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我國海岸線1.8萬多千米，內(nèi)海和邊海的水域面積約470多萬平方千米。海域分布有大小島嶼7600個(gè)，其中許多有居民的海島缺乏淡水供應(yīng)。例如我國島嶼最多的浙江省有面積500平方米以上島嶼3061個(gè)，不少缺水的島嶼需要從島外運(yùn)水。2003年氣候偏旱，舟山全市98個(gè)住人島嶼中，有74個(gè)島嶼供水告急。
一項(xiàng)大規(guī)模水面施工在緊張推進(jìn)。大型輸水管線，通過沉管施工的方式，被架設(shè)到水面以下。作為駱馬湖水源地原水管線項(xiàng)目的控制性節(jié)點(diǎn)工程——跨中運(yùn)河輸水管線工程最終完成以后，這些架設(shè)在水面以下的大型管道，將保障著未來多年我市居民用水。當(dāng)天上午，首次進(jìn)行的沉管整體下沉歷時(shí)5個(gè)多小時(shí)，首段739米的管道第一次順利沉放至水下5米的位置。預(yù)計(jì)到春節(jié)前，全長1060米的輸水管線將橫跨中運(yùn)河被沉放到水下16米的固定管座上。這也標(biāo)志著駱馬湖水源地全線80余公里原水管線工程又邁出了關(guān)鍵的一步。輸水管線要過河，怎么過水下沉管中運(yùn)河管線整體下沉駱馬湖水源地原水管線項(xiàng)目的控制性節(jié)點(diǎn)工程之一——跨中運(yùn)河輸水管線工程正式開始實(shí)施沉放。記者在邳州中運(yùn)河工程現(xiàn)場看到，橫跨中運(yùn)河1000多米的河面上架起了6個(gè)輔助鋼管樁平臺，以及安裝了卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備的輔助起重船。在鋼管樁平臺下方一根黑色的輸水管道架在水平面上，管道的兩側(cè)向上方翹起，開口已被封閉，并且正在向管內(nèi)注水。據(jù)了解，我市三重一大民生項(xiàng)目駱馬湖水源地及第二地面水廠工程，線路全長80.5公里，途經(jīng)新沂、邳州、銅山和經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)4個(gè)縣(市)區(qū)，設(shè)計(jì)取水規(guī)模為80萬m3/天，送水管線輸水規(guī)模為80萬m3/天。中運(yùn)河輸水管線沉管工程關(guān)系到整個(gè)駱馬湖水源地原水管線工程的成敗，是全線80余公里原水管線實(shí)現(xiàn)全面貫通的至關(guān)重要的控制點(diǎn)。駱馬湖水源地建設(shè)處負(fù)責(zé)人于孝民說，跨中運(yùn)河輸水管線工程主要分為地下土層中頂管施工和水上水下沉管施工，其難度和風(fēng)險(xiǎn)最大的就是過中運(yùn)河的沉管施工。據(jù)于孝民介紹，中運(yùn)河西岸和東岸為頂管段，分別穿越兩岸大堤。兩端頂管中間部分即跨越中運(yùn)河段，則采取管橋沉管施工的方法，跨中運(yùn)河的長度約1060米。水下沉管怎么沉先給水管灌滿水，再放下去沉管將分三次完成，首次下沉的管道長度是739米。我們看到的在河面上管道兩端已經(jīng)被封閉，正在向管內(nèi)灌水，全部注滿后才能向水里沉放于孝民告訴記者，僅這段739米的管道，全部注滿水需要2000多噸，將耗時(shí)4個(gè)多小時(shí)。管道下沉正是通過向管內(nèi)注水增加下沉動力進(jìn)行的，達(dá)到平穩(wěn)下沉。而從開始注水至管內(nèi)充滿水是最危險(xiǎn)的時(shí)期，一旦注水不均勻或下沉速度不一，很容易引起整根管道傾覆，后果不堪設(shè)想。另外，為使整個(gè)沉放系統(tǒng)同步協(xié)調(diào)，還將借助可控浮箱自動平衡。什么是可控浮箱呢記者在河面上看到，在管道上一組長約十三米的小潛艇模樣的裝置，夾在管壁兩側(cè)，這樣的裝置大約有5、6組。每個(gè)小潛水艇上有三個(gè)突出向上的管口。于孝民告訴記者，可控浮箱類似于潛水艇，內(nèi)部構(gòu)造分多個(gè)隔艙，在需要下沉?xí)r管口可注水，需要上浮時(shí)可充氣，并且內(nèi)部裝有探測儀器，以便隨時(shí)控制。沉管之后干什么水上對接拼焊
