大口径长距离多管同沟沉管施工方法技术

本发明专利技术公开了一种大口径长距离多管同沟沉管施工方法，管沟开挖时，单层开挖深度小于管道最大悬空高度；沉管下沟作业时，管道在自重力的作用下，利用管道的自重及弹性将焊接后的管道缓慢地沉入沟底，附于管沟底部，使管道达到设计埋设深度。本发明专利技术有效地解决了在水网、沼泽、湿地等地区管沟开挖及管道下沟的难题。

【技术实现步骤摘要】
大口径长距离多管同沟沉管施工方法
本专利技术涉及一种施工方法，具体说，涉及一种大口径长距离多管同沟沉管施工方法。
技术介绍
长距离输油输气管道工程建设中，管沟开挖和下沟是非常重要的施工工序，关系到管道埋深能否达到设计要求，并影响着管道投产后的运行安全。在水网、沼泽、湿地等地区进行大口径长输管道施工时，由于受地表承载力低，管沟极易塌方、难以成型等因素的影响，采用常规方法进行管道下沟作业面临极大的困难。特别是当管沟途经水田、泥塘、沼泽地貌时，由于河塘、水网密布，沟渠纵横交错，地表常年积水，地下水位高，作业带表面泥泞，大型设备行走及吊装作业困难。下沟时，吊车、吊管机自重加上所吊钢管的重量，地面承载力难以满足正常管道下沟作业要求。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种大口径长距离多管同沟沉管施工方法，有效地解决了在水网、沼泽、湿地等地区管沟开挖及管道下沟的难题。技术方案如下：一种大口径长距离多管同沟沉管施工方法，管沟开挖时，单层开挖深度小于管道最大悬空高度；沉管下沟作业时，管道在自重力的作用下，利用管道的自重及弹性将焊接后的管道缓慢地沉入沟底，附于管沟底部，使管道达到设计埋设深度。进一步，管沟开挖和沉管下沟之前，依据施工图纸，将设计深度、高程标注在管道上；管沟开挖前，按设计位置进行管道阴极保护接线的焊接及防腐施工，并预留足够长度的电缆；管端采用钢板进行封堵、满焊，外部用收缩带密封；将多根管道摆到预定位置，用捆扎带将多根管线同时固定好；管沟开挖，单层开挖深度小于管道最大悬空高度。进一步：管道允许的最大弯矩：Mmax≤[σ]/X1，式中：X1为常数，[σ]为管材许用应力；由公式Mmax＝L2X2得出单层最大开挖深度L，管道最大悬空高度H＝L4X3，X2、X3分别为常数。进一步：为防止管道因应力过大发生变形，应在管沟端开挖斜坡过渡段。进一步：沉管下沟时在管道外防腐层缠绕橡胶板。进一步：管沟开挖前的步骤包括施工准备、测量放线、作业带修筑、运输布管，管道组对焊接、无损检测、防腐补口补伤，以及管道回填和地貌恢复的步骤。进一步：测量放线时，用定位仪对每个转角桩进行复测，放出管沟中心线、作业带及进场道路用地边界线；运输布管时，单侧沉管地段在管壁距管沟中心线一侧布管，双侧沉管地段将管道直接布在管沟中心线上；沉管下沟前，对防腐层进行电火花检漏，对检查出的露点及时进行防腐补伤，经复检合格后，进行沉管下沟作业。与现有技术相比，本专利技术技术效果包括：1、本专利技术有效地解决了在水网、沼泽、湿地等地区管沟开挖及管道下沟的难题，沉管施工方法简便易行，与常规施工方法在同类地区施工相比，相对减少了大型施工设备的数量及现场搬迁次数，施工安全性高，降低了施工成本，提高了施工效益。2、本专利技术与传统管道下沟施工方法相比，具有以下特点：(1)施工工艺简单实用，针对性强，便于操作；(2)减少了施工资源的投入，降低了施工成本；(3)有效缩短了施工工期；(4)质量有保证，安全性能高，降低了施工风险。3、应用本方法，具有施工工艺简单，能够更好地保证施工质量和安全等优点，在该类地区采用沉管施工方法是传统施工方法下沟无法相比的。本工法设备投入量少，施工方法简便易行，节省了施工费用，取得了良好的经济效益，为今后大口径多管道同沟敷设在类似地区施工提供了借鉴，同时对沙漠地区管道下沟也同样具有推广应用前景。附图说明图1是本专利技术中单侧沉管的施工示意图；图2是本专利技术中双侧沉管的施工示意图。具体实施方式下面参考示例实施方式对本专利技术技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。本专利技术适用于大口径长输管道水网、沼泽、湿地等地质条件差、地下水位高、地表承载力低、管沟成型困难、普通吊管设备难以进行正常下沟作业的特殊地区施工。大口径长距离多管同沟沉管施工方法，具体步骤如下：步骤1：施工准备；详细了解施工地点的地下构筑物情况，对图纸原有和新发现的地下构筑物进行调查、勘测、明确位置。准备钢管排架、钢板、涵管等材料，用于软地质段加固施工便道及保证沟渠畅通。准备防腐补伤材料及用于管道压载的编织袋，预先装填砂袋，置于作业带边缘不影响施工的位置。