CN111692429A - 一种大直径hdpe管道水下合龙方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大直径HDPE管道水下合龙方法，利用管道自身柔性，加长合龙管段长度，将直线转变为弧线来消除轴向误差，通过塞入方式进行合龙管段水下安装，所需生产成本小，可操作性高、适用多种水深。此发明用于港口工程、交通工程、水利工程、公路工程领域。

Description

一种大直径HDPE管道水下合龙方法
技术领域
本发明涉及港口工程、交通工程、水利工程、公路工程领域，特别是涉及一种大直径HDPE管道水下合龙方法。
背景技术
高密度聚乙烯(以下简称HDPE)管材是新型绿色环保建材产品，具有使用寿命长、流体阻力小和耐腐蚀性能强等优点，被广泛应用于给(引)水系统、排水系统和燃气输送等多个领域。
在HDPE管道的取排水工程应用中，合龙段安装作为管道施工的最后一环，其施工工艺和施工质量对整个项目影响重大。HDPE管线安装至最终合龙段时，通常采用伸缩节进行最终合龙段安装，由于伸缩节的价格昂贵，因此有必要开发一种可以代替伸缩节并实现最终合龙段安装的施工工艺，从而节约项目成本、提高经济效益。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种节约施工成本的大直径HDPE管道水下合龙方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种大直径HDPE管道水下合龙方法，包括合龙管段、岸侧已安装管段、海侧已安装管段、气囊，其包括以下步骤：
S1：根据实测管线缺口长度，确定合龙管段加长长度；
S2：将所述合龙管段出运至安装位置后，与所述岸侧已安装管段对接；
S3：在所述海侧已安装管段绑扎气囊，使所述海侧已安装管段起浮至合龙管段同一高度；
S4：按照既定弦高，对起浮的海侧已安装管段反向拉多段弧，使对接端管口回缩，与所述合龙管段对接；
S5：对接完成后，将气囊自岸侧向海侧放气，最终以平面弧形坐底，完成合龙管段水下安装。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S1中，根据垄断缺口两端管头测量误差、管道热胀冷缩幅度、现场拉弯管道做弧能力、基槽平整度确定所述合龙管段加长长度。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S1中，所述合龙管段加长长度最大长度由管段曲率半径决定。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S2中，与岸侧已安装管段对接前，将岸侧已安装管段对接端起浮，并将合龙管段下潜至与岸侧已安装管段同一高度，进行对接。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S4中，对接管口回缩的量值由拉多段弧实现，弧线曲率半径满足允许限值。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S4中，多段弧通过船舶设置卷扬机收紧钢丝绳实现。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述合龙管段的管头及管尾均设有盲板，所述盲板均设有若干水阀和若干气阀。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S5中，在管道坐底前测量拉多段弧的弧线摆位的最大弦高，确认最大弦高满足横向允许偏差。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S4中，所述海侧已安装管段的起伏长度根据管段拉弧段数确定，起伏高度与所述合龙管段海侧接口高度一致。
本发明的有益效果：此大直径HDPE管道水下合龙方法，利用管道自身柔性，加长合龙管段长度，将直线转变为弧线来消除轴向误差，通过塞入方式进行合龙管段水下安装，所需生产成本小，可操作性高、适用多种水深。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例管道合龙示意图；
图2为本发明实施例合龙管段塞入原理示意图；
图3为本发明实施例盲板示意图；
图4为本发明实施例沉放坐底平面示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1-图4，一种大直径HDPE管道水下合龙方法，包括合龙管段100、岸侧已安装管段200、海侧已安装管段300、气囊400，其包括以下步骤：
S1：根据实测管线缺口长度，确定合龙管段100加长长度；
S2：将合龙管段100出运至安装位置后，与岸侧已安装管段200对接；
S3：在海侧已安装管段300绑扎气囊400，使所述海侧已安装管段300起浮至合龙管段100同一高度；
