北京供水管道水下安裝工程

浮漂拖航鋪管：浮漂拖航鋪管的方法是先在岸邊把管子焊接成一定長(zhǎng)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(nèi)，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(guò)河管中心延長(zhǎng)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(kāi)挖岸邊，減少與水面高差，并在開(kāi)挖區(qū)內(nèi)降低地下水位后再制備管段。預(yù)制管段用船只或用設(shè)在對(duì)岸的曳引設(shè)備（卷?yè)P(yáng)機(jī)、拖拉機(jī)等）浮拖。

但多數(shù)情況是岸邊預(yù)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(shè)有直徑1/2;的放氣孔和進(jìn)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(nèi)。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(lián)系，調(diào)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(duì)口。 

工程管道敷設(shè)于長(zhǎng)江河床下，因此必須先水下開(kāi)挖管道溝槽，才能進(jìn)行樁基及管道安裝施工，根據(jù)原河床現(xiàn)狀高程及管道敷設(shè)深 度，其開(kāi)挖深度約6m 左右。

管溝開(kāi)挖采用2 艘4m3 鏈條式式抓斗 挖泥船，采用4 艘150m3 開(kāi)底泥駁運(yùn)輸、拋卸土方。

根據(jù)兩管中心間距，兩根管道溝槽一起開(kāi)挖，開(kāi)挖底寬為12m，邊坡1:4。分兩次進(jìn)行開(kāi)挖，先將兩根管道溝槽開(kāi)挖至管底設(shè) 計(jì)高程，第二次再jq定位每組鋼管排架樁位置，將6 根鋼管樁范 圍約10m14m 再挖深1.5m 左右，以便于鋼管樁施打及樁帽、橫梁 安裝（因樁帽、橫梁和管座比管底低1.0m 左右，且尚需潛水員水 下安裝所需的工作面）。

開(kāi)挖前，在管道沿線設(shè)置水位觀測(cè)尺，便于挖泥船結(jié)合水位復(fù)核開(kāi)挖深度。

挖泥船水下開(kāi)挖測(cè)量定位采用GPS定位系統(tǒng)，因此船機(jī)設(shè)備上需 配備相應(yīng)測(cè)量設(shè)備和計(jì)算機(jī)軟件，由技術(shù)人員將本工程平面圖輸入 計(jì)算機(jī)，并根據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)輸入管道起始位置坐標(biāo)等相關(guān)參數(shù)。

這樣船機(jī)設(shè)備上的GPS定位系統(tǒng)和軟件就可以很直觀的將船舶位置和溝 槽位置顯示在電腦屏幕上，施工精度大大提高。 挖泥時(shí)，要勤測(cè)軸線、要勤測(cè)水深，防止偏位和超挖或欠挖。

以水和測(cè)深儀控制開(kāi)挖底標(biāo)高，對(duì)偏位的要及時(shí)糾正，對(duì)欠挖的地 方要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)挖。 樁基采用水上打樁船進(jìn)行施打，樁架高度根據(jù)樁長(zhǎng)和施工工藝等進(jìn)行選擇。

本工程管道下支撐樁樁長(zhǎng)30m，為控制樁頂標(biāo)高，采用將工程樁接長(zhǎng)至施工水位以上然后再水下割樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高的工藝。因此根 據(jù)樁長(zhǎng)、樁頂高程、施工期水位，本工程打樁的樁長(zhǎng)在40m~42m 右，因此選擇樁架高度為46m的打樁船。鋼管樁向有資質(zhì)的生產(chǎn)廠 家定購(gòu)，選用螺旋埋弧焊鋼管，加工長(zhǎng)度40~42m，由船運(yùn)輸至施工 現(xiàn)場(chǎng)。 定位）穩(wěn)樁、下樁錘擊沉樁到位停錘測(cè)量樁頂標(biāo)高（做好記錄）移船吊樁打下一根樁。 一組排架鋼管樁施打完成后，根據(jù)測(cè)量記錄的樁頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高計(jì)算每根出水的鋼管樁的割樁長(zhǎng)度，然后再用特制的鋼套環(huán) 從樁頂套入樁外壁，鋼套環(huán)底部與樁頂之間的距離應(yīng)與割樁長(zhǎng)度一 致，然后再由潛水員水下沿鋼套環(huán)底部將鋼樁割除，這樣留置于水 下的鋼管樁樁頂標(biāo)高即為設(shè)計(jì)標(biāo)高。采用此種方法控制樁頂標(biāo)高精 度較高，施工偏差減小。

