CN109680712A - 淤泥河道的取水管道安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下管道施工技术领域，特别是淤泥河道的取水管道安装方法，填补了目前狭窄河道内取水管道安装的空白，创造性的利用高压水解决高灵敏度、高流变性地基的淤泥问题；另外不会对破坏河道两岸原始环境，值得推广。

Description

淤泥河道的取水管道安装方法

技术领域

本发明属于水下管道施工技术领域，特别是淤泥河道的取水管道安装方法。

背景技术

申请号为201710687749.1，名称为内陆湖泊取水虹吸管道安装方法的发明专利申请公开了内陆湖泊取水的虹吸管道的安装方法，其中，需要将挖机开至连体结构的工作平台上定位固定；利用工作平台上的动力系统将平台移动到正确位置，然后将固定支撑放下撑在海底，挖机开始管沟挖掘工作，挖掘管沟的顺序为先深后浅。在沉管结束后需铺设碎石垫层施工后沉管，方能完成虹吸管道的安装。由于虹吸管道施工距离较长，经常需要将取水管道铺设于河道内，河道底部通常为流砂层和淤泥层，存在“三高两低特性”，即高压缩性、高灵敏度、高流变性及低强度、低渗透性，在高下水位的浸泡下，地基强度严重不足，存在地基压缩变形大和不均匀沉降等地基稳定问题；地面承载力差且淤泥流动性大，管沟开挖后淤泥不断回填，挖掘工作难以开展。因此，亟需一种专门针对淤泥河道的取水管道沉管方法。

发明内容

针对现有的虹吸管道安装方法不适用于底部为流砂层和淤泥层的河道，本发明提出一种淤泥河道的取水管道安装方法。

本发明的淤泥河道的取水管道安装方法，其特征在于该方法实施步骤如下：

1） 设置河堤支撑防护措施，具体为：钢板桩机能够进行施工的，采用施打钢板桩进行河堤的支撑防护；对于钢板桩机不能施工的河堤，采用长臂挖掘机施打工字钢，中间施插钢板进行拦截，河堤上再采用无缝管钢锚和绳将工字钢进行锁紧再次固定；

2） 在下游设置拦淤围堰，进行施工的淤泥沉淀；

3） 拦淤围堰安装完毕后，用长臂挖机配合虹吸管道施工工作平台进行物探式开挖、开挖宽度挖机的大致为挖机斗宽；物探式开挖完成后再进行正式开挖；

4） 用工字钢在管中心两侧4m以外进行打桩；采用U型槽进行开挖；

5） 在沉管期间利用水力开挖水底管沟装置将高压水射向管底回淤层，使管回淤层液化，丧失承载能力；

6） 管道组对先在岸边将两根长钢管组管成一节，采用盲板法兰临时安装在管段两端，每组好一节管段将其滑入水中漂浮，直至相应管道区段划分长度；管道区段水上漂运至指定位置后拆除盲板法兰；

7） 管道水上连接前采用虹吸管道施工工作平台配合泥浆泵对沟槽进行回淤清理，清理完成后立即进行管道区段的水上漂浮运输及连接，水上管道区段连接采用虹水上组管平台；采用单“V”坡口加垫板组对焊接长钢管，焊接采用电焊或者二氧化碳气保焊的方式，连同管道母材一道焊接；为防止管道在连接施工时发生漂浮，采取封水方法进行施工，在封堵端头采用加厚型橡胶堵头进行封水，加装人孔盖板进行钢管端头封堵板和橡胶堵头的割除、取出；在管道区段内进行注水，将管道区段分步骤沉入水底，过程中必须严格控制注水量，并监控管道区段沉管情况、钢管在沉管时产生的裂缝等不利情况，注水过多时立即采用水泵将多余水量抽出，钢管在沉管产生裂缝的立即停止沉管施工，并用水上组管平台固定，重新进行管口处理并加固后再继续沉管施工；管道区段在折弯处必须设置定位桩进行定位和固定，防止钢管在沉管时偏位，其余部位间隔30m设置定位桩，定位桩在钢管两侧对称布置，钢管穿入定位桩后采用尼龙绳进行固定；

8） 对已经沉入沟槽底部的钢管进行高程测量，达不到设计要求的采用水力开挖水底管沟装置进行高压射水沉管，射水将钢管底部淤泥清理掉以便钢管依靠重量继续下沉，直至达到设计高程要求；对于高压射水仍无法下沉的区段，将钢管进行排水让其重新漂浮，然后在长臂挖掘机铲斗上焊接凸出的犁头进行沟底土石方搅淤处理，然后继续高压射水沉管。

最佳的，所述的虹吸管道施工工作平台采用专利号为ZL201721004825.6公开的结构。

所述水力开挖水底管沟装置包括浮箱、支架、活动杆、水力喷射管道和容纳仓，浮箱水平设置于顶部支架两侧，两浮箱尾部通过连接钢架固定，连接钢架与顶部支架相连，顶部支架中间悬挂有手动葫芦；手动葫芦两侧各设置有两条活动杆，两条活动杆相互平行且与顶部支架铰接；活动杆底部与水力喷射管道的横向管铰接，横向管下方等距离设置若干与之连通的纵向管，纵向管底部及内侧设置出水口；两浮箱间设置有容纳仓，容纳仓固定于连接钢架下紧靠浮箱位置，容纳仓内置高压水泵，容纳仓上设置与高压水泵相连的进水软管，高压水泵的出水软管与水力喷射管道连通。