步骤2：测量放线；用GPS对每个转角桩进行复测，放出管沟中心线、作业带及进场道路用地边界线。在地下障碍物处设置醒目的警示标志，以保证施工中地下障碍物的安全。步骤3：作业带修筑；由于地下水位高且属于海水性质，土壤改良非常难，需对地表耕作土剥离放置作业带一侧并采取苫盖措施，实现生熟土分离。在经过沟渠时，采用加过水涵管或架设管排的方法，保证水系畅通，并满足施工设备通行需要。步骤4：运输和布管；在管壁距离管沟中心线一侧布管，生熟土分离后，将管道移到管沟中心线上。单侧沉管地段，在管壁距管沟中心线一侧约2m处布管；双侧沉管地段，将管道直接布在管沟中心线上。对于具有较好地面承载力的地段，采用炮车运管，用吊管机进行布管。对于承载力差的地段，可采用挖掘机牵引船形爬犁运管。步骤5：管道组对焊接、无损检测、防腐补口补伤；管道在沟上进行组对、焊接，焊口经无损检测合格后，立即进行防腐补口作业，施工方法及质量要求同一般地段。沉管下沟前，提前对防腐层进行电火花检漏，对检查出的露点及时进行防腐补伤，经复检合格后，进行沉管下沟作业。步骤6：管沟开挖和沉管下沟；对于管道位置不能满足沉管要求的。沉管前将管道位置重新进行调正。步骤61：依据施工图纸，将设计深度、高程标注在管道上，为操作手和检查人员提供现场技术数据，特别是陡坡、低洼、沟渠等特殊地段应重点标记；步骤62：管沟开挖前，按设计位置进行管道阴极保护接线的焊接及防腐施工，并预留足够长度的电缆；步骤63：管端采用钢板进行封堵、满焊，外部用收缩带密封；步骤64：将3根管摆到预定位置，用捆扎带将3根管线同时固定好；对于有地下障碍物的穿越段，在沉管过程中将其临时断开，沉管完成后再进行连接；如果障碍物不能临时断开，在障碍物前后预留一定的距离管道不焊接，待两侧管道沉管完成后，进行穿越施工。沉管过程中发现未知障碍物时，应立即停止沉管作业，查明障碍物具体位置和类别，待确定施工方案后进行下一步工作。步骤65：管沟开挖，单层开挖深度小于管道最大悬空高度；沉管中管道最大应力计算：下面仅以Φ711×10.3mm管材为例进行应力计算1)已知：管道单重：q＝3.024kg/m；L450材质的管材许用应力为：[σ]＝5500kg/cm2；管线的弹性模量：Ε＝2.1×106kg/cm2。2)管道允许的最大弯矩：由公式：σmax＝MmaxX1≤[σ]得：Mmax≤[σ]/X1＝1.13×108kgcm式中：X1为常数。3)单层最大开挖深度核算：由公式：Mmax＝L2X2得管道最大悬空长度：L＝64.4m根据公式：H＝L4X3得出管道最大悬空高度：H＝4.59m式中：X2、X3分别为常数。通过计算得知，沉管时单层开挖深度小于4.59m就能满足管道的强度要求，当管沟深度大于4.59m时应采用分层开挖的方式进行沉管作业，为防止管道因应力过大发生变形，应在管沟端开挖斜坡过渡段。对于开挖过程中出现的防腐层漏点，应停止沉管开挖作业，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大口径长距离多管同沟沉管施工方法，其特征在于：管沟开挖时，单层开挖深度小于管道最大悬空高度；沉管下沟作业时，管道在自重力的作用下，利用管道的自重及弹性将焊接后的管道缓慢地沉入沟底，附于管沟底部，使管道达到设计埋设深度。

【技术特征摘要】
1.一种大口径长距离多管同沟沉管施工方法，其特征在于：管沟开挖时，单层开挖深度小于管道最大悬空高度；沉管下沟作业时，管道在自重力的作用下，利用管道的自重及弹性将焊接后的管道缓慢地沉入沟底，附于管沟底部，使管道达到设计埋设深度。2.如权利要求1所述大口径长距离多管同沟沉管施工方法，其特征在于，管沟开挖和沉管下沟之前，依据施工图纸，将设计深度、高程标注在管道上；管沟开挖前，按设计位置进行管道阴极保护接线的焊接及防腐施工，并预留足够长度的电缆；管端采用钢板进行封堵、满焊，外部用收缩带密封；将多根管道摆到预定位置，用捆扎带将多根管线同时固定好；管沟开挖，单层开挖深度小于管道最大悬空高度。3.如权利要求1所述大口径长距离多管同沟沉管施工方法，其特征在于：管道允许的最大弯矩：Mmax≤[σ]/X1，式中：X1为常数，[σ]为管材许用应力；由公式Mmax＝L2X2得出单层最大开挖深度L，管道最大悬空高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭子彬，刘宁，聂丽胜，周开国，茹国忠，厍艳茹，
申请(专利权)人：中国二冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15