大口径薄壁管道浅海敷设施工工法适用范围

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的适用范围是：

1.适用水底长距离的排放和取水用管道工程，海上油气开采用有特殊要求的海底管道工程。

2.适用管径不大于1220毫米、径厚比在71:1到87:1之间的螺旋、直缝焊接Q235钢管。

3.适用于水深在30米以下，水流速度小于2.5米/秒，埋深小于2.7米的泥砂质海域的海底管道工程。

大口径薄壁管道浅海敷设施工工法工艺原理

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的工艺原理叙述如下：

该工艺针对海底钢管口径大、壁厚薄、自身强度低的特点，开发出一套通过托管架保护被敷钢管，并承担悬空段钢管的受力，使钢管在无张力状态下满足施工期间应力、应变的要求，大大提高了海底管道的安全性和可靠性。主要原理为；钢管在敷管船上逐段焊接，然后通过托管架采用无张力敷管法将钢管敷设到海底。同时使用另一条埋深施工船紧跟钢管敷设船对已敷钢管进行埋深施工。埋深施工采用上海市基础工程有限公司自行设计的高压水冲式海底管道埋设机进行管道沟槽开挖，靠自然回淤将管道埋在海床下。

大口径薄壁管道浅海敷设施工工法施工工艺

• 工艺流程

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的工艺流程为：成品管道的运输、吊装→管道的焊接→始端登陆→中间海域段敷埋管施工→终端登陆。

具体工艺流程见图1。

• 操作要点

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的操作要点如下：

1.管段在运输船、施工船上存放时，堆高应严格控制在允许范围内，管道在各种工况的吊装和起重时，吊索和管体的接触部位均应垫上衬垫或套上护套。

2.管子在铺管船上横向滚动，下部必须垫以表面光洁的枕木，纵向拖动时，管子应搁在橡胶托轮上，管子从发射架下水至托管架的地方，均应设有滑道。

3.管道的焊接采用先进的纤维素焊条，立向下全位置焊接工艺，确保焊接速度快，合格率高，成型美观。焊接完毕后对焊缝进行100%射线 100%超声波检验，极大提高钢管施工质量可靠性。

4.管段的始端登陆常规采用底拖法（底拖，管内充满水）施工，选择在浪高小于0.5米、高潮位时进行管段登陆施工，管段登陆应控制其弯曲半径在设计允许范围以内，控制管段所受张力在允许范围内。

5.敷管施工时将管道在发射架上一次拼接成一根较长的管道（常规约100米/根），然后将船上的管道和已敷设的管道在焊接站内焊接，焊接通过检验后做内外防腐、调整锚位，启动定位和监测设备，进行绞锚前进，前进一根管道的距离后一次敷管结束。随后重复以上的管道焊接等过程进行连续的敷管；而已敷管道的埋设施工则由另一条埋管船平行同步施工。具体工艺流程详图2。

6.定位系统采用DGPS，通过电脑处理可直接读取船位当前坐标、起点航距、偏航距等，船体的行进路线，随时调整船位确保埋管路由精确。

7.锚泊系统采用8个系船锚分别对称抛在铺管船左右舷两侧，在船艉设置主牵引卷扬机，当敷管船上的管段焊接、检测通过并达到强度要求后，开始进行移船敷管作业，8台移船绞车和1台350千牛主牵引卷扬机同时配合绞动锚缆或松放锚缆，实现管道的敷设。

8.埋深监测系统全面支持海底管道埋设机水下埋管作业过程的监控、导航和数据管理，并详尽的采集施工中的各项数据。

9.试压过程及标准：参照《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268-97进行试压。试压长度根据设计要求进行。

10.终端登陆采用先开挖管沟，然后空管浮拖法登陆，再加水沉放入沟，最后回填覆盖管沟。

大口径薄壁管道浅海敷设施工工法材料

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》中的管材为大口径、薄壁、低等级螺旋焊缝钢管，如Q235 ф1220 δ14螺旋焊缝钢管；

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》中的内外防腐需要采用管道防腐热缩带和网络互穿饮用水涂料IPN8710B。