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排放管道在水中的排出端需要安置擴(kuò)散器。擴(kuò)散器的用途是使排放的污水能均勻又迅速地被海洋中的水流分散和稀釋。最簡單的擴(kuò)散器是一段鉆孔的管道，為了防止堵塞，孔徑不能小于5cm。為了防止磨損，孔口處的排放速度不超過4-6m/s[。有些場合需要比較復(fù)雜的擴(kuò)散器，例如帶有垂直立管的擴(kuò)散器，通常用HDPE管道焊接而成。這種擴(kuò)散器可以埋入水底僅把立管露出來，適用于有嚴(yán)重淤積活動的地方[3]。取水管道在水中的進(jìn)水端需要安置取水口裝置，如擋魚網(wǎng)、冰屑檔板等。
沉放施工在有序緩慢的進(jìn)行中，在河中央一艘普通的大船上，是施工現(xiàn)場臨時(shí)總指揮部。船上的總指揮通過電腦上的調(diào)控系統(tǒng)，時(shí)刻關(guān)注管道沉管下沉的變化，隨時(shí)通過無線對講機(jī)指揮鋼管樁平臺上的工作人員，調(diào)整下沉的速度。中鐵十局十公司負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工的工程師告訴記者，當(dāng)?shù)谝欢?39米的鋼管注滿水后，將先被下沉到水下5米處。第一次下沉也是最難的，管道在逐步下沉過程中需進(jìn)行充水，需要沉浮箱的位置變換配合，輔助卷揚(yáng)機(jī)起重系統(tǒng)需同步下放。第一次沉放達(dá)到預(yù)定深度，大約需要5個(gè)多小時(shí)。接下來，管道兩端突出水面的管口將在水面上進(jìn)行焊接。之所以進(jìn)行水面上焊接也是為了保證管道焊接質(zhì)量。因?yàn)橐阅壳暗募夹g(shù)，我們尚不具備水下焊接的能力。由于該段輸水管線為壓力鋼管，為保證焊接質(zhì)量，必須要求焊接鋼管平順穩(wěn)定對接施焊。在這寬闊的中運(yùn)河水面上是很難做到的，必須得克服水面風(fēng)浪船行波水下暗流以及突發(fā)船只沖擊等多種因素的影響，對施工來說是一大挑戰(zhàn)。除了焊接之外，在準(zhǔn)備沉管前，施工方在十幾米深水下已經(jīng)預(yù)先安裝了二十余個(gè)鋼管、樁管、橋管等支撐結(jié)構(gòu)。管道需在水面上整體對接拼裝至需要的長度后，準(zhǔn)確地下放至水下已安裝好的管橋橫梁上，并與事先安裝在管道上的管箍、管座結(jié)構(gòu)與水下管橋橫梁連接固定。于孝民說，因此該段沉管在水上整體對接拼裝、整體沉放、下沉?xí)r的定位、吊點(diǎn)受力均衡控制等方面，均存在較大的難度和較高的風(fēng)險(xiǎn)。鋼管重量1500噸左右，沉管難度大，工藝國內(nèi)首創(chuàng)采訪中，記者了解到，跨中運(yùn)河的這段管道為異形鋼管，整體為中間下凹、兩端上抬彎管形式(倒虹管形式)，看上去像兩端帶把手的平底鍋縱切面，并非處于同一標(biāo)高的一根水平直管。兩根直徑2.2米的倒虹吸輸水壓力鋼管，借助輔助鋼管樁平臺和可控鋼浮箱，整體緩慢平穩(wěn)沉放至水下15米到16米的深處，并精確就位于鋼管樁管橋管座上。如此大口徑、長距離、異形鋼管水上焊接整體下沉施工，精度超規(guī)范，施工技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先，工藝堪稱國內(nèi)首創(chuàng)。
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公司是中國潛水清淤行業(yè)協(xié)會的正式會員，潛協(xié)證字號：277；公司獲得潛水作業(yè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)等級證書和安全資質(zhì)證書，證書編號No.Q42014001，符合《潛水作業(yè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)管理辦法》、《潛水作業(yè)職業(yè)健康安全管理體系》的規(guī)定要求。
單根鋼管沉管長度達(dá)1060米、口徑達(dá)2.2米、重量達(dá)1500噸左右、下沉深度深達(dá)16米，還要準(zhǔn)確無誤地放至水下，其難度可想而知。可是正因?yàn)殡y度大，也成為整個(gè)駱馬湖水源地輸水管線施工成敗的關(guān)鍵，因此，沉管施工至關(guān)重要。春節(jié)前可全面完成沉放，潛水員下水進(jìn)行檢查為了保證輸水管道能夠成功順利放至水下，項(xiàng)目施工方做了大量的研究和方案修改，在水上做到精準(zhǔn)定位，水下做到精確就位。據(jù)了解，當(dāng)管道最后沉放到水下管橋管座上時(shí)，管道外的突出鋼片會準(zhǔn)確地與管座上卡槽對接，這樣就做到了精確就位。最后，還將有潛水員到水底進(jìn)行最后環(huán)節(jié)的匹配性檢查和固定，以確保萬無一失。