試論水下管道的鋪設

中圖分類號：TU 文獻標識碼：A 文章編號：1671-864X（2015）02-0183-01

一、概述

修建過河管、江心取水頭部與岸井連接管、污水向水系排放干管、長距離河底或海底輸水管等，應根據水下管道長度、水系深度、水系流速、水底土質、航運要求、管道使用年限、潮汐和風浪情況等因素，選擇合適的施工方法。一般水下管道的鋪設方法有圍堰法和水下鋪管法。

根據技術經濟比較，在水系較淺，流速較小，航運不頻繁、筑堰材料可以就地取材，筑堰對水系污染可控制在允許范圍以內時，一般采用圍堰法。但是，當不具備以上條件時，常采用的是水下鋪管法。

水下管道一般有兩種鋪設方式：1、鋪設在水底上;2、埋設在水底下溝槽內;埋設在水底下溝槽內時，溝槽內管頂鋪設深度一般為管徑的3—4倍，以避免船只拋錨，河床沖刷等影響。海下管道的埋地鋪設，還應防止風暴時管道可能浮漂或下沉，為此，管道應埋設在海床下足夠深度。此外，如果水道較深，水底之上鋪管不會影響航運，水底平坦，沿管線沒有障礙物和懸空地，管道不會因船只拋錨、流體動力、土壤液化、床底土運動、河床沖刷或其他原因引起破壞，則可將管道直接鋪設在穩定的河床或海床上。水底直接敷設的管道抗震性能要優于水下溝槽埋設。

二、水下溝槽開挖

管道水下溝槽敷設一般有3種情況：1、先挖槽后埋管;2、挖槽和埋管同時進行;3、先放管后沉入土內。這些方法的選擇取決于水底土質、水系寬度和深度等因素。

先挖槽后埋管的優點是施工設備簡單;缺點是管線定位不易準確，槽底平整度差，溝槽準直度低，而且易于回淤。因此，當采用這種方法時，應適當選擇槽底寬度和開挖深度。底寬一般為管外徑加0.8—1.0m.開挖深度根據回淤情況而定，邊坡系數為1：2—1：4.粘土河床的回淤情況并不嚴重，沙土回淤迅速。常用的水下溝槽開挖方法和設備有爆破法、岸式索鏟、挖泥船、高壓泵船等。

爆破法開挖：適用于巖石河床;

岸式索鏟：適用于狹窄水系。鏟斗用岸上卷揚機曳引。鏟斗順滑道往上拉，隨著挖深增加而往下放滑道。這種方法可以比較準確地控制溝槽的平面位置和準直度。

挖泥船和高壓泵船：水系寬闊一般用抓斗式或多斗式挖泥船開挖水下溝槽的方法，土方卸在溝槽水流下游一側，或由駁船運至遠處;河床土質松散，可用高壓泵船以高壓水流沖射水底土層進行開挖 。

用船或其他浮動設備開挖時，挖泥船等應臨時錨舶，以保證溝槽中心位置準確。水下溝槽中心線用岸標或浮標顯示，并用經緯儀或激光準直儀測量。條件允許時，可在兩岸標之間拉設管道中心線，以中心線為準用標尺或錘球可測水下溝槽的位置和槽底高程。

為了防止回淤影響，可以采用分段開挖鋪管的施工方法，以縮短水下晾槽時間。

三、管道的水下鋪設

1、浮漂拖航鋪管：

浮漂拖航鋪管的方法是先在岸邊把管子連接成一定長度的管段，管段兩端堵板，浮漂拖航到鋪管位置，灌水入管，下沉到水底或溝槽內，取下堵板，然后將各管段之間在水下接口。

如果水系較淺，有縱深岸邊，岸邊與水面高差不大，可在過河管中心延長線的岸邊原地面制備管段;或者岸邊與水面高差較大，就須開挖岸邊，減少與水面高差，并在開挖區內降低地下水位后再制備管段。預制管段用船只或用設在對岸的曳引設備（卷揚機、拖拉機等）浮拖。

但多數情況是岸邊預制的管段與水系平行，管段制備后裝上浮筒推入水中，在水面上由船浮漂拖航。

管的兩端采用法蘭盤螺栓堵板。在堵板上設有直徑1/2——1的放氣孔和進水孔。管段由水面浮航到溝槽上方，由定位起重船吊放入槽，管段下放到溝槽內。管段水下定位及接口均由潛水工操作。潛水工用通訊工具與定位起重船聯系，調正定位船錨泊位置和船上起重臂操作，使下沉管段與已鋪管段對口。

2、水底拖曳鋪管

當長度較大的管段采用浮航困難時，可在水底拖曳。拖運時受風浪、潮汐等影響較小，作業安全，不需牽制船，但拖運馬力較大。適用與長距離深水鋪管，如向海中鋪設排污干管。

如管道分段預制，則應在拖曳過程中將管道逐段接口，增長拖曳長度。管道一次拖曳長度可達數十米。

3、鋪管船鋪管

將管子用運管船運至鋪管船上，在鋪管船上進行管段接口后，沿鋪管船上的滑道、管托架等裝置，下入水底。這種方法適用于長距離管段遠離岸邊的鋪管工作。

4、沖沉土層鋪管

水底鋪設的管段，如采用預先挖溝的方法，管線定位、溝槽準直、溝底平整等質量不易保證。為了避免預先挖溝引起的缺點，可采用沖沉法鋪管。

沖沉法鋪管是先把管子放在水底，然后用沖泥器把高壓水射向管底土層，使管底土液化，喪失承載能力，管道就埋入水底。液化土層的厚度一般為管徑的3—4倍。

采用這種方法的前提條件是管底土層為可被液化的。

5、綜合作業船鋪管

預挖水下溝槽鋪管的方法的缺點是溝槽可能發生回淤，棄土和回填土工作量大。為了克服這種缺點，可采用綜合作業船鋪管。

溝槽由水泵噴射高壓水沖挖，挖出的土由砂泵抽升到后部回填溝槽，使溝槽晾槽時間減少至最短，而且取消了回填土的遠距離搬運。