所述的水上组管平台由浮体、龙门架以及浮箱组成：浮体采用单个钢管或若干通过法兰连接的钢管，钢管两端设置盲板法兰进行密封；两浮体平行设置，顶部通过若干龙门架连接固定，所述龙门架的横梁底部两侧设置上吊耳；浮箱采用矩形箱体，在箱体上方两侧设置对应的半圆形缺口，沿半圆形缺口边缘设置密封胶圈；箱体顶部两侧设置下吊耳，上下吊耳间采用手拉葫芦连接。

采用本发明的淤泥河道的取水管道安装方法，填补了目前狭窄河道内取水管道安装的空白，创造性的利用高压水解决高灵敏度、高流变性地基的淤泥问题；另外不会对破坏河道两岸原始环境，值得推广。

附图说明

图1为水力开挖水底管沟装置的结构示意图。

图2为的水上组管平台的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：针对现有的虹吸管道安装方法不适用于底部为流砂层和淤泥层的河道，本发明提出一种淤泥河道的取水管道安装方法。

本发明的淤泥河道的取水管道安装方法，其特征在于该方法实施步骤如下：

1） 设置河堤支撑防护措施，具体为：钢板桩机能够进行施工的，采用施打钢板桩进行河堤的支撑防护；对于钢板桩机不能施工的河堤，采用长臂挖掘机施打工字钢，中间施插钢板进行拦截，河堤上再采用无缝管钢锚和绳将工字钢进行锁紧再次固定；

2） 在下游设置拦淤围堰，进行施工的淤泥沉淀；

3） 拦淤围堰安装完毕后，用长臂挖机配合虹吸管道施工工作平台进行物探式开挖、开挖宽度挖机的大致为挖机斗宽，所述虹吸管道施工工作平台采用专利号为ZL201721004825.6公开的结构；物探式开挖完成后再进行正式开挖；

4） 用工字钢在管中心两侧4m以外进行打桩；采用U型槽进行开挖；

5） 在沉管期间利用水力开挖水底管沟装置将高压水射向管底回淤层，使管回淤层液化，丧失承载能力； 所述水力开挖水底管沟装置包括浮箱、支架、活动杆、水力喷射管道和容纳仓，浮箱水平设置于顶部支架两侧，两浮箱尾部通过连接钢架固定，连接钢架与顶部支架相连，顶部支架中间悬挂有手动葫芦；手动葫芦两侧各设置有两条活动杆，两条活动杆相互平行且与顶部支架铰接；活动杆底部与水力喷射管道的横向管铰接，横向管下方等距离设置若干与之连通的纵向管，纵向管底部及内侧设置出水口；两浮箱间设置有容纳仓，容纳仓固定于连接钢架下紧靠浮箱位置，容纳仓内置高压水泵，容纳仓上设置与高压水泵相连的进水软管，高压水泵的出水软管与水力喷射管道连通；

6） 管道组对先在岸边将两根长钢管组管成一节，采用盲板法兰临时安装在管段两端，每组好一节管段将其滑入水中漂浮，直至相应管道区段划分长度；管道区段水上漂运至指定位置后拆除盲板法兰；管道水上连接前采用虹吸管道施工工作平台配合泥浆泵对沟槽进行回淤清理，清理完成后立即进行管道区段的水上漂浮运输及连接，水上管道区段连接采用虹水上组管平台；所述的水上组管平台由浮体、龙门架以及浮箱组成：浮体采用单个钢管或若干通过法兰连接的钢管，钢管两端设置盲板法兰进行密封；两浮体平行设置，顶部通过若干龙门架连接固定，所述龙门架的横梁底部两侧设置上吊耳；浮箱采用矩形箱体，在箱体上方两侧设置对应的半圆形缺口，沿半圆形缺口边缘设置密封胶圈；箱体顶部两侧设置下吊耳，上下吊耳间采用手拉葫芦连接；采用单“V”坡口加垫板组对焊接长钢管，焊接采用电焊或者二氧化碳气保焊的方式，连同管道母材一道焊接；为防止管道在连接施工时发生漂浮，采取封水方法进行施工，在封堵端头采用加厚型橡胶堵头进行封水，加装人孔盖板进行钢管端头封堵板和橡胶堵头的割除、取出；在管道区段内进行注水，将管道区段分步骤沉入水底，过程中必须严格控制注水量，并监控管道区段沉管情况、钢管在沉管时产生的裂缝等不利情况，注水过多时立即采用水泵将多余水量抽出，钢管在沉管产生裂缝的立即停止沉管施工，并用水上组管平台固定，重新进行管口处理并加固后再继续沉管施工；管道区段在折弯处必须设置定位桩进行定位和固定，防止钢管在沉管时偏位，其余部位间隔30m设置定位桩，定位桩在钢管两侧对称布置，钢管穿入定位桩后采用尼龙绳进行固定；