根據(jù)計(jì)劃，跨中運(yùn)河1060米的輸水管道將分三次沉放，預(yù)計(jì)在春節(jié)前可全面完成。該項(xiàng)工程的施工，不僅為我市水利水務(wù)工程積累了重要的技術(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，也將大大提升我市水利水務(wù)建設(shè)的水平。西氣東輸二線香港支線海底管道建設(shè)難題解決記者昨日從深圳海事部門獲悉，西氣東輸二線香港支線通航安全評估報(bào)告已經(jīng)順利通過評審，這不僅意味著西二線香港支線段海底管道埋深及保護(hù)關(guān)鍵問題得到解決，也標(biāo)志著該工程將逐步進(jìn)入全面動工階段。管道貫穿西部港區(qū)西氣東輸二線深圳至香港海底管道工程貫穿整個(gè)深圳西部港區(qū)，海底管道總長約30.1公里。據(jù)深圳海事局介紹，此次西氣東輸二線海底管道將依次穿越深圳西部港區(qū)公沙水道、大小鏟島規(guī)劃港區(qū)、大鏟水道、銅鼓航道等重要通航水域，同時(shí)管線將緊鄰友聯(lián)修船基地作業(yè)水域、友聯(lián)無動力船錨地及西部港區(qū)危險(xiǎn)品錨地，而由于深圳西部水域船舶交通流密集，年平均交通流達(dá)到55萬艘次，所以工程水域船舶如發(fā)生船舶失控、沉船事故或應(yīng)急拋錨等都會給管線帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，管道埋深及保護(hù)一直是深圳海事局進(jìn)行通航安全論證、評估過程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題。
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鋪設(shè)方便和經(jīng)濟(jì)水中鋪設(shè)的環(huán)境條件非常惡劣，特別是在海洋中的鋪設(shè)。實(shí)踐證明利用塑料管道特性可使管道鋪設(shè)更加方便經(jīng)濟(jì)，可以在采用傳統(tǒng)管道根本無法施工或者經(jīng)濟(jì)上無法承受的條件和場合進(jìn)行水中鋪設(shè)。例如：因?yàn)榭梢暂^快完成鋪設(shè)容易避開風(fēng)暴，只要很少的水下工程和潛水作業(yè)顯著降低工程費(fèi)用。
據(jù)介紹，深圳海事局先后協(xié)助交通部海事局組織召開論證評估會、研討會、預(yù)評審會十四余次，在海事專家、碼頭公司、政府代表等多方的共同參與下，有效解決埋深、拋泥、穿越航道以及通航安全等難點(diǎn)問題，最大限度地降低對港口生產(chǎn)和海上交通安全的影響。埋深深度堪稱世界之最根據(jù)深圳海事局組織召開西氣東輸二線海底管道工程埋深及保護(hù)研究報(bào)告評審會，最終確定重要航道及區(qū)域按照超大型集裝箱船（25萬噸及以上集裝箱船）的通航要求進(jìn)行埋深及保護(hù)，在銅鼓航道段最大管溝底標(biāo)高達(dá)到27米，這樣的埋深深度堪稱世界首例。埋深問題的解決，標(biāo)志著制約西氣東輸二線香港支線海底管道工程推進(jìn)的根本性問題得到解決。深圳海事局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。此外，針對施工過程中可能存在的安全隱患，海事部門督促施工單位加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理，認(rèn)真落實(shí)安全及防污染措施。深圳海事局還成立了水上交通安全宣講團(tuán)，為中石油集團(tuán)海洋工程公司舉辦了水上水下安全施工專場宣講活動，介紹深圳轄區(qū)水域情況、相關(guān)法律法規(guī)、辦理水上水下施工作業(yè)許可的程序及監(jiān)管措施等據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)報(bào)道，南安普敦大學(xué)的科學(xué)家日前開發(fā)出一項(xiàng)新型超靈敏技術(shù)，它可以監(jiān)測水下天然氣管道的泄漏情況。該研究表明，通過監(jiān)測聲波信號的變化，未來海底天然氣泄漏甲烷泄漏都能得以監(jiān)測。
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要注意水下管道除了可能承受內(nèi)壓負(fù)載外常常承受到較大的外壓負(fù)載。所以基于最大合成應(yīng)力選用的SDR后還需要驗(yàn)算抵抗外壓下發(fā)生壓屈失穩(wěn)或管材壓塌。
