阅读说明：本技术 一种超大直径grp管道首段管节水下稳定固定的方法 (Method for stably fixing first-section pipe joint of super-large-diameter GRP pipeline underwater ) 是由 马伯飞 陈强 洪凌云 吴楠 孙鸿昊 王长洪 王向宇 张永进 李松涛 于 2020-12-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种施工工艺,具体涉及一种超大直径GRP管道首段管节水下稳定固定的方法。包括以下步骤：S1：下放首段首节管道；S2：下放沙箱并固定管道；S3：下放相邻首段次节管道；S4：重复步骤S2；S5：安装剪刀撑；S6：重复步骤S1～S5；S7：回填碎石；S8：拆除沙箱及剪刀撑。本发明采用沙箱与丝杠相互配合的方式限制管道的横向位移,同时使用剪刀撑限制管道滚动位移,最后回填碎石使管道整体稳定固定,能够使首段管道在水下保持稳定,保证首段管道安装精度,并且能够满足后续管道的安装要求,施工质量得到保证且大大提高,工艺直接有效,沙箱及剪刀撑等固定构件可循环使用,极大的降低了施工成本,缩短施工周期。(The invention relates to a construction process, in particular to a method for stably fixing a first section pipe joint of an ultra-large-diameter GRP pipeline underwater. The method comprises the following steps: s1: lowering the first section of the pipeline; s2: lowering a sandbox and fixing a pipeline; s3: lowering the adjacent first section of the secondary pipeline; s4: repeating step S2; s5: installing a cross brace; s6: repeating the steps S1-S5; s7: backfilling broken stones; s8: and (5) dismantling the sandbox and the cross brace. According to the invention, the transverse displacement of the pipeline is limited by adopting a mode of mutually matching the sandbox and the lead screw, meanwhile, the cross brace is used for limiting the rolling displacement of the pipeline, finally, broken stones are backfilled to ensure that the whole pipeline is stably fixed, the first-section pipeline can be kept stable underwater, the installation precision of the first-section pipeline is ensured, the installation requirement of the subsequent pipeline can be met, the construction quality is ensured and greatly improved, the process is direct and effective, the sandbox, the cross brace and other fixing components can be recycled, the construction cost is greatly reduced, and the construction period is shortened.)

一种超大直径GRP管道首段管节水下稳定固定的方法

技术领域

本发明涉及一种施工工艺，具体涉及一种超大直径GRP管道首段管节水下稳定固定的方法。

背景技术

GRP管道为一种新型材料，目前在全球范围内广泛应用于市政管网、电厂循环水管线等，该种材料具有抗腐蚀、重量轻、强度高、可设计性能好以及原材料成本低的优点。但同样，该种材料密度仅为2.22kg/m³，在水中极易受到水流及风浪作用发生移动，在水下管道安装施工作业中，因施工进度需要，在一条管道安装路径上需要同时增开多个作业面，因此需要一种可靠的保证措施，确保首段管道在水中不发生移动，且精度可以满足后续管道安装要求。

申请人在发明专利申请CN201810964033.6中提出一种大直径GRP管道水下安装的方法，包括管道锁固回填，对安装完成的管道进行锁固回填，锁固采用墩袋对管道进行压载，防止管道漂浮、旋转，然后进行抛石压载，直至管道稳定。但是该固定方式只适用于一端为自由端一端为固定端的管道之间互相连接的安装固定；在单独首段管道安装，且两端均为自由移动端时，固定带仅仅是从管道上方对管道进行约束，但是管道自身为圆柱体，并且由于水流及风浪的影响，会导致已安装完成的管道出现位移或旋转滚动现象，从而影响管道安装精度及后续管道的安装。

发明内容

本发明的目的是为了解决为了满足水下管道安装需同时增开多个作业面的施工需要，要确保首端管道在水中不发生位移且精度要满足后续管道安装要求的技术问题，提供一种超大直径GRP管道首段管节水下稳定固定的方法，采用沙箱配合丝杠限制管道横向位移，采用剪刀撑限制管道滚动位移，最后回填碎石使首段管道整体稳定固定。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种超大直径GRP管道首段管节水下稳定固定的方法，包括以下步骤：S1：下放首段首节管道，根据管道起吊工装上的测控系统下放首段首节管道，并调整管道位置使管道实际坐标与管道设计坐标误差在允许范围内；