水下管道溝槽開(kāi)挖及樁基施工完成后，在管道安裝之前須先水下安裝好樁頂?shù)匿撝Ъ軜?gòu)件，主要包括樁帽、鋼橫梁；管座和管箍構(gòu) 件須安裝在待沉放安裝的管道上，然后再沉放安裝管道。 樁帽和橫梁鋼結(jié)構(gòu)件采取在工廠內(nèi)加工制作及防腐，然后船運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，由潛水員和安裝船配合水下安裝的方法。

本工程一個(gè)排架由3根樁組成，鋼支架由3 個(gè)樁帽和一根橫梁組 成，橫梁和樁帽采取焊接成整體后再水下安裝的方法，因水上打樁 施工不可避免會(huì)產(chǎn)生一定的偏位，故三個(gè)樁帽和橫梁不能一次焊接 成整體，需分兩次焊接。

樁帽、橫梁安裝步驟如下： 首先由潛水員利用特制的工具水下測(cè)量排架樁的兩根邊樁的間距，然后根據(jù)測(cè)量記錄將兩側(cè)的樁帽先焊接在橫梁的底部?jī)啥耍?焊接時(shí)應(yīng)考慮樁帽和樁套接時(shí)的間隙。

將兩端焊好樁帽的橫梁吊放至水中，把樁帽套入排架樁的兩根邊樁內(nèi)，由潛水員水下根據(jù)中間樁的位置在橫梁底部做好標(biāo)記。然后 再將橫梁吊出水面后，按標(biāo)記位置將中間樁帽準(zhǔn)確焊接在橫梁底 部，這樣就可保證3 個(gè)橫梁底部的樁帽均是按水下實(shí)際樁間距燒焊 在橫梁上的，可套入樁頂。 

個(gè)樁帽都焊接好的橫梁吊放至水中，由潛水員水下定位樁帽套入樁頂。然后再根據(jù)樁帽上預(yù)留的螺栓孔在鋼管樁的相應(yīng)位置水 下切割穿孔，并將螺栓穿入后緊固螺帽將樁帽和樁固定在一起。

管座、管箍鋼結(jié)構(gòu)件同橫梁、樁帽一樣也采取在工廠內(nèi)加工制作及防腐，船運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。 管座和管箍先固定于待沉放安裝的管道上，根據(jù)水下已安裝好的橫梁，由潛水員水下測(cè)量?jī)筛鶛M梁間的實(shí)際間距，然后再根據(jù)橫梁 間距將管座和管箍安裝固定于待沉放安裝的管道上。 

本工程取水管道為內(nèi)徑1500mm，壁厚18mm的鋼管，外壁設(shè)槽鋼加強(qiáng) 環(huán)，分段長(zhǎng)度z長(zhǎng)為140m/段，均采取在鋼管廠家加工制作及防腐后， 由船運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，單根管道（140m 長(zhǎng)）重約60 采用1艘150 噸水上起重船進(jìn)行分段管道的沉放安裝。

管道沉放安裝前，除按水下實(shí)際橫梁間距在管道上預(yù)裝好管座和管箍外，還 需在管道端部事先安裝好哈夫接頭的橡膠圈，橡膠圈套入管端并固定好。

本工程取水管道分段管道之間連接采用鋼制哈夫接頭形式。哈夫?yàn)榘牒蠈?duì)抱結(jié)構(gòu)，分為上下兩片，上下兩片哈夫采用螺栓水下緊固 安裝方法。

