交通运输部广州打捞局 广东广州 510000
摘要：在国家强化生态管海、依法治海的大背景下，排海管项目不断立项。排海管因水下施工特殊性及受天气、海况影响大等因素，较陆域管道施工难度更大，因此根据管道特性及施工环境选择最优的施工方法能够达到最佳的设计及经济效果。
关键词：排海管；施工技术；
引言
污水（尾水）排海管是沿海城市污水处理工程重要组成部分，排海管的施工质量直接关系海洋资源和环境的保护效果及海洋经济可持续发展。目前在国家强化生态管海、依法治海的大背景下，排海管项目不断立项。排海管因水下施工特殊性及受天气、海况影响大等因素，较陆域管道施工难度更大，因此根据管道特性及施工环境选择最优的施工方法能够达到最佳的设计及经济效果。
1．常用排海管管道类型
1.1.钢管
钢管是一种在各行业广泛应用管材，具有以下特点：
（1）可设计性强。钢管环向强度和弹性模量较高，可根据承受的内压和管顶外荷结合钢管的刚度、强度和稳定计算，确定管径、管型和管壁厚度。
（2）能适应各种地质条件，一般情况下不需做管道基础处理，适用性强。
（3）接口采用焊接，焊接质量达到规范要求情况下，不会发生渗漏。
（4）适用于各种施工方式。
1.2.球墨铸铁管
球墨铸铁管主要特点有：
（1）具有较高的承压能力，可承受内水压力超过2.0MPa以上。
（2）具有良好的防腐性能和密封性。
（3）接口为柔性，抗震性能高。
（4）球墨铸铁管通常有50～100年的使用寿命，比化学管材及钢管使用寿命长。
（5）大口径球墨铸铁管管壁簿，承、插口端容易变形，影响管道敷设。
1.3.预应力钢筒混凝土管
预应力钢筒砼管主要特点有：
（1）承受内外压较高。由于预应力钢筒砼管有内衬钢板，抗渗能力强，其结构能承受较高的内压，工作压力0.4～1.6MPa，其预应力钢丝可根据工作压力进行设计，其抗外荷能力也较强，由于管材本身独特的复合结构，不易出现管身漏水、接头漏水以及爆管现象。
（2）大口径预应力钢筒砼管采用承插口连接，大口径采用双O型橡胶圈止水，密封性能高。
（3）不需作内外壁防腐处理。
（4）自重大，需做管道基础和修筑较高等级的施工运输临时便道，运输成本较高。
（5）内壁光滑，摩阻系数低于混凝土管和钢管，过水能力强。
1.4.预应力钢筋混凝土管
预应力钢筋混凝土管是在采用预应力钢筋网砂浆浇注而成，此类管线广泛运用于大口径污水输送管内。此种管材的管径范围是DN400～4000mm。预应力钢筋混凝土管主要特点有：
（1）采用F型承插口连接，大口径采用双O型橡胶圈止水，密封性能高。
（2）内外壁防腐采用涂料防腐处理。
（3）自重大，需做管道基础和修筑较高等级的施工运输临时便道，运输成本较高。
1.5.聚乙烯（PE）管
聚乙烯（PE）管具有：①耐腐蚀；②接头牢固、不泄漏；③无毒、卫生，不结垢；④水力特性好，管道阻力小；⑤高韧性⑥密度小，质量轻，施工安装方便；⑦使用寿命长，安全可靠等特点。
排海管管道种类的选择应从管材性能、管道造价、施工条件、施工方式、管子制造能力和实际使用状况等综合分析。
球墨铸铁管、预应力混凝土管及预应力钢筒混凝土管管材质量较大，搬运困难，不适用于浮管拖运，可用工期要求不严的的滩涂段排海管。钢管和聚乙烯（PE）管可作为排海管的主要选择，无法停泊大型起重船舶设备的施工水域，聚乙烯（PE）管更具有优势。
2．排海管施工方法
2.1.铺管船法
铺管船是一种专门用于海上管道铺设的特种工程船舶，管道制造及铺放中的各种主要作业都能在船上进行。铺管船法较其他方法具有抗风浪能力强、适用性广泛、机动灵活和作业效率高的优点。
施工开始，由运输驳船将做好内外涂层的单节或双节管运到管道安装现场，再由铺管船上吊机将其吊放到管道堆放场地：铺管时一根根进入流水作业线，在作业线上进行焊接、检验、涂装、下水等工作。在船上一根一根接下去，通过船体的一侧或中央滑道，一边铺设一边前进。
