专利名称：聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法
技术领域：
本发明涉及管道越江施工方法，特别是涉及聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法。
背景技术：
管道的铺设大多在陆地施工，而长距离深水越江施工由于河道特征、地质条件、水文气象千差万别，其施工难度远大于在陆地施工。越江管道施工应根据施工现场的实际情况而采取相适用的方法。
现有越江供水管道一般多采用金属管，很少使用塑料管，尤其在江面宽深度大的江河中更少使用塑料管道。聚乙烯塑料管是一种新兴的给水管材，具有耐腐蚀、使用寿命长、成本低、水阻小等优点。虽然聚乙烯塑料管具有上述优点，但由于塑料管材的材料特性与金属管有很大的差异，因此现有越江铺设金属管的施工方法并不适用于聚乙烯塑料管铺设，事实上至今尚未有一种十分成熟的、高质量、高效率的在江面宽深度大的场合越江铺设塑料管道的施工方法，由此极大限制了聚乙烯塑料管这一优秀管材的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效、可靠、实用的聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法。
本发明提供的聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法，其特点是，包括以下方法和步骤
a.采用GPS定位系统、全站仪和测深仪对陆上和水下经过处的原始地形进行复核测量，根据测量情况和设计要求进行管位测量放样，埋设导线保护桩，形成施工控制导线；b.通过GPS定位系统和全站仪的监测，将吸沙船准确定位于施工管位上，及时将定位桩打入水中，每艘船上的定位桩前后不少于4根；c.采用冲吸式开沟机组进行沟槽开挖；d.通过GPS定位系统和全站仪的监测，将用于管道拼接和加载配重的浮舟平台准确定位于施工管位上，浮舟平台配备5个锚，两侧各为2个，平台移动前方1个；e.用测深仪跟踪测量沟槽的深度；由潜水员配合水下作业的检视，并由其采用高压水枪在水下对不平整处进行填补或冲刷；f.由运管船将管道驳运到施工区域，用吊车将管道移至浮舟平台上与江底已开挖好的沟槽重合的位置；g.在第一根管道的一个管端熔接法兰，用法兰闷板将其封堵，法兰闷板上焊接一根带有阀门控制的钢管，阀门与闷板之间安装排气三通；h.在江面上熔接管道至长约200米左右，在管道上安装配重砼块和浮球，随后将已熔接好的管道移至已开挖好的沟槽位置上，利用涨潮阶段时间，将管道装有法兰闷板的一端拉到岸边，在管头处用绳索将其牢固系住，在200米漂浮的管道上每隔一定距离系一个锚，保证管道在水流中保持直线；
i.通过管道位于岸边一端的封堵闷板上的进水口向管道内注水，直至管道开始下沉；从管道的注水端开始逐步拆除管道上的浮球，至与浮舟平台相连的相当一段距离的管道仍然漂浮在水面上为止；j.通过对浮舟平台锚位的控制，使浮舟平台向前行并定位；继续熔接管道，在管道上安装配重砼块和浮球；然后重复i步骤；本施工步骤周而复始，直至管道到达预定位置；k.水下检验和处理；l.回填管沟；m.对整个管道进行充水浸泡，而后对试压管段进行注水加压试验；n.对管道进行冲洗消毒。
上述聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法，其中步骤a所述的埋设导线保护桩，其方法是用相应长度的DN40镀锌钢管相隔一段距离插入水中。
上述聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法，其中步骤c所述的沟槽开挖，其方法是首先采用大功率绞吸式挖砂船对整个沟槽轴线上下游各30米范围内淤泥层和砂堆头部分进行清挖，开挖出一个基本的工作平台，然后开挖沟槽，同时用测深仪和GPS定位系统控制沟槽深度和船只位置。
上述聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法，其中步骤m所述的对试压管段注水和加压试验，其方法是试压管段的挡板采用钢闷板，支撑采用钢板桩，焊接成一体，管道两头安装排气阀和压力表；缓慢的向试压管内注水，同时排除管道内的空气，缓慢加压至0.8Mpa；保持10分钟后，压力数值下降不超过0.05Mpa为合格。
