原理:
沖沉土層鋪管是一種將管道沉入預(yù)先沖挖好的土層中的管道鋪設(shè)方法。其主要原理是利用高壓水槍等設(shè)備將管道下方和周圍的土層沖散,使管道在自身重力作用下逐漸下沉到設(shè)計(jì)的埋設(shè)深度。在這個(gè)過程中,通過控制沖挖的速度和方向,以及管道下沉的速度,可以確保管道準(zhǔn)確地鋪設(shè)在預(yù)定位置。
施工流程:
(1)管道準(zhǔn)備:首先要對管道進(jìn)行檢查,確保管道的質(zhì)量和規(guī)格符合設(shè)計(jì)要求。管道的接口要密封良好,對于焊接的管道,要進(jìn)行無損檢測,如超聲波檢測或射線檢測,以保證焊縫質(zhì)量。同時(shí),在管道上要安裝一些必要的附屬設(shè)備,如浮力控制裝置(在管道運(yùn)輸和初始定位時(shí)可能需要)和定位標(biāo)記,方便施工過程中對管道位置進(jìn)行追蹤。
(2)定位與初始下沉:在施工場地,利用測量儀器(如全站儀、水準(zhǔn)儀等)對管道的鋪設(shè)位置進(jìn)行測量和定位。將管道吊運(yùn)到預(yù)定位置后,開始利用高壓水槍對管道下方的土層進(jìn)行沖挖。初始階段,沖挖的范圍主要集中在管道底部中心位置,使管道能夠垂直下沉。在管道下沉一定深度(如 0.5 - 1 米)后,暫停沖挖,檢查管道的位置和垂直度,如有偏差,及時(shí)調(diào)整。
(3)沖挖與下沉控制:隨著管道的下沉,逐漸擴(kuò)大沖挖范圍,向管道兩側(cè)延伸。沖挖過程中要注意保持管道的平衡和穩(wěn)定。通過控制高壓水槍的沖挖速度和角度,以及起重設(shè)備的下放速度,使管道以均勻的速度下沉。例如,對于管徑為 1 米左右的管道,下沉速度一般控制在 0.1 - 0.3 米 / 分鐘。同時(shí),利用泥漿泵及時(shí)抽離產(chǎn)生的泥漿,保持施工現(xiàn)場的整潔和安全。
(4)最終就位與檢查:當(dāng)管道下沉到設(shè)計(jì)深度后,停止沖挖和下沉操作。對管道的最終位置進(jìn)行檢查,包括管道的水平位置、深度和接口情況等。可以使用水下探測設(shè)備(如水下攝像機(jī)、聲吶等)對管道進(jìn)行檢查,確保管道鋪設(shè)質(zhì)量符合要求。
適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn):
(1)適用范圍:沖沉土層鋪管主要適用于土質(zhì)較為松軟的土層,如淤泥、粉質(zhì)粘土等。在一些河流、湖泊的淺水區(qū)以及近岸的海底區(qū)域(水深一般不超過 10 - 15 米)進(jìn)行小型管道(管徑一般在 1 - 2 米以下)鋪設(shè)時(shí)較為常用。
(2)優(yōu)點(diǎn):這種鋪管方法相對簡單,設(shè)備要求不是特別高,與一些大型的鋪管船鋪管或水底拖曳鋪管方法相比,成本較低。而且在合適的土質(zhì)條件下,可以快速地將管道鋪設(shè)到地下,對周圍環(huán)境的干擾相對較小。
(3)缺點(diǎn):它對土質(zhì)條件的依賴性很強(qiáng),在土質(zhì)堅(jiān)硬的地方,如巖石層或密實(shí)的砂卵石層,很難實(shí)施。另外,在施工過程中,如果控制不好沖挖和下沉的速度,很容易導(dǎo)致管道傾斜、變形,甚至損壞。而且在遇到地下水位較高或水流較大的情況時(shí),施工難度也會增加,因?yàn)檫@些因素會影響泥漿的處理和管道的下沉穩(wěn)定性。