哈夫與管道之間通過(guò)橡膠圈壓緊來(lái)保證緊密性，上下兩片哈夫?qū)勇菟ňo固處也設(shè)有橡膠墊板。 

哈夫接頭安裝在兩根管道沉放安裝完成，并完成管座和橫梁的水下螺栓固定后才能進(jìn)行施工。

其安裝步驟如下： 在一根管道安裝完成，第二根管道下水安裝前，須先將該兩根管道接頭哈夫的下半片放至已安裝管道一端的下方，安裝完成后再在管道下部塞入下半片哈夫。

待兩根管道均安裝到位，再將上半片哈夫安裝在管道接頭上部，下半片哈夫則通過(guò)鋼絲繩提升至管底，然后再進(jìn)行上、下兩片哈夫 的對(duì)接緊固。

上、下兩半片哈夫?qū)酉仍阡摻z繩收緊的狀態(tài)下，由潛水員水下將兩側(cè)螺栓連接處的兩端各安裝兩個(gè)長(zhǎng)螺栓，以先將哈夫初步固 定，然后再逐步收緊鋼絲繩和四個(gè)長(zhǎng)螺栓，然后再分別對(duì)稱安裝中 間的螺栓，直至中間螺栓均安裝緊固完成后，再將兩側(cè)四個(gè)長(zhǎng)螺栓 替換成設(shè)計(jì)規(guī)定長(zhǎng)度的螺栓。

本工程長(zhǎng)江取水頭共2個(gè)，為鋼制蘑菇型取水頭，單個(gè)重約120 噸。取水頭安裝后其頂面標(biāo)高為-2.0m，兩個(gè)取水頭中心間距為 42.8m，取水頭與取水管道之間同樣采用哈夫接頭連接方式。每個(gè) 取水頭下部設(shè)960916鋼管樁基礎(chǔ)支撐，鋼管樁長(zhǎng)50m。

取水頭制作選擇在加工廠內(nèi)完成半成品構(gòu)件的制作和防腐，由船運(yùn)輸至施工水域附近岸邊的制作場(chǎng)地上進(jìn)行整體拼裝、焊接和防腐 修補(bǔ)，然后再采用水上起重船將取水頭吊駁至駁船上拖運(yùn)至施工現(xiàn) 場(chǎng)水域進(jìn)行沉放安裝。

取水頭的過(guò)駁、吊裝采用1艘150 噸的起重船進(jìn)行水下沉放安裝， 取水頭z終沉放至下部樁基礎(chǔ)頂部的樁帽平臺(tái)支架上，由潛水員水 下探摸配合定位情況。然后由潛水員水下安裝樁帽頂板和取水頭底座間的連接螺栓。

水下管道鋪設(shè)安裝一般在沿江、沿河、沿海地區(qū)的自來(lái)水廠取水工程、發(fā)電廠和污水處理廠的取、排水工程中較為常見(jiàn)，且取水工 程在管道端部均設(shè)有取水頭。其大部分管線安裝均位于水下，因此 均為水上、水下施工作業(yè)，需依靠大型船舶設(shè)備、潛水員和專業(yè)施 工人員精心組織施工，才能保證工程質(zhì)量和施工作業(yè)安全。 

施工過(guò)程中，應(yīng)選擇合理的施工方案和工藝，取水管道、取水頭和水下鋼結(jié)構(gòu)件受現(xiàn)場(chǎng)條件制約宜在工廠內(nèi)、施工現(xiàn)場(chǎng)水域附近岸 邊空地、碼頭上加工制作和防腐，尤其是高、大、重的大型管道和 構(gòu)件，以方便制作完成后過(guò)駁至駁船或吊入水中拖運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn) 行沉放安裝。

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