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CN107830244A - 内陆湖泊取水虹吸管道安装方法 - Google Patents

内陆湖泊取水虹吸管道安装方法 Download PDF

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管红学
刘昱
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Abstract

本发明属于水下管道施工技术领域,特别是内陆湖泊取水虹吸管道安装方法,包括路上段施工方法和水下段施工方法,陆上段按常规施工方法进行施工,即依照沟槽开挖、管道组对、管道焊接、埋管回填、路面恢复、接管、碰口、回填等工序,水上段施工方法由挖掘管沟、虹吸管道拼装、虹吸头定位吊装、水下沉管安装、回填以及陆上段管道与水下段管道碰口工序组成,该方法解决了远离堤岸取水管道安装水上作业困难的问题,并利用取水管道自身强度作为撑杆,操作简便,费用低。

Description

内陆湖泊取水虹吸管道安装方法
技术领域
本发明属于水下管道施工技术领域,特别是内陆湖泊取水虹吸管道安装方法。
背景技术
传统海上虹吸管道施工主要采用在水上将虹吸管道组焊为整体后灌水沉管或使用大型吊装船、拖运船等工程船舶在水上边组焊管道边沉管方式进行虹吸管道安装。前者沉管风险较大,不宜采用,后者需要大型吊装船、拖运船等工程船舶,由于目前大理洱海及云南省内各大内陆湖泊(如滇池、阳宗海、澄江抚仙湖等)均无大型吊装船、拖运船等工程船舶,也无法实施,这就需要另行研发一种能够满足虹吸管道施工的科学合理的施工技术。
发明内容
针对传统的虹吸管道施工手段不适用于内陆湖泊的问题,本发明提出一种内陆湖泊取水虹吸管道安装方法。
本发明的内陆湖泊取水虹吸管道安装方法,包括路上段施工方法和水下段施工方法,陆上段按常规施工方法进行施工,即依照沟槽开挖、管道组对、管道焊接、埋管回填、路面恢复、接管、碰口、回填等工序,水上段施工方法特征在于
依照下列步骤实施:
一,挖掘管沟:在陆地平台上制作虹吸管道施工工作平台,用吊车将虹吸管道施工工作平台放到水中,并为虹吸管道施工工作平台设置动力系统;将挖机开至连体结构的浮动平台上定位固定;利用浮动平台上的动力系统及挖机的伸缩臂将平台移动到取水头设计位置确认轴线位置正确,然后将固定支撑放下撑在海底;挖机开始管沟挖掘工作,挖掘管沟的顺序为先深后浅;海底管沟挖掘完成后将浮动平台移动到岸边,调离挖机;
二,虹吸管道拼装:拆除虹吸管道施工工作平台上的固定支撑,将其改装成滑道拼装平台,以管的边轴线为基准制作安装一组活动滑道,用两组滑轮把滑道连接在滑道拼装平台的门型架上,端头用手链控制其滑架的升降,随时观察清沟标尺吃水深度;在滑道拼装平台端头上方安装一可调节角度的管道组对平台;
三,虹吸头定位吊装:虹吸管弯头及虹吸头安装于钢壳内,并将管道入壳口封焊严密,钢壳外胶罐混凝土形成镇墩;用吊车将镇墩及虹吸头吊置于虹吸管道取水头运输吊装就位平台中间,把滑道拼装平台的滑道前端吊在虹吸管道取水头运输吊装就位平台前,把滑道拼装平台上的滑道前端吊在虹吸管道取水头运输吊装就位平台下面,滑道拼装平台和虹吸管道取水头运输吊装就位平台连成一体,用卷扬机将虹吸管道送入海中,运送到虹吸头安装位置后,调整方位沉入海中;
四,水下沉管安装:虹吸管组对后下水,将待组对的管道置于虹吸管道滑道拼装平台的滑道约l/3处,并将管道校正至虹吸管道的中轴线上,滑道上设置抱箍,将管道抱牢固在组对架上,用虹吸管道滑道拼装平台上的管道吊机将另一根管道吊上滑道进行组对,组对完毕后两管同时施焊。焊接完毕后,松开抱箍,用滑道上的门型架将管道吊起,再进行组装下一段管段;
五,回填:碎石垫层施工后沉管,水下虹吸管道安装完成,并与陆上段接通,用挖机和吊车配合把岸上碎石运到位置后回填;在滑道拼装平台滑道端头底部安装滑犁,让滑犁将管沟回填平、埋管;
六,陆上段管道与水下段管道碰口:最后一段水下段管道安装至设计指定标高,水下段管道与陆上段管道对接时,再进行混凝土挡水墙施工,以形成围堰,采用干法焊接技术完成碰口作业。
所述的挖掘管沟过程,可在浮箱上加设揽风绳,保持浮箱在水面平稳。
