一种预应力钢筒混凝土管水浮运输方法
【专利摘要】本发明公开了一种预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，包括步骤：设置预应力钢筒混凝土管定位下沉标记；在输水管线隧洞两端出口砌砖墙围堰；放水至输水管线隧洞内；在预应力钢筒混凝土管两端放置气囊，并对气囊充气；将两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管运至输水管线隧洞的水中；使用船只将两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管运至相应位置；打开气囊的气阀，使得预应力钢筒混凝土管下沉；拆除输水管线隧洞两端的砖墙围堰，放水，逐节安装预应力钢筒混凝土管。本发明所需的设备少、操作空间要求低，施工干扰少，安全性高；运输效率高，运输过程中有效避免了管体与机械设备的碰撞摩擦，保护预应力钢筒混凝土管免受破坏。
【专利说明】
一种预应力钢筒混凝土管水浮运输方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种预应力钢筒混凝土管的运输方法，尤其涉及一种预应力钢筒混凝土管水浮运输方法。
【背景技术】
[0002]预应力钢筒混凝土管(PrestressedConcrete Cylinder Pipe，简写PCCP)是指在带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在其上喷制致密的水泥砂浆保护层而制成的输水管。它是由薄钢板、高强钢丝和混凝土构成的复合管材，它充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀性能，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。
[0003]输水管线常用到输水管线隧洞。而预应力钢筒混凝土管常应用于输水管线隧洞中。
[0004]相比在开敞场地进行预应力钢筒混凝土管的安装，在输水管线隧洞内施工会更加困难，特别是预应力钢筒混凝土管的运输，主要表现在输水管线隧洞内空间狭小，大型运输车辆无法进洞，需要二次转运，同时输水管线隧洞内路况较差，运输干扰性大，效率低，安全性要求严格。
[0005]目前常见的运输方案有:
[0006]车辆运输方案。预应力钢筒混凝土管单节长6m，重3.0t，可采用8t东风汽车运输PCCP管道。该方案简单灵活，费用约4.85万元，但主要存在几个问题，一是洞内空间狭小，车辆只能一退一出，运输效率较低;二是洞底铺设了砂垫层，车辆载重后行走特别困难，易出现陷车，影响行车安全和运输效率。
[0007]轨道运输方案。该方案需在砂垫层上安装轨道，应采用相应的加固措施，此外由于购置轨道和轨道车，预计费用约10.7万元，一次投入较大，管道运输完成后无法重复利用，造成浪费。
【发明内容】
[0008]为克服现有技术的不足，本发明提出一种预应力钢筒混凝土管水浮运输方法。
[0009]本发明的技术方案是这样的，一种预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，包括以下步骤:
[0010]S1:在输水管线隧洞侧壁上按照每节预应力钢筒混凝土管长度设置预应力钢筒混凝土管定位下沉标记；
[0011 ] S2:在输水管线隧洞两端出口砌砖墙围堰；
[0012]S3:放水至输水管线隧洞内，水位高于预应力钢筒混凝土管的直径；
[0013]S4:在预应力钢筒混凝土管两端放置气囊，并对气囊充气，气囊完全堵塞预应力钢筒混凝土管的两端；
[0014]S5:将两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管运至输水管线隧洞的水中；
[0015]S6:使用船只将两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管运至相应位置；
[0016]S7:打开预应力钢筒混凝土管两端的气囊的气阀，使得预应力钢筒混凝土管下沉，并将气囊拉出；
[0017]S8:拆除输水管线隧洞两端的砖墙围堰，放水，逐节安装预应力钢筒混凝土管。
[0018]进一步地，所述步骤S2中所述输水管线隧洞两端出口处的砖墙围堰厚20cm，高150cmo
[0019]进一步地，步骤S6还包括步骤:
[0020]S61:制作泡沫船；
[0021]S62:在输水管线隧洞两端的砖墙围堰上设置锚固弯钩，输水管线隧洞两端的锚固弯钩之间用绳索连接，所述绳索用作牵引绳；