本发明的技术方案，有效利用了塑料管材的有益特性，规避了塑料管材给施工带来的不利影响，使聚乙烯塑料管道长距离深水越江安装的工程质量得到可靠保证，施工效率得到提高；采用本发明的技术方案，只需运用越江铺设管道所需的常用设备即可，不必特意为工程添置专用设备。
图1是本发明施工方法平面示意图；图2是本发明施工方法立面示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的施工方法。
实施例施工点地处感潮段，风急浪大水流快，地形多变，河道特征宽度为1200米，河床最低标高为-9.11m，平均高潮位标高为4.81m，平均低潮位为1.01m，涨落潮平均潮差3.8米，最大水深达14米，涨潮流速为0.8米/秒，退潮流速达1.3米/秒，地质主要为中砂。所需铺设的管道为直径630mm的聚乙烯塑料给水管道。
本实施例的施工方法和步骤如下。
a.根据设计要求首先采用GPS定位系统、全站仪和测深仪对陆上和水下管道经过处的原始地形进行复核测量，根据测量情况和设计要求进行管位测量放样，埋设导线保护桩，形成施工控制导线。因为测量放样的正确与否直接影响到工程的顺利进行和工程的质量，所以每完成一步，均有监理工程师复查；考虑到在水域施工，常规导线保护桩不易埋设和保护，所以采用相应长度的DN40镀锌钢管相隔一段距离插入水中，作为管道基准线。
b.如图1所示，通过GPS定位系统和全站仪的监测，将挖沙船2准确定位于施工管位1上，及时将定位桩3打入水中，为保证船2稳定、准确定位，每艘船2上的定位桩3前后共有四根。
c.按设计施工图要求，管道沟槽断面为沟槽底部宽5.63m，坡比为1∶5，根据航道表层地质为中砂的特点，采用冲吸式开沟机组进行沟槽开挖；为了保证管道有足够的填埋深度，减少管沟轴线移位对管道敷设位置准确度的影响，采用分层开挖方法，以缩短回淤产生的周期，具体方法是先采用大功率绞吸式挖砂船2对整个沟槽轴线上下游各30米范围内淤泥层和砂堆头部进行清挖，开挖出一个基本的工作平台，使管道敷设轴线范围内的河床趋于平缓，紧随其后由另一大功率绞吸式挖砂船2开挖沟槽，同时配备测深仪和GPS定位系统随时控制沟槽深度和船只位置，以便及时调整施工船只的船位偏移和沟槽深浅。
d.请参见图1。通过GPS定位系统和全站仪的监测，将用于管道拼接和加载配重的浮舟平台4准确定位于施工管位1上，因为施工是连续作业过程，为保证管道的安全，必须确保管道在拼接和加载时浮舟平台4平稳，随后还要保证浮舟平台4移位时的平稳和可控制，浮舟平台4配备5个锚7，平台4的两侧各为2个，移动前方1个；浮舟平台4的前行不用动力设备，全部由牵引或收缩浮舟平台4移动前方的锚7的锚绳来实现。
e.因为是水下作业，无法对沟槽进行直接有效的监控，所以用测深仪跟踪测量沟槽的深度；再由潜水员配合水下作业的检视，并由其采用高压水枪在水下对不平整处进行填补或冲刷。
f.由运管船6将管道5驳运到施工区域，用吊车将管道5移至浮舟平台4上与江底已开挖好的沟槽重合的位置。
g.在第一根管道的一个管端熔接法兰，用法兰闷板将其封堵，法兰闷板上焊接一根带有进水量控制阀门的钢管，阀门与闷板之间设有三通用于进水时排气。
h.请参见图2。在江面上熔接管道5至长约200米左右；然后在管道5外周安装适量浮球8，并每隔4米加载一定重量的配重砼块9，浮球8和砼块9的配置，以能保证管道内注水后与浮舟平台相连接一端的已置于水中的管道5与水平面的夹角不至太大而造成管道5折裂为准；将管道5对准已开挖好的沟槽位置，利用涨潮阶段时间，将封堵好管头的一端拉到岸边，在管头处用3根尼龙绳索分别在3个垂直方向将其牢固系住，在200米漂浮的管道上每隔12米距离系一个锚，保证管道5在水流中保持直线。
i.选择低潮水位水平潮时段，通过管道位于岸边一端的封堵闷板上的进水口向管道内注水，直至管道开始下沉；从管道的注水端开始逐步拆除管道上的浮球，至与浮舟平台相连的相当一段距离的管道仍然漂浮在水面上为止；
j.前移浮舟平台4的锚位，使浮舟平台4向前行并定位；继续熔接管道5，安装浮球8和配重砼块9；管道5在沟槽位置上准确定位后重复i步骤；本施工步骤周而复始，直至管道到达预定位置。
k.由潜水员在下水对管道附近的基槽进行检查，用高压水枪对管道周围高低不平地段进行冲刷和填补。
l.在水平潮的时候，在管沟上方用两艘并列的开底船，同时开启舱底，将袋装黄砂顺势沉向水底。
m.对整个管道进行充水浸泡，管道在工作压力下浸泡时间不少于24小时；而后对试压管段注水加压至试验压力。
n.对管道进行冲洗消毒。
