[摘要] 沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面(河面)现场,并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内,以此方法修建的水下隧道。
一)吊管下水
管段在陆上成型,试压验收合格后进行整体吊放安装。管段从陆上吊放下水是工程关键的环节。每段管段需准确计算,充分准备,正确指挥,步调一致,才能保证安全起吊下水。
采用吊车与多艘巴杆系统吊船同时吊装的方法,将成型管段从岸上吊至水面处放置。吊点按20米一个分布,起吊前要充分做好准备工作,对船舶设备及人员进行仔细检查,周密安排,并利用潮位进行作业,操作时要统一指挥,按程序操作,步调一致,确保人员设备及管段安全。
1、吊船组装
组装吊船前,应对选用的船舶进行检验,对船舶的稳性、强度和尺度进厅计算,完全符合要求后,才能选择使用。将适宜工程施工需要的船舶调遣至施工现场附近的码头,进行吊船组装。组装吊船分为起重(人字耙杆等)系统,动力(发电机组、卷扬机等)系统、指挥系统及配置装备等,按照施工需要各就其位,检验合格后完成组装。
为保证施工质量和安全,全部吊船进行吊重试吊和有关检测工作,严格安照《起重船舶操作规范》执行,专人负责检测和记录,合格后方可投入到施工中使用。
2、吊管下水
(1)管道吊装下水前,应检查管内积水是否排清、出口是否密封、吊船的船位水深是否满足要求等合格后。先在管道上进行吊点编号,吊船根据自己的编号,分别对准钢管的编号就位,并抛好后锚。在岸上系好前缆,以控制船帕的后退速度。
(2)吊装时趸船对应各处吊点就位于制管场地岸边,定位并设一定数量前缆吊住各自吊点,吊缆与管道间应设置木制夹板以保护管道防腐层。
由于钢管不能由吊船直接吊起,两斜臂段必然出现拖拉现象,因此钢管底部应分段铺设枕木,并以钢板将钢管隔开,让钢板在枕木上滑移,以免钢管防腐层破坏。同时码头上利用配备的两台50吨吊机、电动千斤顶等设备配合,将钢管慢慢拖吊船的起吊范围内后才能正式起吊。
预紧吊力,由总指挥发令一齐同步起吊,全管在此过程开始往外移。管道吊拖横移至吊船起吊范围内,各自趸船协调至平均受力,当管中部份离地后,该吊点即停止起吊,均衡吊起管道至一定高度。应注意管底钢板的滑移情况,必要时停止起吊,调整钢板与枕木的位置,当全管吊离地面后停止起吊,调整钢管的水平,使钢管处于完全水平状态。
(3)当钢管吊离地面足够高度后,调整各边的起吊高度和受力,岸上监测人员检查钢管向外平移是否有障碍物,松开前缆,各吊船在统一指挥下绞锚同步向后平移,将钢管平移至水面上方后停移。各趸船一起匀速后退至适宜水深。统一匀速将管道降至水面后解除吊缆,当钢管在水面处于自浮状态后,两端各留一艘吊船固定钢管,其它吊船尽快解缆,离开吊管现场,减少阻航的时间。
二)拖管
1、准备工作
拖航前检查所有准备工作完成后,召集所有参与拖管工作有关人员召开航道会议,明确各自的分工和职责,注意安全航行事项,指定专人负责指挥本拖航的全过程。拖航前注意接收沿途水域天气预报,以策安全。
2、拖管
拖航全过程必须由海事部门负责担负监护、清道工作,指挥来往船舶避让等工作,拖管前以书面报告知会海事部门,申请拖管工作所需的水上施工有关批准手续以及拖带期间海事监护、清道和其他配合工作。为保证管段水上拖航的安全,公司向有关海事提出申请并发出航行通告。
拖运过程中应注意以下几点:
(1)应急抛锚时应留意两岸的禁锚标志,避免损坏水下设施。
(2)拖航过程中不允许吊耳与管身接触,碰坏钢管外防腐。
(3)拖航全过程由指挥人员通过对讲机和其它联络保持与港监和各船负责人之间的联系,以便船队及时、正确地执行命令。
3、气压试验
将管道寄放水域的工程船提前调迁至施工现场附近指定水域,待管道拖至时将其系在工程船旁临时寄放。
为了检验在拖管横管时,管是否被损坏,在钢管下水后进行气压试验。气体试压时须注意安全,应做好安全措施。气压试验的现场,应设防护区,防护区范围为管子中心线以外10米,在加压及恒压试验期间,任何人不得在防护区内停留。试压期间,严禁对管道进有敲打、修补和拧紧螺栓等操作,以防伤人。
三)横管及沉管