施工过程中利用塔尺检查沟底挖深情况是否符合要求,利用小型船只移动固定支撑及开挖深度,开挖完成后潜水员下海查看确定开挖深度及宽度,验收合格后进行下一道工序。
所述的虹吸管道施工工作平台,其特征在于该平台包括第一浮体、第一矩形桁架及第一平台:所述第一浮体为两个,采用倒三角形钢架,在钢架内沿钢架水平设置若干平行的浮筒,中央浮筒大于两侧浮筒,浮筒间紧密排列且相互独立;第一浮体顶部设置第一矩形桁架,第一矩形桁架中央由钢架连接,并在第一矩形桁架上设置H型的第一平台,所述第一平台上平行设置两列供挖掘机械行进的履带工作垫板;第一平台四角设置垂直向下的固定支撑,固定支撑底部为锥形;浮体外侧设置柴油机螺旋桨简易动力系统。
所述的滑道拼装平台,其特征在于该平台由浮箱、门型架以及滑道及犁头组成,浮箱由第二浮体、第二矩形桁架及第二平台组成:所述第二浮体为两个,采用倒三角形钢架,在钢架内沿钢架水平设置若干平行的浮筒;第二浮体顶部设置第二矩形桁架,第二矩形桁架一侧对应位置由钢架连接,并在第二矩形桁架上设置凹字型的第二平台;门型架设置于第二平台缺口上方,滑道由管道焊接而成,滑道前端设置若干吊点,绳索一端固定在吊点上,另一端通过门型架上的若干滑轮组和电动葫芦固定于第二平台上;滑道前端头底部设置钢板焊接而成的倾斜向下的犁头。所述的滑道整体采用管道焊接的条形框架,内部由横梁进行支撑,横梁间以角钢作为斜撑;滑道前端头底部设置钢板焊接而成的倾斜向下的犁头;所述的浮箱上还设置管道吊机,用于起吊虹吸管道置于滑道内,管道吊机包括顶部设置有滑轮垂直吊杆和活动吊杆,活动吊杆底部铰接在第二平台上,第二平台上还设置有卷扬机,提升绳索通过卷扬机和顶部的滑轮。
所述的管道组对平台,其特征在于该平台底部采用封闭矩形箱体,在箱体两侧上方设置对应的半圆形缺口,沿半圆形缺口边缘设置密封胶圈;箱体顶部设置进水口;箱体内底部位置还设置有潜水泵及防水电源,潜水泵出水口管道从箱体顶部伸出箱体。所述的箱体顶部还设置有吊耳,方便吊装设备吊起该浮台。
所述的虹吸管道取水头运输吊装就位平台,其特征在于该平台包括第三浮体、第三矩形桁架、第三平台以及起重支架:所述第三浮体为两个,采用倒三角形钢架,在钢架内沿钢架水平设置若干平行的浮筒,第三浮体中心的浮筒大于两侧浮筒,浮筒间紧密排列且相互独立,水流方便从浮筒间流通,方便调整工作第三平台重心及提升工作第三平台的抗浪等级;第三浮体顶部设置第三矩形桁架,第三矩形桁架一侧对应位置由钢架连接,并在第三矩形桁架上设置凹字型的第三平台;第三平台上平行架设起重支架,起重支架顶部设置吊点,吊点处设置定滑轮;第三平台上连接位置安装卷扬机,卷扬机与前端起重支架上的经过定滑轮的绳索连接,在后的起重支架绳索与手动葫芦或电动葫芦连接。第三浮体外侧设置柴油机螺旋桨简易动力系统,方便工作第三平台在水中移动。
本发明的内陆湖泊取水虹吸管道安装方法,有益效果主要体现在以下几个方面:采用自制浮箱,解决水下沟槽开挖,水上运管、组装操作平台及沉管等问题;自行设计支架作为取水头吊装、定位工装,解决远离堤岸取水管道安装水上作业困难,节约采用工程船舶的高额费用,同时解决了对于内陆无工程船舶的问题;利用取水管道自身强度作为撑杆,操作简便,费用低。
附图说明
图1为本发明虹吸管道施工工作平台的结构示意图;
图2为本发明滑道拼装平台的结构示意图;
图3为本发明管道组对平台的结构示意图;
图4为本发明虹吸管道取水头运输吊装就位平台的结构示意图。
具体实施方式
实施例1:本实施例适用于内陆湖泊取水虹吸管道安装,具体方法为:在陆地平台上制作虹吸管道施工工作平台,用吊车将虹吸管道施工工作平台放到水中,并为虹吸管道施工工作平台设置动力系统;将挖机开至连体结构的浮动平台上定位固定;利用浮动平台上的动力系统及挖机的伸缩臂将平台移动到取水头设计位置确认轴线位置正确,然后将固定支撑放下撑在海底;挖机开始管沟挖掘工作,挖掘管沟的顺序为先深后浅;海底管沟挖掘完成后将浮动平台移动到岸边,调离挖机。拆除虹吸管道施工工作平台上的固定支撑,将其改装成滑道拼装平台,以管的边轴线为基准制作安装一组活动滑道,用两组滑轮把滑道连接在滑道拼装平台的门型架上,端头用手链控制其滑架的升降,随时观察清沟标尺吃水深度;在滑道拼装平台端头上方安装一可调节角度的管道组对平台。