2米、长度3.0米的特制气囊。气囊布置在原水输水钢管底部，气囊每10米设置一个。一方面减少钢管拖运的摩擦力，另一方面可以保护钢管外层的防腐层。

6、水下气囊助浮绑扎

入水前，钢管上绑扎气囊，使钢管与气囊所受重力合力略大于浮力合力，即使钢管与气囊介于悬浮和下沉的中间状态。绑扎的气囊要紧靠管道顶部，这样可以减少水流的阻力。

7、水底拖运

拖引船泊就位，对岸拖引钢缆与管道轴线一致。水底钢管拖运时，钢管头部采用钢板封堵，并且用浮吊船将钢管头部吊至高于河床底部0.5米左右，始终保持抬头状态，通过测量和潜水员的探摸来控制管头，使钢管头部不钻入沙土中，减少拖管的阻力。如发现拖引力增大，适当增加气囊浮力。沿着拖拽钢管管身每间隔20米设定一根标杆，每拖引20米，测量管道头部、管身座标一次，防止管头、管身偏离设计轴线。如发现标杆偏离设计轴线，则采用锚缆和起重船及时调整，确保管道能安装在基槽的正确位置上。考虑水流影响，每次拖管选择低平潮拖运。

8、南岸地锚卷扬机具拖管

随着拖管的增加，牵引力逐渐减小不能满足继续拖管时，即改用对岸事先埋设好的地锚锚固的卷扬机进行牵引，直至将沉管拖放到位。

船只设备及管道的定位方法

1、发射架拖管的定位控制

管道移运方向前用工作船拉力牵引,当工作船牵引力逐渐减小不能满足继续拖管时，改用对岸事先设定的地锚锚固卷扬机进行牵引。输水钢管后面通过陆上两部卷扬机牵制、制动，同时通过调整气囊气压来达到管道启动时牵引力减小和制动的要求。前端气囊气压减小，钢管前倾，牵引力就小，反之亦然；移运中减小气压，即可增加滚动阻力，实现减速；出运过程中管道两头高差控制在5cm 内。

2、水下拖管定位

在拖管船拟定位置设置专门浮标，拖管船以专门浮标和轴向标识为参照抛锚就位、抛锚完成后，将船首卷扬机钢丝绳与钢管头连接，利用八字锚缆绳的收放配合，根据钢丝绳与钢管轴线的偏移来调整船的位置，使拖管钢丝绳与钢管轴线在一个铅直面内，此时拖管船定位工作完成。

稳管、回填方法

为了保证dn1800输水钢管在正常使用安全，拖管就位后要对输水钢管加压覆盖。采用足够数量和重量预制混凝土u型块压顶。u 型块的预制已在陆上预制厂完成，然后吊装到船舶上，拖到现场定