CN117026986A - 一种海底管道作业坑防回淤开挖工法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海底管道作业技术领域，尤其涉及一种海底管道作业坑防回淤开挖工法，包括：确定作业坑的开挖区域，对开挖区域进行阶梯式开挖，直至开挖出深基坑；在深基坑的四周开挖集沙坑，完成作业坑的开挖。通过阶梯式开挖作业坑减缓泥沙回淤，并且在底层作业坑四周开挖集沙坑对回淤泥沙进行聚集，延长作业时间，成本高，对海床的平整度、承载力要求低。

Description

一种海底管道作业坑防回淤开挖工法

技术领域

本发明涉及海底管道作业技术领域，尤其涉及一种海底管道作业坑防回淤开挖工法。

背景技术

目前，海底管道作业坑防回淤没有十分有效方法。常用的方法有：采用中断作业的方法对回淤泥沙进行回收，影响维修进度；采用作业坑周边构建防回淤装置防回淤，成本高，对海床的平整度、承载力要求高，回淤量大时仍需要进行气举清淤，受海流影响存在移动的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种海底管道作业坑防回淤开挖工法。

本发明的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法的技术方案如下：

确定作业坑的开挖区域，对开挖区域进行阶梯式开挖，直至开挖出深基坑；

在深基坑的四周开挖集沙坑，完成作业坑的开挖。

本发明的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法的有益效果如下：

通过阶梯式开挖作业坑减缓泥沙回淤，并且在底层作业坑四周开挖集沙坑对回淤泥沙进行聚集，延长作业时间，成本高，对海床的平整度、承载力要求低。

在上述方案的基础上，本发明的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法还可以做如下改进。

进一步，对开挖区域进行阶梯式开挖，包括：利用主作业船牵引非接触挖沟机，以海底管道的缺陷点为中心，逐层进行吹扫和开挖。

进一步，还包括：

通过声呐监测每一阶梯作业坑尺寸。

进一步，还包括：

作业坑开挖完成后，采用声呐监测集沙坑内泥沙回淤情况。

进一步，还包括：

当集沙坑内聚集的泥沙达到预设量时，对集沙坑内的泥沙进行清理。

进一步，对集沙坑内的泥沙进行清理，包括：

利用气举对集沙坑内的泥沙进行清理。

采用上述进一步方案的有益效果是：当集沙坑内淤泥聚集到泥沙后，可采用气举方式进行清淤，且在集沙坑内进行气举清淤并不影响旁边作业坑，保证作业坑始终维持作业条件，不影响海底管道的维修作业。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法的流程示意图；

图2为开挖过程示意图；

图3为进行阶梯式开挖的示意图；

图4为声呐探测结果；

图5为气举设备的作用示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明实施例的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法，包括如下步骤：

S1、确定作业坑的开挖区域，对开挖区域进行阶梯式开挖，直至开挖出深基坑；其中，作业坑开挖技术的具体细节为现有技术，作业坑以管道缺陷位置为中心确定开挖区域。

其中，深基坑的具体定义如下：

建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定：一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层)，或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

S2、在深基坑的四周开挖集沙坑，完成作业坑的开挖，如图2所示。

通过在作业坑的底层四周采用挖沟机定向开挖沟槽，用于收集回淤的泥沙，防止影响作业坑的作业面。

其中，集沙坑在阶梯式作业坑底坑的四周，具体尺寸可结合施工工期、回淤量、施工费用等情况综合考虑。

通过阶梯式开挖作业坑减缓泥沙回淤，并且在底层作业坑四周开挖集沙坑对回淤泥沙进行聚集，延长作业时间，成本高，对海床的平整度、承载力要求低。

可选地，在上述技术方案中，S1中，对开挖区域进行阶梯式开挖，包括：

S10、利用主作业船牵引非接触挖沟机，以海底管道的缺陷点为中心，逐层进行吹扫和开挖。

其中，主作业船和非接触挖沟机为现有技术。

其中，缺陷点指海底管道的缺陷位置，缺陷主要包括凹陷、金属损失、屈曲等。海底管道的缺陷位置的发现往往是通过内检测或外检测技术，能够确定大致位置，后经过探摸确认具体位置，转换为船舶或施工机械所需要的具体坐标。

如图3所示，进行阶梯式开挖的具体实现过程如下：

1)采用喷射式挖沟机(现有技术)通过主作业船吊机吊装入水进行作业坑开挖。

2)采用喷射式挖沟机垂直于管道轴线方向，对海床顶部(管道上方覆土)进行吹挖暴露出部分管道。管道轴线(路由)位置及管道敷设深度由管道属地单位提供。开挖需要根据管道敷设深度、挖沟机单次开挖深度分几次进行，直至暴露出管道。

3)以暴露出的管道为起点，沿着管道轴向(路由)方向进行开挖，开挖暴露管道并确定缺陷点位置。开挖需要根据管道敷设深度、挖沟机单次开挖深度分几次进行，直至暴露出管道。

4)以缺陷点位置为基准，根据施工方案确定的作业坑尺寸进行定向吹挖；定向吹挖是指沿管道轴向(路由)方向，沿着同一方向依次进行作业坑吹挖。定向吹挖的目的一是可避免作业坑吹挖过程中出现漏挖情况；二是喷射式挖沟机定向吹挖的泥沙清理效果更好；三是定向吹挖除靠近管道区域外，其他区域的吹挖不会损伤管道。