7） 对已经沉入沟槽底部的钢管进行高程测量，达不到设计要求的采用水力开挖水底管沟装置进行高压射水沉管，射水将钢管底部淤泥清理掉以便钢管依靠重量继续下沉，直至达到设计高程要求；对于高压射水仍无法下沉的区段，将钢管进行排水让其重新漂浮，然后在长臂挖掘机铲斗上焊接凸出的犁头进行沟底土石方搅淤处理，然后继续高压射水沉管。

Claims (4)

1.淤泥河道的取水管道安装方法，其特征在于该方法实施步骤如下：

设置河堤支撑防护措施，具体为：钢板桩机能够进行施工的，采用施打钢板桩进行河堤的支撑防护；对于钢板桩机不能施工的河堤，采用长臂挖掘机施打工字钢，中间施插钢板进行拦截，河堤上再采用无缝管钢锚和绳将工字钢进行锁紧再次固定；

在下游设置拦淤围堰，进行施工的淤泥沉淀；

拦淤围堰安装完毕后，用长臂挖机配合虹吸管道施工工作平台进行物探式开挖、开挖宽度挖机的大致为挖机斗宽；物探式开挖完成后再进行正式开挖；

用工字钢在管中心两侧4m以外进行打桩；采用U型槽进行开挖；

在沉管期间利用水力开挖水底管沟装置将高压水射向管底回淤层，使管回淤层液化，丧失承载能力；

管道组对先在岸边将两根长钢管组管成一节，采用盲板法兰临时安装在管段两端，每组好一节管段将其滑入水中漂浮，直至相应管道区段划分长度；管道区段水上漂运至指定位置后拆除盲板法兰；

管道水上连接前采用虹吸管道施工工作平台配合泥浆泵对沟槽进行回淤清理，清理完成后立即进行管道区段的水上漂浮运输及连接，水上管道区段连接采用虹水上组管平台；采用单“V”坡口加垫板组对焊接长钢管，焊接采用电焊或者二氧化碳气保焊的方式，连同管道母材一道焊接；为防止管道在连接施工时发生漂浮，采取封水方法进行施工，在封堵端头采用加厚型橡胶堵头进行封水，加装人孔盖板进行钢管端头封堵板和橡胶堵头的割除、取出；在管道区段内进行注水，将管道区段分步骤沉入水底，过程中必须严格控制注水量，并监控管道区段沉管情况、钢管在沉管时产生的裂缝等不利情况，注水过多时立即采用水泵将多余水量抽出，钢管在沉管产生裂缝的立即停止沉管施工，并用水上组管平台固定，重新进行管口处理并加固后再继续沉管施工；管道区段在折弯处必须设置定位桩进行定位和固定，防止钢管在沉管时偏位，其余部位间隔30m设置定位桩，定位桩在钢管两侧对称布置，钢管穿入定位桩后采用尼龙绳进行固定；

对已经沉入沟槽底部的钢管进行高程测量，达不到设计要求的采用水力开挖水底管沟装置进行高压射水沉管，射水将钢管底部淤泥清理掉以便钢管依靠重量继续下沉，直至达到设计高程要求；对于高压射水仍无法下沉的区段，将钢管进行排水让其重新漂浮，然后在长臂挖掘机铲斗上焊接凸出的犁头进行沟底土石方搅淤处理，然后继续高压射水沉管。

2.如权利要求1所述的淤泥河道的取水管道安装方法，其特征在于所述的虹吸管道施工工作平台采用专利号为ZL201721004825.6公开的结构。

3.如权利要求1所述的淤泥河道的取水管道安装方法，其特征在于所述水力开挖水底管沟装置包括浮箱、支架、活动杆、水力喷射管道和容纳仓，浮箱水平设置于顶部支架两侧，两浮箱尾部通过连接钢架固定，连接钢架与顶部支架相连，顶部支架中间悬挂有手动葫芦；手动葫芦两侧各设置有两条活动杆，两条活动杆相互平行且与顶部支架铰接；活动杆底部与水力喷射管道的横向管铰接，横向管下方等距离设置若干与之连通的纵向管，纵向管底部及内侧设置出水口；两浮箱间设置有容纳仓，容纳仓固定于连接钢架下紧靠浮箱位置，容纳仓内置高压水泵，容纳仓上设置与高压水泵相连的进水软管，高压水泵的出水软管与水力喷射管道连通。

4.如权利要求1所述的淤泥河道的取水管道安装方法，其特征在于所述的水上组管平台由浮体、龙门架以及浮箱组成：浮体采用单个钢管或若干通过法兰连接的钢管，钢管两端设置盲板法兰进行密封；两浮体平行设置，顶部通过若干龙门架连接固定，所述龙门架的横梁底部两侧设置上吊耳；浮箱采用矩形箱体，在箱体上方两侧设置对应的半圆形缺口，沿半圆形缺口边缘设置密封胶圈；箱体顶部两侧设置下吊耳，上下吊耳间采用手拉葫芦连接。