- 工程勘察
對江底的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細勘探,包括地層結構、土質(zhì)類(lèi)型(如淤泥、砂層、巖石層等)、地下水位等。這有助于確定管道基礎的設計方案。例如,如果江底存在深厚的淤泥層,可能需要考慮特殊的基礎加固措施,如采用砂樁、碎石樁等來(lái)提高地基承載力。
測量江水的水文信息,如水位變化幅度、水流速度、潮汐情況(如果有)等。水流速度對于沉管施工影響較大,高速水流可能會(huì )使沉管難以定位和下沉,需要提前考慮相應的穩定措施。
- 管道設計與制造
根據輸送介質(zhì)(如飲用水、污水、天然氣等)和設計流量等因素確定管道的管徑、壁厚和材質(zhì)。常見(jiàn)的材質(zhì)有鋼管和鋼筋混凝土管。鋼管強度高,適用于承受較高的內壓和外壓;鋼筋混凝土管耐久性好,在一些非壓力管道的過(guò)江工程中應用較多。
管道制造過(guò)程中要嚴格控制質(zhì)量。對于鋼管,要確保焊縫質(zhì)量,進(jìn)行無(wú)損檢測(如超聲波探傷、X 射線(xiàn)探傷等);對于鋼筋混凝土管,要保證混凝土的強度和鋼筋的布置符合設計要求。
- 施工場(chǎng)地準備
在江邊設置管道預制場(chǎng)地,場(chǎng)地應具備足夠的空間用于管道的預制和存放。預制場(chǎng)地要平整、堅實(shí),并且要便于管道運輸到江邊下水位置。
準備好沉管施工所需的設備,如起重船、浮吊、拖輪、水下定位系統、潛水設備等。同時(shí),還要設置臨時(shí)的水上工作平臺,用于管道的組裝和施工人員的操作。
管道浮運
將預制好的管道通過(guò)滑道或起重機等設備吊運到江邊的水面上,使其漂浮在水面上。如果管道較長(cháng)或較重,可能需要多個(gè)浮筒來(lái)提供浮力,以確保管道能夠安全地漂浮。
利用拖輪將漂浮的管道拖運到過(guò)江的預定位置。在拖運過(guò)程中,要通過(guò)定位系統(如 GPS、無(wú)線(xiàn)電定位等)控制管道的位置,同時(shí)要考慮水流和風(fēng)向等因素對管道的影響。例如,在水流速度較大的江面上,要提前計算好拖輪的牽引力和管道的漂流角度,確保管道能夠準確地到達下沉位置。
管道下沉
注水下沉法:當管道到達預定位置后,通過(guò)管道上設置的注水孔向管道內部注水,使管道逐漸下沉。在注水過(guò)程中,要嚴格控制注水速度和注水量,通過(guò)水下定位系統和深度傳感器實(shí)時(shí)監測管道的下沉位置和深度,確保管道能夠平穩地沉放到江底的設計標高。
壓重下沉法:對于一些特殊的管道(如大口徑的鋼筋混凝土管),可以采用在管道頂部加載重物(如沙袋、混凝土塊等)的方式使管道下沉。這種方法需要計算壓重的重量,以避免管道下沉過(guò)快或不均勻。
水下對接與連接
當相鄰的管道沉放到江底后,需要進(jìn)行水下對接。潛水員攜帶水下測量工具和連接設備下潛到管道接口處,對管道的接口進(jìn)行測量和調整,確保接口的平整度和同心度。
對于鋼管,通常采用水下焊接的方式進(jìn)行連接。水下焊接技術(shù)要求較高,要確保焊縫質(zhì)量符合設計要求。焊接完成后,還要進(jìn)行焊縫的無(wú)損檢測。對于鋼筋混凝土管,可以采用橡膠圈密封和預應力連接等方式,確保接口的密封性和連接強度。