虹吸管弯头及虹吸头安装于钢壳内,并将管道入壳口封焊严密,钢壳外胶罐混凝土形成镇墩;用吊车将镇墩及虹吸头吊置于虹吸管道取水头运输吊装就位平台中间,把滑道拼装平台的滑道前端吊在虹吸管道取水头运输吊装就位平台前,把滑道拼装平台上的滑道前端吊在虹吸管道取水头运输吊装就位平台下面,滑道拼装平台和虹吸管道取水头运输吊装就位平台连成一体,用卷扬机将虹吸管道送入海中,运送到虹吸头安装位置后,调整方位沉入海中。虹吸管组对后下水,将待组对的管道置于虹吸管道滑道拼装平台的滑道约l/3处,并将管道校正至虹吸管道的中轴线上,滑道上设置抱箍,将管道抱牢固在组对架上,用虹吸管道滑道拼装平台上的管道吊机将另一根管道吊上滑道进行组对,组对完毕后两管同时施焊。焊接完毕后,松开抱箍,用滑道上的门型架将管道吊起,再进行组装下一段管段。碎石垫层施工后沉管,水下虹吸管道安装完成,并与陆上段接通,用挖机和吊车配合把岸上碎石运到位置后回填;在滑道拼装平台滑道端头底部安装滑犁,让滑犁将管沟回填平、埋管。最后一段水下段管道安装至设计指定标高,水下段管道与陆上段管道对接时,再进行混凝土挡水墙施工,以形成围堰,采用干法焊接技术完成碰口作业。
所述的虹吸管道施工工作平台,其特征在于该平台包括第一浮体1-1、第一矩形桁架1-2及第一平台1-3:所述第一浮体1-1为两个,采用倒三角形钢架,在钢架内沿钢架水平设置若干平行的浮筒,中央浮筒大于两侧浮筒,浮筒间紧密排列且相互独立;第一浮体1-1顶部设置第一矩形桁架1-2,第一矩形桁架1-2中央由钢架连接,并在第一矩形桁架1-2上设置H型的第一平台1-3,所述第一平台1-3上平行设置两列供挖掘机械行进的履带工作垫板1-4;第一平台1-3四角设置垂直向下的固定支撑1-5,固定支撑底部为锥形;浮体1-1外侧设置柴油机螺旋桨简易动力系统。
所述的滑道拼装平台,其特征在于该平台由浮箱、门型架以及滑道及犁头组成,浮箱2-1由第二浮体、第二矩形桁架及第二平台组成:所述第二浮体为两个,采用倒三角形钢架,在钢架内沿钢架水平设置若干平行的浮筒;第二浮体顶部设置第二矩形桁架,第二矩形桁架一侧对应位置由钢架连接,并在第二矩形桁架上设置凹字型的第二平台;门型架2-2设置于第二平台缺口上方,滑道2-3由管道焊接而成,滑道前端设置若干吊点,绳索一端固定在吊点上,另一端通过门型架上的若干滑轮组和电动葫芦固定于第二平台上;滑道前端头底部设置钢板焊接而成的倾斜向下的犁头2-4。所述的滑道2-3整体采用管道焊接的条形框架,内部由横梁进行支撑,横梁间以角钢作为斜撑;滑道2-3前端头底部设置钢板焊接而成的倾斜向下的犁头2-4;所述的浮箱2-1上还设置管道吊机2-5,用于起吊虹吸管道置于滑道2-3内,管道吊机包括顶部设置有滑轮垂直吊杆和活动吊杆,活动吊杆底部铰接在第二平台上,第二平台上还设置有卷扬机,提升绳索通过卷扬机和顶部的滑轮。
所述的管道组对平台,其特征在于该平台底部采用封闭矩形箱体3-1,在箱体3-1两侧上方设置对应的半圆形缺口,沿半圆形缺口边缘设置密封胶圈3-2;箱体3-1顶部设置进水口3-3;箱体1内底部位置还设置有潜水泵3-4及防水电源,潜水泵3-4出水口管道从箱体3-1顶部伸出箱体3-1。所述的箱体3-1顶部还设置有吊耳,方便吊装设备吊起该浮台。
所述的虹吸管道取水头运输吊装就位平台,其特征在于该平台包括第三浮体4-1、第三矩形桁架4-2、第三平台4-3以及起重支架4-4:所述第三浮体4-1为两个,采用倒三角形钢架,在钢架内沿钢架水平设置若干平行的浮筒,第三浮体4-1中心的浮筒大于两侧浮筒,浮筒间紧密排列且相互独立,水流方便从浮筒间流通,方便调整工作第三平台4-3重心及提升工作第三平台4-3的抗浪等级;第三浮体4-1顶部设置第三矩形桁架4-2,第三矩形桁架4-2一侧对应位置由钢架连接,并在第三矩形桁架4-2上设置凹字型的第三平台4-3;第三平台4-3上平行架设起重支架4-4,起重支架4-4顶部设置吊点,吊点处设置定滑轮4-5;第三平台4-3上连接位置安装卷扬机4-6,卷扬机4-6与前端起重支架4-4上的经过定滑轮4-5的绳索连接,在后的起重支架4绳索与手动葫芦或电动葫芦连接。第三浮体4-1外侧设置柴油机螺旋桨简易动力系统,方便工作第三平台4-3在水中移动。