铺管船的种类很多，通常有漂浮式铺管船、带托管架铺管船、张力式铺管船、卷筒式铺管船和半潜式铺管船等。铺管船在滩海施工，因受吃水限制，很难进入浅水区，只适用于较深水域的排海管施工。该法铺管速度快，对海洋环境适应性较强，一般在3m波高时仍可进行铺管作业。若遇大的风浪或特殊情况时可以临时弃管中断作业，待风浪过后再返回继续作业。但铺管船铺管需要有一系列机具与船舶配合，如抛锚船、运管驳船、潜水作业船、供应船、调查船等，工程费用较高。因此铺管船法适用于深水、大管径、长距离的排海管施工。
2.2.漂浮法
漂浮法施工就是在陆域堆场加工制作排海管道，由拖船将密封的管道段浮运拖至铺设位置，在焊接驳船上将管段焊接起来后将管道沉放在铺管位置。
由于漂浮法的管道在浮运、沉放过程容易受到海上气象、风浪等条件的限制，若中断作业往往造成较大损失，因此浮运、沉放过程要有较多的监护、通信联络、控制下沉的设备和工作艇。为了控制管道下沉顺序和速度，改善下沉时的受力情况和减少管道变形，要对管道的重力进行调节。因此漂浮法在海面平静、风浪较小的海域铺设3～5km 的管道较适宜、经济。
2.3.牵引法
牵引法根据管道距岸边的远近分为近海牵引法和远海牵引法。
当铺管段距岸边5公里、水深5～9m以内时，可采用直接牵引铺管。其具体方法是：在陆上将管道制作成数百米长的管段，利用绞车、绞盘、拖轮等设备，沿海底或海面牵引管段，并随着牵引将管段接长，直到预定铺设位置。沿海面牵引时，还有管道沉放的过程中要有下水滑道和发送道。用海底牵引法时，受海底坡度、底质条件的影响较大，但海底作业的适应性较强。为了保持管道顺海底牵引，要调节管道重力，使负浮力在150～300N/m左右。
当进行远海管道铺设需长距离牵引时常用的方法有：
（1）底拖法。管道直接放置在海床上，由水面拖轮牵引。
（2）离底拖法。利用浮子和平衡铁链将管道悬浮在距海床一定高度上，再由水面拖轮牵引。
（3）漂浮拖法。用浮箱使管道漂浮在水面由拖轮牵引。
（4）定深拖法。管道被控制在水面以下一定深度悬浮着，由水面拖轮牵引。
牵引法相比较漂浮法，受海况影响相对小，但是对于海底底质和地形条件更高。
3．排海管施工控制要点
3.1.管道焊接
（1）严格按图纸、方案和焊接工艺指导书施工。
（2）严格控制进场管材质量，检查产品合格证、厂家质量证明书等资料是否齐全，并在监理见证下取样送检，复检合格的管材才允许投入使用。
（3）负责钢管焊接的焊工必须持证上岗，焊接范围和离岗时间均符合要求。聚乙烯（PE）管焊接人员必须是经过培训且考核通过的专业人员，确保管道加温融化、保温对接时间符合产品要求。
（4）焊条的化学成分、机械强度应与母材相同且匹配，兼顾工作条件和工艺性；焊条质量应符合现行国家标准《碳钢焊条》、《低合金焊条》的规定。
（5）现场配置焊缝超声波探伤仪和 X 射线检测仪器，确保每个接口的焊接冷却结束后，能够及时进行现场焊缝的探伤检测，以便及时发现缺陷并整改。
（6）风雨天无有效的防护措施严禁焊接作业。
3.2.管道安装
（1）掌握天气及海况，管道水下安装需要选择较好的气象,风浪太大对管道下水扰动太大同时增加海上安装施工的风险。
（2）水下基槽完成应及时进行管道安装，避免回淤对管道安装平整度造成不利影响。
（3）管道水下安装全过程测量人员必须随时对管道位置进行复测，避免重新起吊。
（4）管道落底前，潜水员应下水对管道位置进行检查，避免轴线偏差。
（5）设置指挥员，对各个施工船组和潜水组进行统一指挥以便提高安装效率和安装质量。
4.结语
排海管施工过程中质量会直接影响到海洋环境保护效果及海洋经济可持续发展。根据工程实际情况选择最合适的施工方法，有针对性地解决排海管施工过程中所存在的问题，提高排海管的施工质量，杜绝排海管这类管道工程在施工过程中出现随意性现象，确保排海管的施工质量得到保障，有助于强化排海管工程的质量控制，推进排海管工程质量迈向更高层次发展，从而促进排海管工程施工行业的持续发展。
参考文献
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