大口径薄壁管道浅海敷设施工工法设备

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的设备见表1。

参考资料：

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的工法特点是：

1.利用敷管船和长托架，解决了管材口径大、壁薄和强度低无法采用张力法施工的难题。

2.确保了整个管道的连续焊接施工，避免了海中间管道的法兰接头。

3.避免了采用先开挖后敷管所需的大量的人力、物力以及对环境造成的破坏。

4.敷管施工与埋设施工分开，有两条施工船完成平行施工，两道工序可以同步进行，有利于加快施工工期。

为了解决海岛缺水的问题，铺设海底输水管道是一个较好的解决方案。为了确保海底管道输水的经济性和安全性，上海市基础工程有限公司自行研发了《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》，该工法较好的解决了普通钢材（Q235）的螺旋焊缝钢管应用于海底管道中的技术难题。

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的质量控制要求如下：

一、施工质量控制标准

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的施工质量控制标准见表2。

二、质量保证措施

1.所有测量器具齐备完好，并经授权的法定计量部门校验合格且在有效使用期内。

2.管材的连接端应与管道轴线垂直，并用洁净棉絮净连接面上的污物，保持连接面不受潮，打磨管口直至符合焊接要求。

3.施工时提供的电源必须满足设备要求，考虑敷管船上发电机发电电压不稳定，配备一台稳压器，确保稳定电压。

4.在焊接过程中，不得移动、转动接头部位及两侧管道，不得在连接道部位及管道上施加任何压力。

5.对焊口需进行打磨除锈处理。

6.管道施工中，应对焊缝及对应位置编号，并及时认真填写焊接接头施工记录，以便对施工质量跟踪分析。

7.根据管道敷设设计中对管子的应力要求，要求生产厂家提供管子的弹性模量、最小允许曲率半径、抗拉强度等参数，计算管子的力学性能参数，以合理设计发射架的角度、托管架的长度、埋设机的长度，从而控制管子从敷管船头入海时的入水角，控制管子进入埋设机沉入沟槽底部的入沟角，确保敷管过程中管子的受力安全。

8.埋管期间，DGPS连续24h观察和记录船位，移船时，测量人员应及时将船位报给指挥，随时采取措施纠偏，防止一次纠偏量过大；非紧急状态，一般不使用拖轮纠偏；埋深系统关键是控制管道埋深达到设计要求，埋深过程中按照水力机械埋设机设计参数牵引，通过监测系统实时监控埋设机姿态和埋深，控制埋设机牵引速度。

9.根据路由调查报告，在海床变化较大地区，应有潜水员下水探摸，确认海床变化情况，确保管道埋设深度。

10.水力机械埋设机进水高压管路派专人负责检修，观测水泵压力变化，密切注视水泵压力变化趋势，随时检修管路。

1.采用《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》，不仅解决了采用敷管船张力法敷管施工对管材强度要求高、价格昂贵的缺点；同时与中国国内常用的各类拖管施工相比，更能适用于长距离（理论上海上敷管不受距离长短限制）、连续海上敷管施工作业。同时该工法将敷管和埋管施工分开，两组施工界面平行开展，缩短了施工周期，在确保工程安全性高的前提下降低了工程造价。

2.常规的海底钢管道埋深敷设是采用大开挖然后回填的施工方法，由于需要在海底进行大量的放坡开挖，造价比较高，对施工海区的环境也将造成很大的影响。采用该工法则避免了海底下大量土方开挖，达到埋设的目的，也减少了施工对施工海域的环境的影响。它在海底管道工程领域将会有广阔的市场。因此有明显的经济与社会效益。

采用《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.登船人员必须得到船上安全员对船舶系泊、跳板、安全网等安全设施的确认后，方可在船上安全员的指挥安排下登船。严禁超载，登船期间必须穿好救生衣，不得随意走动。

2.施工船舶动用明火，必须办理“船舶动用明火审批”手续，经审核批准后，方可动火。动火时，应有专人看护火源，配备相应的灭火器当发现有火灾苗子时，在第一时间采取灭火措施。施工船上油舱、机舱等危险部位，严禁动用一切明火。

