CN105952969A - 深海取水管道防护方式及敷设施工工艺 - Google Patents

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刘德进
曲俐俐
杨瑞亮
苏长玺
徐善忠
张学俊
冯甲鑫
冯海暴
鞠鹏
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No 2 Engineering Co Ltd of CCCC First Harbor Engineering Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/20—Accessories therefor, e.g. floats, weights

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Abstract

本发明涉及一种用于深海取水管道的防护方式以及该防护形式下的管道敷设施工工艺，通过深海取水管道的防护方式以及该防护形式下的管道敷设施工工艺，能够实现管道在深水区和浅水区的共同防护，浅水段受波浪、水流等环境因素影响较大，通过管沟防护能够避免管道损坏，深水区受波浪水流等外力影响较小，采用悬浮固定形式可以避免管道与海底直接接触造成摩擦损坏，又可以适应地形避免地形复杂带来的施工困难。同时整体安装沉放，相对于传统的挖沟防护形式，大大提高了施工的效率。

Description

深海取水管道防护方式及敷设施工工艺
技术领域
本发明涉及一种用于深海取水管道的防护方式以及该防护形式下的管道敷设施工工艺。
背景技术
海洋温差发电等工程项目经常会涉及到深海取水，抽取水深超过500m处的冷海水作为冷却水使用。海洋中岛礁附近地形复杂，这样给管道防护带来很大的困难，同时管道敷设施工也具有很大的难度，管道敷设之后不仅需要克服水流力等环境因素造成的外力，还需要克服地形变化造成的管道弯曲受力，同时也要解决管道与海底的摩擦等问题。
发明内容
本发明针对上述技术难题，提出了一种深海取水管道防护方式及敷设施工工艺。
本发明的深海取水管道防护方式，该防护方式包括以下内容：
浅水段挖防护管沟；
通过挖泥船等方式将受波浪影响严重的浅水段区域挖一条防护管沟，管道通过间隔放置的混凝土固定块进行固定。
深水段悬浮固定防护方式；
所述深水段悬浮固定防护方式，是指管道的重力小于海水的浮力，管道会脱离海底，通过锚锭1和锚锭2之间的固定钢丝绳使管道成悬浮状态。
优选的是，所述锚锭1位于海底，即取水管道吸水口附近。
优选的是，所述锚锭2位于浅水段和深水段交界处平坦位置。
优选的是，所述固定钢丝绳两端分别锁固与锚锭1和锚锭2上。
优选的是，所述固定钢丝绳与管道之间通过间隔一定距离布置的芳纶绳进行连接。
优选的是，所述固定钢丝绳位于海底地形高点的位置设置固定横梁，固定横梁的作用是减小固定钢丝绳悬链长度。
本发明的深水取水管道敷设施工工艺，包括以下方法步骤：
该工艺为管道整体敷设施工工艺，提前将管道、固定钢丝绳等结构连接好，通过拖轮及起重船将管道整体拖至海中预定位置，首先通过起重船沉放海底锚锭1，管道吸水口靠近锚锭1，也随之下沉，待锚锭1沉放至一定深度后，同时沉放锚锭1和锚锭2，沉放过程中控制沉放速度，避免管道出现较大的弯折，待锚锭1沉放至海底附近时，打开固定横梁上的阻水塞，然后海水进行固定横梁使横梁坐落于海底，然后完全沉放锚锭1至海底。在锚锭2处提前预埋锁紧装置，并通过船上的卷扬机张拉深水段固定钢丝绳至设计拉力后锁紧固定钢丝绳。
优选的是，所述取水管道、固定钢丝绳及芳纶绳的每米总重量等于管道所受的浮力。
优选的是，所述锚锭2上预埋锁紧装置，用于张拉深水段钢丝绳后锁紧钢丝绳。
优选的是，所述固定横梁的作用是减小深水段固定钢丝绳的悬链长度，沉放时固定横梁通过钢浮箱进行辅助下沉。
本发明有益效果是：通过深海取水管道的防护方式以及该防护形式下的管道敷设施工工艺，能够实现管道在深水区和浅水区的共同防护，浅水段受波浪、水流等环境因素影响较大，通过管沟防护能够避免管道损坏，深水区受波浪水流等外力影响较小，采用悬浮固定形式可以避免管道与海底直接接触造成摩擦损坏，又可以适应地形避免地形复杂带来的施工困难。同时整体安装沉放，相对于传统的挖沟防护形式，大大提高了施工的效率。
附图说明
附图1为本发明的深海取水管道的防护方式的示意图；
附图2为本发明的深海取水管道的深水段固定横梁位置示意图；
附图3为本发明的深海取水管道的深水段锚锭1位置示意图；
附图4为本发明的浅水段与深水段处锚锭2位置示意图；
附图5为本发明的浅水段防护方式的示意图；
附图6为本发明的锚锭2位置的锁固系统；
附图7为本发明的固定横梁设计图。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的结构、特征及其它目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
本发明的深水取水管道防护方式如下：
如图1-图4所示，分为浅水段和深水段，在深水管道取水口附近海底设置海底锚锭1，进水口7靠近锚锭1，在浅水段和深水段分界处设置锚锭2，在两锚锭块之间设置固定钢丝绳3，深水段取水管道4与固定钢丝绳3之间通过芳纶绳5进行连接，深水段固定钢丝绳在海底高点区域设置固定横梁6。浅水段挖管沟7，取水管道4敷设在管沟内，通过混凝土基座8进行固定。
该深海取水管道的敷设施工工艺，包括如下步骤：
(1)在施工现场建立取水管道下水滑道，现场先将管道预拼装成一定长度的管道，连接钢丝绳等结构，待气象窗口满足施工条件时将预拼装的管道组装成整体管道。使用挖泥船在浅水段预定位置挖出管沟，岸上设置锚固点，将固定钢丝绳3固定，连接各结构段钢丝绳及取水管道4；
(2)封闭取水管道4两端口，其中陆上段封闭端设置控制出气口，通过拖轮拖带起重船，拖带取水管道4入水；
(3)当起重船到达沉放点后准备沉放，首先起重船沉放锚锭1，将锚锭1沉放至取水管道封闭口水下约2m位置，打开取水管道封闭口。打开取水管道封闭口后海水进入取水管道，通过控制陆上出气口的大小控制海水进入取水管道的速度，通过起重船缓慢沉放锚锭1，沉放过程中通过GPS等技术手段监测锚锭1位置，并通过拖轮拖带控制起重船的位置从而调节取水管道走势；
(4)继续沉放锚锭1，锚锭2处取水管道开始入水时，通过起重船开始沉放锚锭2；
(5)控制锚锭2和锚锭1的沉放速度避免取水管道出现较大的弯曲，沉放锚锭2至海底预设位置；
(6)当取水管道沉放至各简支横梁距离海底约10m的位置时，通过卷扬机将固定横梁6钢制浮箱上的密封塞拔掉，使海水填满横梁，继续沉放锚锭1至海底预定位置，通过水下机器人检查锚锭1是否稳固及固定横梁6是否落在预定位置；
(7)进行浅水段沉放及防护，控制取水管道陆上出气口出气量，当取水管道及混凝土底座的重力之和大于管道浮力时，慢慢沉放管道至挖好的管沟内；
(8)在锚锭2处通过起重船上的卷扬机张拉深水段钢丝绳至设计值，张拉后通过起重船上的控制柜，控制安装在锚锭2中的液压油缸9对钢丝绳进行锁固，通过水下机器人及钢丝绳上的力传感器检查锁固情况，对锚锭2内的预留仓10进行混凝土灌注永久性固定锁固装置10，完成取水管道敷设施工。

