[发明专利]海底PE管道边敷边埋施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海底管道的敷埋施工方法，尤其是一种海底PE管道敷埋施工方法。

背景技术

目前，长距离海底输水管道均以钢管为主，采用将钢管内外防腐，先敷设到海底然后进行埋深作业。而钢管容易生锈、结垢，在海底会产生腐蚀。

采用新型的PE材料作为管材，它具有防爆、防震、防腐、无毒、无味、不生锈、不结垢、使用寿命长等特点，在陆地上的城市地下水管网系统中已广泛应用，在上世纪50年代起塑料管道就开始进入水中铺设，在世界各地广泛应用。

PE材料作为管材施工中要求全程热熔对焊并外加套筒，不允许采用法兰对接；且海底管道全程埋深2.5m以上。因此，不能用拖管、沉管、水下法兰、哈夫连接等常规的管道施工方法。

并且工程采用材料为PE100，允许抗拉强度仅为10MPa，管道的刚度很小(通常为1100MPa，但随温度的变化而变化)，瞬时允许弯曲半径为12m；PE材料硬度小，管道表面没有外防腐，因此管道表面很容易被尖锐物刮伤。如果采用常规的海底钢管先敷后埋的方法，那么，在埋设机骑在管道上进行埋深施工时，无法保证埋设机对管道不造成损坏，一旦管道的外表面产生损坏就会影响整个管道的质量和使用。

同时，由于PE管具有很大的柔性，，它无法给埋设机提供一个前进的导向，所以，不能采用先敷后埋的施工方法。

目前海底PE管施工工艺主要有的PE管敷设施工工艺和管道埋深施工工艺。

PE管敷设施工工艺基本分为漂浮-下沉法、水底拖拉法和敷管船法三种。

(1)漂浮-下沉法这是海底PE管最通常使用的施工方法：

利用HDPE管道可以熔接的特长在岸边把运来的管段对接熔焊成几百米长的连续长管段，逐步下水漂浮在水上，或者把管材挤出生产线安置在岸边，直接制成几百米长的连续长管段逐步下水漂浮在水上；压重块可以在岸上就安装到管道上，然后和管道一起下水；也可以在水面上利用驳船把压重块固定到管道上；把固定好压重块的连续长管段拖引到计划铺设的位置；把各段长管连接到工程需要的长度；通过从岸端灌水使管道逐步沉到水底要求的位置：利用塑料管道的柔韧性，让管道随着水底的地形状起伏躺在水底上(为了减少轻水流作用力，通常利用压重块使管道和水底间有一定的距离)。通常大部分塑料管道就直接暴露在水中，只在近岸处将部分管道埋在水底的管沟内。该施工工艺适用于施工区域海况较好的地区。

(2)水底拖拉法：

当水上交通阻止采用浮-沉铺设法时(如在穿越河流的工程中)，可以采用水底拖拉法。当采用这种方法时，先把塑料管道在岸上连接成连续长管，加装上足够保证管道始终沉在水底的压重，然后用用卷扬机把管道拖过河。通过适当设计的压重和固定在管道前端的特殊拖拉头-‘滑橇’确保管道在拖过河时能随着河底的断面轮廓顺畅滑动。该施工工艺适用于大口径、距离较短的管道工程。

(3)敷管船法：

敷管船法亦称弹性敷设法，即管道在敷管船上逐一焊接后，敷管船绞动锚缆的方法移船前进，钢管从船尾入水，经托管架敷入海中。该施工法对气候的适应能力较强，管段的焊接、敷设都在敷管船上进行，不需要大量的其他的工作船，需要敷设的管段通过托管架自然、平稳地从敷管船敷设到海床上。该施工工艺适用于长距离管段的敷设。

海底管道埋深施工工艺一般分为：先开沟后敷管、先敷管后开沟以及自埋法。

(1)先开沟后敷管：

在敷管前先用挖泥船在管道路由上开挖一条沟槽，然后在沟槽内进行敷管，敷管方法可以采用浮-沉法、水底拖拉法以及敷管船法。该方法比较适用于短距离的工程，一般为过江、过河管道工程。

(2)先敷管后开挖：

先采用海底管道的敷设方法将管道敷设到海床上，然后用海底管道埋设机将管道埋到设计位置。该方法需采用专用的海底管道埋设机，埋设深度一般能达到2~3m，适用于软土地质的长距离海底管道工程。

(3)自埋法：

自埋法是在管道顶部安装的一种倒T型的结构物，该结构物会显著改变管道周围的流场分布，使得管段底部形成冲刷，从而使管道产生自埋的一种方法。该方法埋设的深度一般不深，适用于长距离海底管道。

因此，现有的PE管施工工艺无法用于钢丝网缠绕高密度聚乙烯复合管材(SPE)，直径450mm，壁厚22mm，海底管道路总长17996m的施工。

发明内容