海下取排水管道的施工方法与流程

本发明涉及海下取排水管道施工。更具体地说，本发明涉及一种海下取排水管道的施工方法。

背景技术：

1、海下取排水管道，主要为发电厂、炼油厂等设施引入海水作为冷却、消防以及海水淡化用水，并将废水排入深海。海下取排水管道分为海下取水管道和海下排水管道，海下取水管道从海底取水向发电厂或炼油厂的冷却系统提供冷却用水；海下排水管道将发电厂或炼油厂产生的废水排入深海。海下取排水管道一般需要引入深海，铺设的总长度长达几公里，由多段hdpe管道连接而成，每段管道长达几百米。随着技术的进步和对海下取排水管道的供水/排水能力的要求的提高，该技术领域对取排水管道的直径的需求逐渐增大，目前国内已有成功铺设内径3米的hdpe管道的成功案例。长距离、大直径取排水管道的铺设，一般用拖轮将管道拖运到预定地点，再将管道悬吊入海，管道在海下完成对接，管道对接时，利用施工船上的履带吊和钢丝绳相互配合，将两根需要对接的管道拉近，当两根管道的对接端水平距离1-2m时，在两根管道的对接端绑扎对位调整钢丝绳或手拉葫芦，通过拉合钢丝绳或手拉葫芦使两根管道的对接端贴合。

2、中国专利“cn107166092b，一种管道水下对接方法”中，用钢丝绳穿过两个待对接管道的对接端，通过拉合钢丝绳，使两个待对接管道的对接端贴合，且需要在两个待对接管道的对接端的法兰上绑扎对位调整钢丝绳，对于长距离、大直径的管道对接，钢丝绳的拉合力不足，且在法兰上绑扎对位调整钢丝绳，容易损坏法兰。对接后，易出现两个法兰顶端贴紧、底端有缝隙的情况，需要潜水员进行二次孔位调整。

技术实现思路

1、本发明提供一种海下取排水管道的施工方法，在两段管道对接前，调整好两段管道的水平距离，再用一个上大下小的垂直限位装置限制管道对接，使两段管道的对接端的截面逐渐重合，达到缩小两段管道的对接端的竖直、水平距离的目的，通过绑扎对位调整钢丝绳，使两段管道的对接端的法兰贴合，且对位调整钢丝绳的绑扎方式，能提高对接端的法兰的贴合度，且不易损坏法兰。

2、为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种海下取排水管道的施工方法，所述取排水管道包括水下段管道和陆上段管道，陆上段管道与位于发电厂、炼油厂下游的消能池的出口端、或冷却系统的进口端连接，所述水下段管道的安装包括以下步骤：

3、s1：打开初始段水下段管道的气阀和水阀，初始段水下段管道灌水下沉，初始段水下段管道绑扎气囊，通过调整气囊的吊带的长度控制初始段水下段管道下沉的深度，初始段水下段管道下沉至铺设于基槽，初始段水下段管道的对接端的左右方向各系缆定长缆绳，定长缆绳的另一端系于沉放于海床底面上的混凝土块，打开待安装水下段管道的气阀和水阀，待安装水下段管道在气囊的悬吊下，灌水下沉至其对接端距离初始段水下段管道的对接端垂直距离5-10m、水平投影距离1-2m处悬浮，初始段水下段管道和待安装水下段管道上均设置压载块，初始段水下段管道和待安装水下段管道在自身重力和压载块的重力作用下下沉；

4、s2：在预留气囊的减重作用下抬升初始段水下段管道的对接端至离基槽底面1.5-2m，在初始段水下段管道的对接端的下部安装一上大下小的垂直限位装置，初始段水下段管道的对接端的底部下降至与垂直限位装置的底板一侧贴合；

5、s3：待安装水下段管道在气囊的悬吊下继续灌水下沉，调整待安装水下段管道的对接端进入垂直限位装置的收拢段，待安装水下段管道的对接端在垂直限位装置的多层收拢段的限制下逐渐下沉，直到待安装水下段管道的对接端与垂直限位装置的底板一侧贴合，此时待安装水下段管道的对接端与初始段水下段管道的对接端齐平；

6、s4：在待安装水下段管道的对接端、初始段水下段管道的对接端绑扎一对对位调整钢丝绳，一对对位调整钢丝绳分别与两套吊机的吊环连接，两套吊环拉合一对对位调整钢丝绳，初始段水下段管道的对接端的法兰上的螺孔和待安装水下段管道的对接端的法兰上的螺孔贴合，在两个法兰的螺孔内快速插入8根临时定位螺杆；

7、s5：卸载垂直限位装置，释放气囊，将初始段水下段管道和待安装水下段管道沉放至基槽，在两个法兰的螺孔内插入螺杆，并把临时定位螺杆替换掉；

8、s6：重复上述步骤s1-s5，依次下沉、对接多节段水下段管道，使多节段的水下段管道连接成型且铺设于基槽；

9、s7：多节段的水下段管道伸入海底，水下段管道和陆上段管道线性设置，水下段管道和陆上段管道在卷扬的悬吊下对接合龙，陆上段管道和水下段管道连接形成倾斜入海的取排水管道。