技术指标强度试验试验压力为0.8Mpa，时间为10分钟，跌压0.01Mpa；严密性试验试验压力为0.7Mpa，时间为15分钟，跌压不超过0.01Mpa。
本发明充分考虑了塑料管材的材料特性，在不添置任何专用设备的条件下高效率高质量地解决了聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工。本发明的施工方法不仅适用于供水管道，还可拓宽应用于天然气、煤气以及污水等管道的施工，对聚乙烯塑料管材应用于过江工程具有很大促进作用。
权利要求
1.一种聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法，其特征在于，包括以下方法和步骤a.采用GPS定位系统、全站仪和测深仪对陆上和水下经过处的原始地形进行复核测量，根据测量情况和设计要求进行管位测量放样，埋设导线保护桩，形成施工控制导线；b.通过GPS定位系统和全站仪的监测，将吸沙船准确定位于施工管位上，及时将定位桩打入水中，每艘船上的定位桩前后不少于4根；c.采用冲吸式开沟机组进行沟槽开挖；d.通过GPS定位系统和全站仪的监测，将用于管道拼接和加载配重的浮舟平台准确定位于施工管位上，浮舟平台配备5个锚，两侧各为2个，平台移动前方1个；e.用测深仪跟踪测量沟槽的深度；由潜水员配合水下作业的检视，并由其采用高压水枪在水下对不平整处进行填补或冲刷；f.由运管船将管道驳运到施工区域，用吊车将管道移至浮舟平台上与江底已开挖好的沟槽重合的位置；g.在第一根管道的一个管端熔接法兰，用法兰闷板将其封堵，法兰闷板上焊接一根带有阀门控制的钢管，阀门与闷板之间留有排气三通；h.在江面上熔接管道至长约200米左右，在管道上安装配重砼块和浮球；随后将已熔接好的管道移至已开挖好的沟槽位置上，利用涨潮阶段时间，将管道装有法兰闷板的一端拉到岸边，在管头处用绳索将其牢固系住；在200米漂浮的管道上每隔一定距离系一个锚，保证管道在水流中保持直线；i.通过管道位于岸边一端的封堵闷板上的进水口向管道内注水，直至管道开始下沉；从管道的注水端开始逐步拆除管道上的浮球，至与浮舟平台相连的相当一段距离的管道仍然漂浮在水面上为止；j.通过对浮舟平台锚位的控制，使浮舟平台向前行并定位；继续熔接管道，在管道上安装配重砼块和浮球；当管道在沟槽位置上准确定位后重复i步骤；本施工步骤周而复始，直至管道到达预定位置；k.进行水下检验和处理；l.回填管沟；m.对整个管道进行充水浸泡，而后对试压管段进行注水加压试验；n.对管道进行冲洗消毒。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法，其特征在于，步骤a所述的埋设导线保护桩，其方法是用相应长度的DN40镀锌钢管相隔一段距离插入水中。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法，其特征在于，步骤c所述的沟槽开挖，其方法是首先采用大功率绞吸式挖砂船对整个沟槽轴线上下游各30米范围内的淤泥层和砂堆头部进行清挖，开挖出一个基本的工作平台，然后开挖沟槽，同时用测深仪和GPS定位系统控制沟槽深度和船只位置。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法，其特征在于，步骤m所述的对试压管段注水和加压试验，其方法是试压管段的挡板采用钢闷板，支撑采用钢板桩，焊接成一体，管道两头安装排气阀和压力表；缓慢的向试压管内注水，同时排除管道内的空气，缓慢加压至0.8Mpa；保持10分钟后，压力数值下降不超过0.05Mpa为合格。
全文摘要
本发明涉及聚乙烯塑料管道长距离深水越江施工方法，该方法包括以下步骤管位测量放样，埋设导线保护桩，形成施工控制导线；施工船定位；沟槽开挖；水下检视及沟槽修整；管道拼接；在管道上配置配重砼块和浮球；管道入位和定位；管道水下检验和处理；管沟回填；管道试压；管道冲洗消毒。本发明有效利用了塑料管材的有益特性，规避了塑料管材给施工带来的不利影响，使工程质量得到保证，施工效率得到提高；采用本发明的技术方案，只需运用越江铺设管道所需的常用设备即可，不必特意为工程添置专用设备。
文档编号F16L1/16GK1587771SQ20041005420
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月2日 优先权日2004年9月2日
发明者杨祖光, 陶伟元, 魏思平, 张青春, 朱普霞, 蔡燕飞 申请人:上海自来水给水设备工程有限公司