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水下管道稳定保护结构必须采取一定措施

  水下管道稳定保护结构


  下管道除受水流冲击作用及静水压力以外,还同时受到一个向上的附加浮力。浮力可能是河水、原有湿地积水、冰雪的融化形成的水、洪水、 地卜水或地下水位的升高而产生的对管道的作用力。为了克服浮力对管道产生的影响,必须采取一定措施来保证管道的稳定性。浮力控制可以 采用回填法、机械锚固法和加重块法等方法将管道稳定在特定的位置。


  水浮力与管线外直径、水的容重和流速有关。要保持水下管线的稳定,必须保证管身结构有足够的重量,使管道能克服水流的冲击及给它施加 的浮力。一般均采用不同的结构增加管道自身重量来稳管。常见的稳管结构有厚壁无缝管、机械锚固、铁丝石笼稳管、散抛块石稳管、加重块 、混凝土连续覆盖层稳管、装配式加重块连续覆盖层稳管、覆壁管、档桩稳管等方法来抵消浮力及保护管道。


  1)回填法固管


  使用原地的或经选择的覆盖材料将管道回填覆压,以此重量来抵消浮力作用,从而进行浮力控制。如果回填的土壤具有一定的强度且没有冻结 ,可以考虑就地回填,如果当地的回填材料不能满足要求,也可以采用其他地方的回填材料。但是当回填材料不足以克服管道浮力时,应采取 其他稳管措施。选择的回填物质必须具有粗糙性自流排水性,而且当与水进行融合或混合时会产生足够的剪切强度。砾石是较好的使用材料, 另外一些材料如混合型砾石、沙土、黏土及粉砂也可以使用。


  在使用这一方法进行浮力控制时要考虑管沟壁的稳定性问题。不稳定的管沟壁将无法为回填作业提供足够的支持并使之停留在管道上方。在回 填作业之前以及填作业中,如果管沟有积水的话,都必须对管沟进行排水处理,然后进行的回填作业。


  2)机械锚固装置

封堵管道橡胶气囊.jpg

  机械锚固装置通过利用底层土壤剪切强度保持对管道的最小固定力。机械锚固装置通过固定夹子或固定条附在管道上的单个或成对锚固器组成 。一套机械锚固装置包括使用钢质固定杆以及在较低端配有一螺旋钻。此方法一般对于管径较小的油气管道而采用,对于较大直径的管线一般 不使用这种方法。


  3)湿地加重块


  (1)湿地加重块结构特点


  显地加重块的形状像一个倒“U”形,当管道在沟内铺设后,将它放到管道上面。这种加重块是在预模中放入钢筋或钢丝网后浇注混凝土制成的 。可以在中心配料场或特定的场地制作。其内壁附有保护垫层,用来保护管道涂层免遭损坏。在每个加重块中安装有吊钩,便于装运和施工。 对于管道而言,这种加重块是较经济的,因为容易装运和施工。这种湿地加重块经常在小河流穿越、排水道、洪泛区、淤泥和沼泽地带使用。 这时对管道防腐涂层的压重块可以忽略不计。对于典型的湿地压重块设计,应当考虑以下要点:


  (l)压重块不应该产生会引起管道发生滚动及过度弯曲应力;


  (2)应使压重块的重心尽可能低,以防止如果发生管道位移而导致压重块的发生滚动;


  (3)压重块的最大质量应该考虑到进行压重块吊运的吊管机的最大起吊能力。


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  4)河流加重块


  河流加重块由两半组成,用来夹在管道上面,并由防腐的高承拉螺栓将两个部分紧紧地拉固在一起。该加重块是在预模中放入钢丝网或钢筋后 浇注混凝土制成的。为了便于装运和施工,在每个加重块中装有吊钩。对于沼泽加重块,要求它的内角修平并在其内壁衬上保护层以防止损坏 管道涂层。通常在两个河流加重块之间,要捆上木头,防止加重块的移动。这样既保证了加重块间的间距,又可对管道进行机械保护。由于木 头会产浮力,如果必要的话,在进行间距计算时予以考虑。河流加重块主要用于小河和支流穿越,其施工方法是首先在现场焊接管道,安装加 重块,然后将管道移入管沟。对于大管径管,河流加重块能在淤泥或沼泽地带使用,或在由于不能排出管沟中的积水而不能使用沼泽加重块的 地方使用。


  5)混凝土覆壁层管道


  混凝土覆壁层由完全包围管道的覆盖层组成。它能对管道提供机械保护,尤其在急流区或乱石区。混凝土覆壁层由钢筋或钢丝网支衬,通常是 由模压和浇注而成的。在管道上覆混凝土层的方法还有喷注、注涂、挤注等方法。其中喷涂是由手工将混凝土喷到管道上;注涂为管道在转动 并轴向移动时将混凝土喷到管道上;挤注为管道通过喷注机时将混凝土喷注到管道上。由于在管道末端需要进行焊接,因此要露出一段,在露 出的这段,钢筋从混凝土中伸出来,当管道焊接到一起后,在接头裸露处的钢筋上覆盖上混凝土即可混凝土覆壁层可用于大河流主流道的穿越 ,其施工是通过拖管来完成的。


  也可以用于大型湖泊、大型洪泛区、沼泽或淤泥地带。在这些地方,管沟可以充满水。浮力控制系统的使用, 计算浮力控制方法以及稳管类型和范围选择都该考虑特定施工条件,如地层类型、土壤类型、管沟条件(干燥或潮湿)、施工季节、经济因素 、材料来源、场地道路、在运输和施工过程中装运的难易程度和对装备的要求与制约性等。


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