S2：下放沙箱并固定管道，将沙箱起吊下放至管道两端外侧位置处，调整安装在沙箱上的顶紧件，使其顶紧管道外壁；

S3：下放相邻首段次节管道，根据管道起吊工装上的测控系统下放相邻的首段次节管道，并调整管道位置使管道实际坐标与管道设计坐标误差在允许范围内；

S4：下放沙箱并固定管道，重复步骤S2；

S5：安装剪刀撑，相邻管道安装完成后，在相邻两个管道之间安装剪刀撑限制管道滚动位移；

S6：重复步骤S1~S5直至首段管节组安装完成；

S7：回填碎石，在管道中间位置回填碎石，保证管道稳定；

S8：拆除沙箱及剪刀撑，使沙箱顶紧件脱离管道外壁，将剪刀撑拆除，将沙箱及剪刀撑吊离管道。

进一步地，所述步骤S1中，调整管道位置使管道实际坐标与管道设计坐标误差不得大于2cm。

进一步地，所述步骤S2中，将沙箱起吊下放至管道两端外侧10cm位置处，然后调整管道位置，使管道实际位置与设计位置误差不得大于1cm。

进一步地，所述步骤S2中，沙箱上安装的顶紧件为沙箱丝杠，调整沙箱丝杠，使沙箱丝杠顶紧管道外壁。

进一步地，所述沙箱丝杠端部具有适应管道弧度的弧形板，弧形板内部衬有胶皮用以保护管道。

进一步地，步骤S2中，所述沙箱内部装有碎石吨袋，沙箱底部为可开合结构，沙箱下部安装有控制沙箱底部开合的控制装置。

进一步地，所述步骤S3中，调整管道位置使管道实际坐标与管道设计坐标误差不得大于1cm。

进一步地，所述步骤S5中，剪刀撑为丝杠结构，长短可自由调整，剪刀撑与管道安装抱箍相连接，每相邻两根管道的上端和下端分别布置两根剪刀撑，两个剪刀撑呈X字型布置。

进一步地，步骤S5中所述的剪刀撑的安装方式为：先将剪刀撑运送至待安装位置，然后根据管道实际位置及安装抱箍预留孔位置调节剪刀撑长短，最后将剪刀撑与安装抱箍预留孔使用螺栓连接。

进一步地，所述步骤S7中，待管道保持稳定后，控制沙箱底部打开。

本发明有益效果如下：

（1）本发明采用采用沙箱与丝杠相互配合的方式限制管道的横向位移，同时使用剪刀撑限制管道滚动位移，最后回填碎石使管道整体稳定固定，能够使首段管道在水下保持稳定，保证首段管道安装精度，并且能够满足后续管道的安装要求，施工质量得到保证且大大提高，工艺直接有效。

（2）本发明沙箱丝杠端部具有适应管道弧度的弧形板，弧形板内部衬有胶皮用以保护管道，通过调整沙箱外侧丝杠对管道进行紧固，使弧形板牢牢靠紧管道外壁。

（3）本发明沙箱内部装有碎石吨袋，沙箱底部为可开合结构，沙箱下部安装有控制沙箱底部开合的控制装置，在管道中间位置碎石回填完成并保证管道稳定后，可控制沙箱底部打开，将沙箱吊离管道后，沙箱内部的碎石吨袋回填至管道中间位置，能够进一步增加管道稳定性，同时有助于起吊沙箱。

（4）本发明剪刀撑为丝杠结构，长短可自由调整，剪刀撑通过螺栓与管道安装抱箍相连接，方便拆卸，每相邻两根管道的上端和下端分别布置两根剪刀撑，两个剪刀撑呈X字型布置，能够更好的限制管道滚动位移，结构更加稳定牢固。

（5）本发明沙箱及剪刀撑等固定构件可循环使用，极大的降低了施工成本，缩短了施工周期。

附图说明

图1为本发明施工平面示意图。

图2为本发明端面示意图1（不含剪刀撑及安装抱箍）。

图3为本发明端面示意图2（不含沙箱）。

图4为本发明沙箱示意图。

图中：1.沙箱，2.沙箱丝杠，3. 安装抱箍，4.管道，5.剪刀撑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。