3.施工期间若遇突发的灾害性天气如台风冷空气，且海况极端恶劣，天气难以及时好转，则采取及时撤离施工现场躲避风浪的措施。

4.管段吊装吊装时，应用牵引绳控制管材的摆动，防止碰撞伤害，牵引绳应该足够长以保证人员安全；每天都要对吊装用的钢丝绳、吊带、吊钩进行检查，及时修理或更换。

5.在运管船进入或离开施工作业带时，应悬挂相应信号旗，装船时管材下应放软垫，以保护管段并防止管子滑动。

6.管段接头焊接作业要严格遵守电气安全技术规程，移动焊接机必须先切断电源；管道焊接工必须佩戴齐安全防护用品，手持砂轮机作业时要佩戴护目镜。

7.管道试压前，应在管道登陆点两个端口设置警戒线，在试压设备及管口50米范围内设置警戒区，在升压、稳压和降压期间，非试压人员严禁进入警戒区。

8.气象保障体系应由项目主管生产的经理负责，由专人负责通过上网、电话等手段查询沿海海面天气预报，并由值班人员及时向指挥船及其他施工船只汇报。

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的应用实例如下：

• 实例1：舟山大陆引水一期工程

1.工程概况

跨海段钢管敷设施工，从镇海岚山水库下海，经灰鳖洋，横穿航运繁忙的金塘水道、西侯门水道和菰茨门水道，至舟山马目登陆，设计全长36.4千米，实测最大水深24米，实测最大水流2.78米/秒。

被敷钢管外径为1020毫米，壁厚14毫米，管材为Q235B。全程焊接，外防腐为三油六布，内防腐材料为8710无毒油漆。

2.工程施工情况

1998年10月6日上海市基础工程有限公司施工人员进入金塘岛陆上施工现场开始四通一平工作，经近3年的探索、研究和实践，至2001年8月25日完成主体工程的施工。

3.工程监测和结果评价

该单位工程共分10个分部，上海市基础工程有限公司承担了其中9个分部的施工，8个优良，1个合格。

• 实例2：温州洞头陆域引供水一期工程海上段

1.工程概况

洞头陆域引供水（一期）工程海上段工程包括瓯江南口段、霓屿岛段和海中湖段，其中瓯江南口段桩号总长度为2637米，霓屿岛段桩号总长度为6078.53米，海中湖段桩号总长度为4488米。

被敷钢管外径为1020毫米，壁厚14毫米，管材为Q35B。全程焊接，外防腐为3PE，内防腐材料为8710无毒油漆。

2.施工情况

2008年5月1日上海市基础工程有限公司施工人员进入洞头施工现场开始四通一平工作，经近一年的探索、研究和实践，至2009年6月16日完成主体工程的施工。

3.工程检测和结果评价

该工程单位工程质量评定表1份，部位质量评定表3份，工序质量评定表共880份，隐蔽工程质量评定表794份，质量合格。

• 实例3：舟山大陆引水二期工程

1.工程概况

舟山市大陆引水二期工程地跨宁波市、舟山本岛两地，横穿之间的灰鳖洋海域。跨海输水管道线路共两条，分为南线和北线，平行布置，管线长度分别为33.07千米和33.10千米。

钢管采用螺旋焊接钢管，管材规格为DN1220×14毫米。全部钢管材质为Q235B，定尺长度为48.0米。

2.施工情况

施工船队于2009年6月进场施工，截止2010年8月20日，完成了16公里海底管道的敷设。

3.工程检测及结果评价

截至2010年8月，已经完成的管道均通过了试压试验。

《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》的环保措施如下：

1.施工期间专职环境员对工程施工期间进行环境管理，并对作业现场实施监督检查。

2.施工作业中的焊条头、废砂轮片、废钢丝绳和包装物等每天进行回收，统一送回营地集中处理。

3.施工期间产生的工业污油，由专用回收装置专人送到营地统一处理，禁止随意倾倒。

4.施工中使用的油漆、化学溶剂及有毒有害物品，要妥善存放、保管，制定出防止泄漏和污染的具体措施。

5.合理安排环境敏感区的施工季节或时间，减少对这些地区环境的影响和赔偿费用的支出。

6.施工完毕后恢复地貌，对所有灌溉沟渠以及供牲畜和野生动物用的人造的或天然的水源加以修整恢复到施工以前的状态。

7.燃油、燃气设备的尾气排放必须符合国家相关标准；减少设备使用、维修过程中产生的燃油、润滑油、液压油等液体的泄露。

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《大口径薄壁管道浅海敷设施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

主要完成人：曹火江、桂业琨、刘志伟、顾者昂、柳立群、王金堂、沈 光、吴 润、唐伟民、李善荣

2003年度国家科学技术进步奖二等奖。 2100433B

管道敷设

敷~~（铺、安装） 设~~（放置、）意思就是铺管道、安装管道、放置管道