[0022]S63:将泡沫船运至输水管线隧洞。
[0023]更进一步地，所述泡沫船长2.5m，宽I.8ηι，厚40cm。
[0024]进一步地，所述步骤S4包括步骤:
[0025]S41:清理预应力钢筒混凝土管内杂物；
[0026]S42:将气囊最外端与预应力钢筒混凝土管端部齐平放置或向预应力钢筒混凝土管内缩进5-1 Ocm放置。
[0027]更进一步地，所述预应力钢筒混凝土管内径为0.Sm，壁厚75mm，长6m;所述气囊直径0.8111，内部气压0.0210^。
[0028]进一步地，步骤S7还包括步骤:
[0029]S71:在已放置预应力钢筒混凝土管的输水管线隧洞位置做出标记，防止重复下沉预应力钢筒混凝土管。
[0030]本发明的有益效果在于，本发明预应力钢筒混凝土管水浮运输方法所需的设备少、操作空间要求低，施工干扰少，安全性高，适合在长距离、狭小隧洞内施工；多条预应力钢筒混凝土管可同时进行水上运输，运输效率高，运输过程中有效避免了管体与机械设备的碰撞摩擦，更好地保护预应力钢筒混凝土管免受破坏。
【附图说明】
[0031]图1是本发明流程图；
[0032]图2是本发明中两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]请参见图1，一种预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，包括步骤:
[0035]S1:在输水管线隧洞侧壁上按照每节预应力钢筒混凝土管长度设置预应力钢筒混凝土管定位下沉标记。在设置定位下沉标记前，还需要完成输水管线隧洞底部清基和砂垫层铺设，砂垫层铺设要求平整、密实。
[0036]S2:在输水管线隧洞两端出口砌砖墙围堰。一般来说，所述输水管线隧洞两端出口处的砖墙围堰厚20 cm，高150cm，用做临时挡水和蓄水。
[0037]S3:放水至输水管线隧洞内，水位高于预应力钢筒混凝土管的直径；
[0038]S4:在预应力钢筒混凝土管两端放置气囊，并对气囊充气，气囊完全堵塞预应力钢筒混凝土管的两端。步骤S4包括步骤S41:清理预应力钢筒混凝土管内杂物，先清理干净预应力钢筒混凝土管内的杂物，特别是两端1.0?1.5m的范围，然后分别在管道的两端放置气囊，为了防止气囊碰到尖锐物体，步骤S4还包括步骤S42:将气囊最外端与预应力钢筒混凝土管端部齐平放置或向预应力钢筒混凝土管内缩进5-lOcm放置。采用空压机对气囊进行充气，充气过程中遵循前快后慢的原则，充气管上设压力表以便控制充气压力，使气囊内的气压达到规定值时，气囊外壁与预应力钢筒混凝土管内壁处于紧密接触状态。
[0039]S5:将两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管运至输水管线隧洞的水中。由于吊机无法将6m长的PCCP管道吊运至洞内水中，因此改为PC220挖掘机吊运。当气囊安放充气完成后，采用挖掘机管道运输到洞口水中，并用绳索将泡沫船和管道相连。管道吊运过程中，应注意管道方向，承口位于上游，插口位于下游；同时保护好气囊，防止碰到尖锐物体造成漏Ho
[0040]S6:使用船只将两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管运至相应位置;步骤S6还包括步骤S61:制作泡沫船;步骤S62:在输水管线隧洞两端的砖墙围堰上设置锚固弯钩，输水管线隧洞两端的锚固弯钩之间用绳索连接，所述绳索用作牵引绳;和步骤S63:将泡沫船运至输水管线隧洞。所述泡沫船长2.5m，宽1.Sm，厚40cm。在泡沫船上的施工人员拉着洞内闸阀室和隧洞出口相连的牵引绳前进，这样预应力钢筒混凝土管在水中悬浮状态下完成运输。
[0041]S7:打开预应力钢筒混凝土管两端的气囊的气阀，使得预应力钢筒混凝土管下沉，并将气囊拉出。步骤S7还应包括S71:在已放置预应力钢筒混凝土管的输水管线隧洞位置做出标记，防止重复下沉预应力钢筒混凝土管。
[0042]S8:拆除输水管线隧洞两端的砖墙围堰，放水，逐节安装预应力钢筒混凝土管。PCCP管道通过水浮运输法全部就位下沉后，拆除输水管线隧洞出口砖墙围堰将水排入灌渠，注意砖墙围堰不能一次性拆除，防止排水量超出灌渠允许流量要求。待水全部排除后从洞内向洞外方向逐节安装管道，安装时先采用简易龙门吊将管道吊起，然后用平板振动器将管道下方的砂垫层振动密实和平整，最后完成管口对接。
[0043]请参见图2，本发明中两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管包括预应力钢筒混凝土管I，所述预应力钢筒混凝土管I外壁靠近端口处设有挂钩11;