如图1-4所示，一种超大直径GRP管道首段管节水下稳定固定的方法，包括以下步骤：

S1：下放首段首节管道，根据管道起吊工装上的测控系统下放首段首节管道，并调整管道4位置使管道实际坐标与管道设计坐标误差不得大于2cm；

S2：下放沙箱并固定管道，首段首节管节安装完成后，将沙箱1起吊下放至管道4两端外侧10cm位置处，沙箱1为长2m，宽1.5m，高2.5m的框架式结构，沙箱1内部装有碎石吨袋，每个碎石吨袋可装碎石1.5t，一个沙箱1可装3个碎石吨袋，沙箱1底部为可开合结构，沙箱1下部安装有控制沙箱1底部开合的控制装置，沙箱1上安装有沙箱丝杠2，沙箱丝杠2位于沙箱1高度为2m位置处，正好可顶紧圆形管道4外壁最外侧，沙箱丝杠2端部具有适应管道弧度的弧形板，弧形板内部衬有胶皮用以保护管道4，待沙箱1安装完成后，重新调整管道4位置，使管道实际位置与设计位置误差不得大于1cm，然后调整沙箱1上的外侧丝杠，使弧形板牢牢靠紧管道4外壁，将管道4顶紧；

S3：下放相邻首段次节管道，根据管道起吊工装上的测控系统下放相邻的首段次节管道，并调整管道4位置使管道实际坐标与管道设计坐标误差不得大于1cm；

S4：下放沙箱并固定管道，重复步骤S2；

S5：安装剪刀撑，相邻管道4安装完成后，在相邻两个管道4之间安装剪刀撑5限制管道滚动位移，剪刀撑5的安装方式为：潜水员先将剪刀撑5运送至待安装位置，然后根据管道4实际位置及安装抱箍3预留孔位置调节剪刀撑5长短，剪刀撑5为丝杠结构，长短可自由调整，最后将剪刀撑5与安装抱箍3预留孔使用螺栓连接，通过螺栓连接，方便拆卸，每相邻两根管道4的上端和下端分别布置两根剪刀撑5，两个剪刀撑5呈X字型布置，能够更好的限制管道滚动位移，结构更加稳定牢固；

S6：重复步骤S1~S5直至首段管节组安装完成；

S7：回填碎石，在管道4中间位置回填碎石，保证管道稳定，待管道4保持稳定后，控制沙箱1底部打开；

S8：拆除沙箱及剪刀撑，潜水员将沙箱1外侧丝杠脱离管道4外壁，将剪刀撑5螺栓拆除，使用吊车将沙箱1及剪刀撑5吊离管道4，沙箱1及剪刀撑5等固定构件可循环使用，极大的降低了施工成本，缩短了施工周期，沙箱1内部的碎石吨袋回填至管道4中间位置，能够进一步增加管道稳定性，同时有助于起吊沙箱。

采用本实施例中设计的首段管道安装的施工质量要求：首段管节位置与设计位置误差不得大于1.5cm，后续管道安装管缝范围为1cm~3cm，轴线偏差不得大于3.75cm。

采用本实施例中设计的首段管道安装情况为：管道4单根长度18m，管道内壁4m，管道外壁4.18m，材料为GRP材质，下部垫层为二片石+2mm~4mm碎石垫层，首段区域水深7m，管道4使用150t起重船进行安装，起重船首先根据起吊工装上目前现有的测控系统反馈的坐标，将首段首节管道放置在既定位置，位置偏差不得大于2cm，起重船将沙箱1放置在已安装好的首段首节管道两侧10cm位置，再次精确调整首段首节管道位置后，潜水员将沙箱丝杠2拧紧，使之紧贴管道4外壁，起重船下放安装与之相邻的首段次节管道，并安装沙箱1，待沙箱丝杠2拧紧后，潜水员将剪刀撑5根据管道实际位置及相对姿态安装至抱箍预留孔洞处，剪刀撑5与安装抱箍3之间使用螺栓连接，依次重复上述步骤直至首段6根管道4全部安装完成，每组管道4六根一排，管道4之间间距2m，管道4安装完成后使用5000t方驳装载2000m³碎石对管道4中部进行压载回填，回填完成后，潜水员拆除沙箱1及剪刀撑5，完成首段管节的安装工作。

本发明采用沙箱与丝杠相互配合的方式限制管道的横向位移，同时使用剪刀撑限制管道滚动位移，最后回填碎石使管道整体稳定固定，能够使首段管道在水下保持稳定，保证首段管道安装精度，并且能够满足后续管道的安装要求，施工质量得到保证且大大提高，工艺直接有效，沙箱及剪刀撑等固定构件可循环使用，极大的降低了施工成本，缩短施工周期。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。