Claims (3)

1.内陆湖泊取水虹吸管道安装方法,包括路上段施工方法和水下段施工方法,陆上段按常规施工方法进行施工,即依照沟槽开挖、管道组对、管道焊接、埋管回填、路面恢复、接管、碰口、回填等工序,水上段施工方法特征在于
依照下列步骤实施:
挖掘管沟:在陆地平台上制作虹吸管道施工工作平台,用吊车将虹吸管道施工工作平台放到水中,并为虹吸管道施工工作平台设置动力系统;将挖机开至连体结构的浮动平台上定位固定;利用浮动平台上的动力系统及挖机的伸缩臂将平台移动到取水头设计位置确认轴线位置正确,然后将固定支撑放下撑在海底;挖机开始管沟挖掘工作,挖掘管沟的顺序为先深后浅;海底管沟挖掘完成后将浮动平台移动到岸边,调离挖机;
虹吸管道拼装:拆除虹吸管道施工工作平台上的固定支撑,将其改装成滑道拼装平台,以管的边轴线为基准制作安装一组活动滑道,用两组滑轮把滑道连接在滑道拼装平台的门型架上,端头用手链控制其滑架的升降,随时观察清沟标尺吃水深度;在滑道拼装平台端头上方安装一可调节角度的管道组对平台;
虹吸头定位吊装:虹吸管弯头及虹吸头安装于钢壳内,并将管道入壳口封焊严密,钢壳外胶罐混凝土形成镇墩;用吊车将镇墩及虹吸头吊置于虹吸管道取水头运输吊装就位平台中间,把滑道拼装平台的滑道前端吊在虹吸管道取水头运输吊装就位平台前,把滑道拼装平台上的滑道前端吊在虹吸管道取水头运输吊装就位平台下面,滑道拼装平台和虹吸管道取水头运输吊装就位平台连成一体,用卷扬机将虹吸管道送入海中,运送到虹吸头安装位置后,调整方位沉入海中;
水下沉管安装:虹吸管组对后下水,将待组对的管道置于虹吸管道滑道拼装平台的滑道约l/3处,并将管道校正至虹吸管道的中轴线上,滑道上设置抱箍,将管道抱牢固在组对架上,用虹吸管道滑道拼装平台上的管道吊机将另一根管道吊上滑道进行组对,组对完毕后两管同时施焊;
焊接完毕后,松开抱箍,用滑道上的门型架将管道吊起,再进行组装下一段管段;
回填:碎石垫层施工后沉管,水下虹吸管道安装完成,并与陆上段接通,用挖机和吊车配合把岸上碎石运到位置后回填;在滑道拼装平台滑道端头底部安装滑犁,让滑犁将管沟回填平、埋管;
陆上段管道与水下段管道碰口:最后一段水下段管道安装至设计指定标高,水下段管道与陆上段管道对接时,再进行混凝土挡水墙施工,以形成围堰,采用干法焊接技术完成碰口作业。
2.如权利要求1所述的内陆湖泊取水虹吸管道安装方法,其特征在于挖掘管沟过程中,在浮箱上加设揽风绳。
3.如权利要求1所述的内陆湖泊取水虹吸管道安装方法,其特征在于施工过程中利用塔尺检查沟底挖深情况,利用小型船只移动固定支撑及开挖深度,开挖完成后潜水员下海查看确定开挖深度及宽度,验收合格后进行下一道工序。
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