[0044]设置在所述预应力钢筒混凝土管I两端端口处的两个充气气囊2，所述充气气囊2充气后完全堵塞所述预应力钢筒混凝土管I的端口；
[0045]所述充气气囊2在相应端口的一侧连接软绳21，所述软绳21连有铁环22，所述铁环22挂在所述挂钩11上。
[0046]所述预应力钢筒混凝土管I两端的气囊2在充气后胀起，在本发明的某些实施例中，所述预应力钢筒混凝土管内径为0.Sm，壁厚75mm，长6m。所述气囊2封堵了预应力钢筒混凝土管I的两端，使得外部的水无法进入预应力钢筒混凝土管I内部。当两端装有充气气囊2的预应力钢筒混凝土管I刚好全部沉入水中时，其受到的最大浮力F = PgV= 1000kg/m3 X10N/kgX6X3.14X0.475X0.475m3 = 42.5KN，而预应力钢筒混凝土管I和充气气囊2的总重量约30kN，故预应力钢筒混凝土管I能浮于水中，并且部分露出水面。
[0047]所述充气气囊2直径0.8m，内部气压0.02MPa。充气气囊2在水中受到的水压约
0.0IMPa，因此一般将充气气囊2内的气压定为0.02MPa。同时，所述充气气囊2充气后，预应力钢筒混凝土管I浮于水中时，所述充气气囊2受到向所述预应力钢筒混凝土管I内部的水压，因此，所述预应力钢筒混凝土管I内，设置所述充气气囊2长度为lm，以增大充气气囊2和预应力钢筒混凝土管I的摩擦力，否则充气气囊2将向内滑动，这样预应力钢筒混凝土管I受到的浮力就会减少，从而导致预应力钢筒混凝土管I沉于水底。
[0048]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，其特征在于，包括步骤: S1:在输水管线隧洞侧壁上按照每节预应力钢筒混凝土管长度设置预应力钢筒混凝土管定位下沉标记； S2:在输水管线隧洞两端出口砌砖墙围堰； 53:放水至输水管线隧洞内，水位高于预应力钢筒混凝土管的直径； 54:在预应力钢筒混凝土管两端放置气囊，并对气囊充气，气囊完全堵塞预应力钢筒混凝土管的两端； S5:将两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管运至输水管线隧洞的水中； S6:使用船只将两端带有气囊的预应力钢筒混凝土管运至相应位置； S7:打开预应力钢筒混凝土管两端的气囊的气阀，使得预应力钢筒混凝土管下沉，并将气囊拉出； S8:拆除输水管线隧洞两端的砖墙围堰，放水，逐节安装预应力钢筒混凝土管。2.如权利要求1所述的预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，其特征在于，所述步骤S2中所述输水管线隧洞两端出口处的砖墙围堰厚20cm，高150cm ο3.如权利要求1所述的预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，其特征在于，步骤S6还包括步骤: S61:制作泡沫船； S62:在输水管线隧洞两端的砖墙围堰上设置锚固弯钩，输水管线隧洞两端的锚固弯钩之间用绳索连接，所述绳索用作牵引绳； S63:将泡沫船运至输水管线隧洞。4.如权利要求3所述的预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，其特征在于，所述泡沫船长2.5m，宽I.8m，厚40cmο5.如权利要求1所述的预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，其特征在于，所述步骤S4包括步骤: S41:清理预应力钢筒混凝土管内杂物； S42:将气囊最外端与预应力钢筒混凝土管端部齐平放置或向预应力钢筒混凝土管内缩进5-1 Ocm放置。6.如权利要求5所述的预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，其特征在于，所述预应力钢筒混凝土管内径为0.8m，壁厚75mm，长6m ；所述气囊直径0.8m，内部气压0.02MPa。7.如权利要求1所述的预应力钢筒混凝土管水浮运输方法，其特征在于，步骤S7还包括步骤: S71:在已放置预应力钢筒混凝土管的输水管线隧洞位置做出标记，防止重复下沉预应力钢筒混凝土管。
【文档编号】F16L1/24GK105927792SQ201610212882
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】赵丕彪, 郭建功, 陈浩明, 郭少斌, 何帮, 吴华艺, 佘声伟, 赵惠龙
【申请人】广东省水利水电第三工程局有限公司