Claims (12)

1.一种深海取水管道防护方式，其特征在于，分为浅水段防护和深水段防护，浅水段通过挖泥船挖出防护管沟；深水段包括固定钢丝绳、连接芳纶绳、海底设置锚锭块1、浅水段与深水段之间设置锚锭块2。
2.根据权利要求1所述的深海取水管道防护方式，其特征在于，管道浅水段的防护方式为管沟防护，通过挖泥船挖出防护管沟，将管道固定在管沟内避免受到波浪力和水流力等环境因素作用产生破坏。
3.根据权利要求1所述的深海取水管道防护方式，其特征在于，在浅水段和深水段交界处设置一混凝土锚锭块2。
4.根据权利要求1所述的深海取水管道防护方式，其特征在于，在海底设置一混凝土锚锭块1。
5.根据权利要求1所述的深海取水管道防护方式，其特征在于，在锚锭块1和锚锭块2之间设置一条固定钢丝绳，两锚锭块之间的取水管道比重小于海水比重处于悬浮状态，管道和固定钢丝绳之间采用芳纶绳进行连接，此时管道脱离海底成悬浮固定。
6.根据权利要求1所述的深海取水管道防护方式，其特征在于，水下的固定钢丝绳在海中地势较高的区域设置固定横梁。
7.根据权利要求1所述的深海取水管道防护方式，其特征在于，水下的固定钢丝绳在深水管道敷设后通过张拉卷扬机将钢丝绳张拉至设定拉力。
8.一种深海取水管道敷设施工工艺，其特征在于，该施工工艺包括如下步骤：
通过挖泥船在浅水段挖出防护管沟；设置岸上固定端，连接固定钢丝绳等结构，通过拖轮及起重船将管道整体拖拉至海中，管道漂浮在海面；通过起重船将海底锚锭沉放至海底；
通过张拉卷扬机将钢丝绳张拉至设定拉力锁固。
9.根据权利要求8所述的深海取水管道敷设施工工艺，其特征在于，管道为整体敷设，各连接结构在陆上连接完毕，在入水位置铺设入水滑道，并提前将浅水段区域挖出防护管沟。
10.根据权利要求8所述的深海取水管道敷设施工工艺，其特征在于，在陆上将固定钢丝绳固定，然后通过拖轮及起重船将管道整体拖入海中，采用起重船将海底锚锭1沉放至海底。
11.根据权利要求8所述的深海取水管道敷设施工工艺，其特征在于，沉放锚锭1至一定位置后，同时沉放锚锭1和锚锭2，避免管道发生较大的弯折。
12.根据权利要求8所述的深海取水管道敷设施工工艺，其特征在于，沉放锚锭1至各固定横梁距离海底附近时打开横梁上的入水口使海水进入横梁，此时横梁落于海底。
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