5)采用定向吹挖方式将管道周边泥沙清除形成作业坑，作业坑分三个阶段吹挖：第一阶段清除缺陷点周边管顶上大部分泥沙，第二阶段清除缺陷点管道两侧及管顶泥沙，第三阶段进行作业坑及管底吹挖，最后形成完整作业坑。

可选地，在上述技术方案中，还包括：

S11、通过声呐监测每一阶梯作业坑尺寸。

声呐监测期间，在主作业船上放置的声呐终端能够实时显示声呐探测结果，能够查看具体的尺寸，声呐探测结果如图4所示。

可选地，在上述技术方案中，还包括：

S3、作业坑开挖完成后，采用声呐监测集沙坑内泥沙回淤情况，声呐监测设备终端的显示屏能够根据距离显示不同的颜色，并且具备测距功能。

可选地，在上述技术方案中，还包括：

S4、当集沙坑内聚集的泥沙达到预设量时，对集沙坑内的泥沙进行清理。

其中，通过计算集沙坑的体积，将该体积的70～85％甚至100％作为预设量，可根据集沙坑的体积转换为高度指标，便于声呐探测。预设量的目的旨在回淤泥沙不影响作业面，具体在不影响管底高度、管道轴向及纵向的施工距离。预设量是根据可接收的回淤量设置的数据，具体数值根据集沙坑尺寸和回淤情况确定。

可选地，在上述技术方案中，S4中，对集沙坑内的泥沙进行清理，包括：

S40、利用气举对集沙坑内的泥沙进行清理。当集沙坑内淤泥聚集到泥沙后，可采用气举方式进行清淤，一方面，气举作业是在平潮期进行，气举设备通过吊装入水作业，涌浪较小，对气举设备的干扰小，晃动小，且气举设备结构简单，仅将气举设备口对准集沙坑即可。另一方面，集沙坑的位置与管道及其作业面有一定的距离，即气举设备与管道及其作业面有一定的距离，因此，在集沙坑内进行气举清淤并不影响旁边作业坑，保证作业坑始终维持作业条件，不影响海底管道的维修作业。

其中，气举设备为导管结构，如图5所示，集沙坑设置的位置距离管道有一定距离，将气举设备沿着作业坑边缘进行集沙坑淤泥回收，不影响维修作业。

维修作业一般在平潮期间进行，涌浪较小，对气举设备的干扰较小。并且气举设备操作一般有潜水员操作。

下面通过另外一个实施例对本发明的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法进行阐述，具体包括：

S101、施工主作业船到达作业现场后，根据缺陷点坐标抛锚就位，就位后调整船位，使船舶位于管道的正上方，以便作业坑开挖。

S102、确定作业坑开挖区域，通过声呐确定每一阶梯的开挖尺寸。

S103、由主作业船吊装牵引非接触挖沟机，以缺陷点为中心，逐层进行吹扫、开挖。作业坑开挖方向为平行管道走向。

S104、通过声呐监测每一阶梯作业坑尺寸，确定开挖进度。

S105、对底层作业坑进行开挖，开挖出深基坑；并在底层作业坑开挖完成后在底层作业坑四周开挖集沙坑。

S106、作业坑及集沙坑开挖完成后，回收挖掘机。

S107、作业期间，采用声呐监测集沙坑内泥沙回淤情况。

S108、当集沙坑内泥沙聚集一定量时，通过作业船吊机将气举设备放置集沙坑内，对集沙坑内泥沙进行清理。

本发明的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法通过阶梯式开挖作业坑减缓泥沙回淤，并且在底层作业坑四周开挖集沙坑对回淤泥沙进行聚集，当集沙坑内淤泥聚集到泥沙后，可采用气举方式进行清淤，保证作业坑始终维持作业条件，不影响海底管道的维修作业。

在上述各实施例中，虽然对步骤进行了编号S1、S2等，但只是本申请给出的具体实施例，本领域的技术人员可根据实际情况调整S1、S2等的执行顺序，此也在本发明的保护范围内，可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种海底管道作业坑防回淤开挖工法，其特征在于，包括：

确定作业坑的开挖区域，对开挖区域进行阶梯式开挖，直至开挖出深基坑；

在深基坑的四周开挖集沙坑，完成作业坑的开挖。

2.根据权利要求1所述的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法，其特征在于，对开挖区域进行阶梯式开挖，包括：

利用主作业船牵引非接触挖沟机，以海底管道的缺陷点为中心，逐层进行吹扫和开挖。

3.根据权利要求2所述的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法，其特征在于，还包括：

通过声呐监测每一阶梯作业坑尺寸。

4.根据权利要求3所述的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法，其特征在于，还包括：

作业坑开挖完成后，采用声呐监测集沙坑内泥沙回淤情况。

5.根据权利要求4所述的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法，其特征在于，还包括：

当集沙坑内聚集的泥沙达到预设量时，对集沙坑内的泥沙进行清理。

6.根据权利要求5所述的一种海底管道作业坑防回淤开挖工法，其特征在于，对集沙坑内的泥沙进行清理，包括：

利用气举对集沙坑内的泥沙进行清理。