[发明专利]长距离海底管线预挖沟后铺管施工方法

权利要求书

1.一种长距离海底管线预挖沟后铺管施工方法，包括如下步骤：

步骤1、对欲铺设管线的海底位置进行预挖沟，形成管道沟槽；

步骤2、计算欲铺设管线在管道沟槽的各个轴向位置处的预应力值；

步骤3、将计算出的各个轴向位置处的预应力值分别与预应力标准阈值进行比较；以及

步骤4、根据比较结果，确定管道沟槽中的预应力值超过预应力标准阈值的轴向位置，并进行整改施工，

其中，在所述步骤1中，管道顶面以上采用大型抓斗挖泥船进行粗挖，在粗挖后边坡形成锯齿状，

底层采用具有定深功能的小型抓斗挖泥船进行精挖，其中，每层开挖一定厚度的厚泥层，按照每分段长度、每分条宽度进行挖掘，

其中，抓斗挖泥船在每分条进行挖掘时，挖掘宽度大于分条宽度，相邻分条的挖掘宽度有重叠。

2.根据权利要求1所述的长距离海底管线预挖沟后铺管施工方法，其中，在所述步骤1中，底层0.5至1米采用具有定深功能的小型抓斗挖泥船进行精挖，挖泥方式采用分区、分段、分条进行，每层开挖2米厚泥层，抓斗挖泥船每100米为一分段长度，每12米为一分条宽度。

3.根据权利要求1所述的长距离海底管线预挖沟后铺管施工方法，其中，在所述步骤2中，通过OFFPIPE软件，建立沟底平整度分析数值计算模型，将海床土壤的垂向硬度的边界条件设为0，将海床的相对深度边界条件设为0，将管道张力边界条件设为20kN，以测量的管道沟槽的沟底标高为输入条件，获得欲铺设管线在管道沟槽的各个轴向位置处的预应力值。

4.根据权利要求1至3中的一个所述的长距离海底管线预挖沟后铺管施工方法，其中，所述预应力标准阈值是通过以下步骤获得的：

根据以下公式，计算环向应力：

σh=(pi-pe)D2t---(1)]]>

其中，p_i为管道内压，p_e为静水压力(海域的水压)，D为管道公称直径，t为钢管最小壁厚，

根据以下公式计算温度应力：

σ_lT＝αEΔt (2)

其中，α为管材线膨胀系数，E为钢材弹性模量，Δt为最大或最小运行温度与安装温度之间的温度差，

根据以下公式计算内压作用生成的应力：

σP=-υσh+pidi4t---(3-1)]]>

其中，υ为泊松比，d_i为钢管内径，

根据以下公式，计算出路由弯曲应力：

σ_lR＝DE/2R (3-2)

其中，D为管道外径，E为钢材弹性模量，R为路由弯曲半径，

根据以下公式，得到轴向应力：

σ_l＝σ_lT+σ_P+σ_lR，

接下来，根据以下公式，计算等效应力：

σe=σh2+σl2-σhσl+3τxy2---(4)]]>

其中，τ_xy为剪切应力，

根据以下公式，得到所述预应力标准阈值：

η_epσ_F-σ_e (5)

其中，η_ep为使用系数，σ_F为屈服强度。