S4：按照既定弦高，对起浮的海侧已安装管段300反向拉多段弧，使对接端管口回缩，对接管口回缩的量值由拉多段弧实现，弧线曲率半径满足允许限值，多段弧通过船舶500设置卷扬机收紧钢丝绳实现，然后与合龙管段100对接；
S5：对接完成后，将气囊400自岸侧向海侧放气，最终以平面弧形坐底，完成合龙管段100水下安装，海侧已安装管段300的起伏长度根据管段拉弧段数确定，起伏高度与所述合龙管段100海侧接口高度一致。
具体地，根据垄断缺口两端管头测量误差、管道热胀冷缩幅度、现场拉弯管道做弧能力、基槽平整度确定合龙管段100加长长度。合龙管段100加长长度最大长度由管段曲率半径决定。
其中，合龙管段100的管头及管尾均设有盲板600，盲板600均设有若干水阀620和若干气阀610。
更具体地，对18m岸侧已安装管段绑扎气囊使其起伏至一定高度，开启合龙管段水阀620、气阀610以及气囊放气使其下潜至与岸侧已安装管段同一高度进行岸侧对接，完成后，将合龙管段100岸侧接口端一定距离的气囊沿岸侧向海侧放气下沉坐底，剩余100m管段仍浮于水中并保持水平，为海侧对接做准备。对海侧300m已安装管段绑扎气囊，使其起伏至合龙管段100同一高度，起伏长度根据管段拉弧段数以及管道长期曲率半径确定。
管段起伏段完全悬于水中后，通过固定于管道弯弧拉点附近的测杆测量管道轴线偏位，指导工作艇调整管段的轴线归于设计位置，并将管段靠岸侧80m处的第一道定位钢丝绳系挂好。管道轴线调整过程中，驳船上卷扬机和陆上卷扬机缓缓收紧钢丝绳，待起伏段轴线对位后，两台卷扬机同步收绳以拉管弯弧，直到测杆指示弯弧高达到设计值4.54m，并将拉力反向的限位绳稍稍绷紧。
在管段拉弧过程中，测量设置在管段东侧80m平直段上的测杆位置，监测靠岸侧管端的回缩量，当管端回缩量稍稍大于设计值1.04m时，满足合龙管段100沉放对接施工条件，而后进行管端调整、拉合、栓接等操作，进行合龙管段100海侧对接。对接完成后，测量管段弧形摆位的最大弦高以保证满足横向允许偏差±4m，将气囊自岸侧向海侧放气，以平面弧形坐底，完成沉放。
本发明利用管道自身柔性，适当加长合龙段长度，使其大于实际缺口长度，然后牵拉合龙管段100与海侧已安装管段、将管段由直线转变为弧线，通过增大管段横向误差来减小轴向误差，完成合龙管段100的水下对接。
“塞入”工艺进行合龙管段100水下安装的重点在于在满足管段允许曲率半径要求的前提下，合理确定管道加长长度，为此需要综合考虑施工误差、管道热胀冷缩效应和基槽平整度等所有不可控因素的条件下，满足合龙段“塞入”工艺的要求，完成最终合龙段的水下安装。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种大直径HDPE管道水下合龙方法，包括合龙管段、岸侧已安装管段、海侧已安装管段、气囊，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据实测管线缺口长度，确定合龙管段加长长度；
S2：将所述合龙管段出运至安装位置后，与所述岸侧已安装管段对接；
S3：在所述海侧已安装管段绑扎气囊，使所述海侧已安装管段起浮至合龙管段同一高度；
S4：按照既定弦高，对起浮的海侧已安装管段反向拉多段弧，使对接端管口回缩，与所述合龙管段对接；
S5：对接完成后，将气囊自岸侧向海侧放气，最终以平面弧形坐底，完成合龙管段水下安装。
2.根据权利要求1所述的大直径HDPE管道水下合龙方法，其特征在于：在步骤S1中，根据垄断缺口两端管头测量误差、管道热胀冷缩幅度、现场拉弯管道做弧能力、基槽平整度确定所述合龙管段加长长度。
3.根据权利要求1所述的大直径HDPE管道水下合龙方法，其特征在于：在步骤S1中，所述合龙管段加长长度最大长度由管段曲率半径决定。
4.根据权利要求1所述的大直径HDPE管道水下合龙方法，其特征在于：在步骤S2中，与岸侧已安装管段对接前，将岸侧已安装管段对接端起浮，并将合龙管段下潜至与岸侧已安装管段同一高度，进行对接。
5.根据权利要求1所述的大直径HDPE管道水下合龙方法，其特征在于：在步骤S4中，对接管口回缩的量值由拉多段弧实现，弧线曲率半径满足允许限值。
6.根据权利要求5所述的大直径HDPE管道水下合龙方法，其特征在于：在步骤S4中，多段弧通过船舶设置卷扬机收紧钢丝绳实现。
7.根据权利要求1所述的大直径HDPE管道水下合龙方法，其特征在于：所述合龙管段的管头及管尾均设有盲板，所述盲板均设有若干水阀和若干气阀。
8.根据权利要求1所述的大直径HDPE管道水下合龙方法，其特征在于：在步骤S5中，在管道坐底前测量拉多段弧的弧线摆位的最大弦高，确认最大弦高满足横向允许偏差。
9.根据权利要求1所述的大直径HDPE管道水下合龙方法，其特征在于：在步骤S4中，所述海侧已安装管段的起伏长度根据管段拉弧段数确定，起伏高度与所述合龙管段海侧接口高度一致。
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