横管沉管同一日进行,日期应根据当地潮汐表选定一个潮差较小,稳流时间在早上9—11时的日期为佳,确定沉管日期后需提前15天向海事局申报办理有关手续,经批准后登报公布航行通告,北江过河管实施封航施工作业(由于XXX河道不是主主航道,可不用办理封航手续)。
1、横管
(1)横管时大部份吊船应已布锚并在各自的位置就位。在潮水较平缓并开始转流前1小时开始横管。用吊船将北边管端固定,使管端与堤岸保持一定的距离,避免管端的管件在横管时碰坏。
(2)横管时使用一艘300HP拖轮和2艘45HP锚艇,将钢管北端从北岸向南岸拖出。当钢管拖至河面2/3时,应减慢拖管的速度,利用尚有的水流慢慢将管流至南岸,此时的拖轮应控制钢管横管的速度。点我阅读:工程最新实用系列精品资料分享。
(3)由于钢管的水平长度大于两岸的距离,自然横管是不能够使钢管横于基槽上的。当两管端将与两岸接触时,停止横管,各吊船趋前至钢管边,并在各自的吊点上执络,完成执络后待命。
(4)当全部吊船完成执络可在统一指挥下预受力。总指挥根据各吊船所处的位置,指挥各吊船的起吊高度,此时中间直管段的吊船要保持预受力。当两管端管底吊起至两岸高度时,可继续横管,直至钢管两端处于管中基槽内。
2、管段水面对接
由于每条过江管由2段组成(共1个接口),因此必须在江面上进行水管对接,连成整体再下沉。针对此情况,施工人员采用了一种新型的水面对接方法——浮箱内水面焊接方法,作业过程是:预先按照管外径设计一个钢制浮箱(其下部设有贮水箱和排水泵),然后将需要对接钢管的管端拼在一起,把浮箱灌满水后用吊船将其固定在对接口的中间;然后开启排水泵排水使浮箱浮起而托住成型管,待将浮箱内的水抽干后,即可下人进行焊接管口焊缝(内焊和外焊),焊接完成后立即进行接口的氮气试验,试验合格再进行下一道工序。
3、沉管
(1)进水
当横管完成后,打开两管端的排气阀,打开进水口。在统一指挥下将钢管吊起成形,各吊船同时收紧或放松锚缆与钢管同步移动,直至钢管完全处于基槽上方,将管道呈半成型就位基槽的姿态。先向管道中段的进水管用水泵强制灌水,当管道下沉至进水管浸过水面时,进水程序变为自然灌水法。
(2)下沉
总指挥根据管道两端的排气情况分多次指挥各吊船放松钢丝绳,使钢管逐渐下沉,每次下沉0.2m。随着水不断灌入,管道逐渐下沉,各吊点同时不断进行调整,以保证各吊点的合理分布。在管道有序地沉放过程时,进行管中线与基槽轴线校正的测量监控工作。指挥各吊船移动以达到逐步对准基槽轴线及两岸起止点位置,直至基本符合设计要求。
当管底距基槽有0.3m时停止下沉,利用两岸的测量人员将钢管轴线重新调整,直至准确无误后,在统一指挥下将钢管沉至管基础上,各吊船将吊索放松至预紧状态,留在原位置待命。
河道两岸设置管道中线控制桩及临时水准点,每侧不应少于2个,应设在稳固地段和便于观测的位置,并采取保护措施。过河管下沉时测量定位准确,并在下沉中经常校测。两端起重设备在吊装时应保持受力均匀,同步沉放管道于槽底就位。
(3)试压
检查钢管位置是否符合设计要求,确认后由潜水员下水进行栓紧进水管在法兰盘螺丝的作业。然后进行水压试压验收。
为了保证试验的准确性,水压试验应使用经检验合格并有效检定期内的力表。管道入水时,应打开排气阀认真进行排气,水压试验时,应有专人负责观察检查,随时掌握压力表的变化情况。先逐步升压至试验压力1.0MPa,恒压、检查接口、管身无破损及漏水现象,且10分钟压力下降不大于0.05MPa,则认为试验结果合格。水压试验完毕,
应将压力泄放。
如果压降过大时,由潜水员重新对进水封板进行紧固,两岸人员同时处理试压管件的泄漏,直至试压验收达到合格要求。
(4)定位
试压后各吊船解络,留在原位,让潜水员下水在枕梁两侧放置楔石以稳定管道。
(5)压管及回填
当钢管沉放完成,并经有关单位验收后,对过河管进行回填15-30级配碎石至管顶1m,首先抛放管道2个拐点处,全过程由测量员指挥及检查;管顶1m以上至2.5m采用300mm~500mm块石;管顶2.5m以上则自然土回填,用抓斗船将寄放的泥土装到开底泥驳上,运到管槽水面,在测量人员的指挥下抛放,达到覆盖管顶不小于4m(XXX河道为不小于3.5m)的要求。
当回填达到稳管目的后即解除各吊船的吊络, 吊船退场,完成整个吊装工程。
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