10、优选的是，所述临时定位螺杆的插入顺序为先插入第一顺序螺孔，再插入第二顺序螺孔。

11、优选的是，水下段管道上设置有多个压载块。

12、优选的是，水下段管道的对接端对应的压载块上设置孔洞，所述孔洞和与其对应的法兰上的螺孔一一对应。

13、优选的是，所述垂直限位装置包括底板、多对限位板和支撑腿，多对限位板竖向依次连接形成口径由上至下逐渐缩小的多层收拢段，位于最低一层的一对限位板与底板连接，所述限位板呈z形，所述限位板包括竖板、上横板和下横板，所述上横板设置第一插口，位于上一层的限位板的下横板插入位于下一层的限位板的第一插口，并通过夹具夹紧，所述底板的两个侧边设置第二插口，位于最低一层的一对限位板的下横板插入第二插口，位于最低一层的一对限位板的下横板与底板的连接处通过夹具夹紧，所述底板的下部设置支撑腿，所述支撑腿的底部设置配重块，所述底板的下边缘设置连接板，连接板上设置限位孔，位于最低一层的一对限位板的竖板的高度低于水下段管道的半径。

14、优选的是，所述垂直限位装置安装在初始段水下段管道的对接端的下部，初始段水下段管道的对接端的法兰至初始段水下段管道的对接端的压载块之间的管道进入垂直限位装置的底板且与所述底板贴合，用一根限位杆依次穿过垂直限位装置上的限位孔和初始段水下段管道的对接端的压载块上的孔洞，所述待安装水下段管道的对接端进入垂直限位装置的部分为：待安装水下段管道的对接端的法兰至待安装水下段管道的对接端的压载块之间的管道。

15、优选的是，所述待安装水下段管道的对接端在垂直限位装置的多层收拢段内逐渐下沉的过程为：待安装水下段管道的对接端首先进入最上一层限位板，继续下沉进入由上至下的第二层限位板，拆卸最上一层限位板，当待安装水下段管道的对接端进入由上至下的第三层限位板，拆卸第二层限位板，直至待安装水下段管道的对接端与底板贴合，此时待安装水下段管道的对接端与初始段水下段管道的对接端齐平。

16、优选的是，一对对位调整钢丝绳的绑扎方式为：一根对位调整钢丝绳依次穿过待安装水下段管道的对接端的压载块上的第一孔洞、待安装水下段管道的对接端的法兰上的第一螺孔、初始段水下段管道的对接端的法兰上的第三螺孔、初始段水下段管道的对接端的压载块上的第三孔洞，另一根对位调整钢丝绳依次穿过待安装水下段管道的对接端的压载块上的第二孔洞、待安装水下段管道的对接端的法兰上的第二螺孔、初始段水下段管道的对接端的法兰上的第四螺孔、初始段水下段管道的对接端的压载块上的第四孔洞，其中第一孔洞、第二孔洞、第三孔洞、第四孔洞为其对应的压载块的竖向二分之一处的孔洞，第一螺孔、第二螺孔、第三螺孔、第四螺孔为其对应的法兰的竖向二分之一处的螺孔。

17、优选的是，每段管道在陆地上的运输由多辆小车完成，多辆小车分为有轮无轮依次连接形成一辆大车，大车四周设置角铁，大车内部分成多格，每格内填充泡沫，泡沫上铺设木板，木板上放置需要出运的管道。

18、本发明至少包括以下有益效果：

19、第一、本发明在水下段管道对接前，先使初始段水下段管道的对接端和待安装水下段管道的对接端进入垂直限位装置的限制范围，即先调整待安装水下段管道的对接端与初始段水下段管道的对接端的水平距离，此时两段管道的对接端的水平距离为60-80cm，然后进行待安装水下段管道的下沉，待安装水下段管道的对接端在垂直限位装置内下沉，由于垂直限位装置上大下小，待安装水下段管道的对接端与初始段水下段管道的对接端的截面逐渐重合，再通过拉合一对对位调整钢丝绳，使待安装水下段管道的对接端的法兰与初始段水下段管道的对接端的法兰贴合，一对对位调整钢丝绳绑扎在两个对接的法兰的竖向二分之一的螺孔处，两个对接的法兰的贴合度高，几乎不存在法兰底端有缝隙的情况，且拉合一对对位调整钢丝绳时，主要受力点在压载块上，减少法兰受力，起到保护法兰的作用。

20、第二、本发明的垂直限位装置拆卸方便，操作简单。

21、第三、本发明通过在水下段管道上绑扎气囊，通过调整气囊的吊带的长度控制水下段管道入水深度的方式进行管道沉放，相比于手拉葫芦或钢丝绳沉放管道，气囊入水后稳定性较好，且便于放气操作。

22、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。