科技赋能，水下管道铺设打造畅流新通道

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水下管道是敷设在江、河、湖、海的水下用来输送液体、气体或松散固体的管道。以下是对水下管道铺设的详细介绍：

一、铺设方式

水下管道铺设主要有两种方式：

1. 铺设在水底上：管道直接放置在水底，这种方式适用于水道较深、水底平坦且沿管线没有障碍物和悬空地的情况。在此情况下，管道不会因船只抛锚、流体动力、土壤液化、床底土运动、河床冲刷或其他原因引起破坏。但需注意，直接铺设在水底的管道可能会受到风浪、潮流等自然力的影响，需要采取相应的固定和保护措施。

2. 埋设在水底下沟槽内：管道被埋设在预先挖好的水下沟槽内。这种方式可以避免管道直接暴露在水流中，减少风浪、潮流等自然力的影响，并提高管道的稳定性和耐久性。沟槽内管顶铺设深度一般为管径的3~4倍，以避免船只抛锚、河床冲刷等影响。在浅海受到波浪影响的地段，尤其需要挖沟将管道掩埋在土里。

二、铺设步骤

水下管道铺设的主要步骤包括：

1. 准备阶段：包括铺管船就位、安装托管架、倒海管、海管起始连接以及安装海管的起始封头等。浅水区一般将起始接头固定在导管架上，然后开始铺管，这种方法比较经济。

2. 海管焊接作业：海管需要被一根一根焊接在一起，然后下放到海底。焊接工序至关重要，包括坡口加工、管端消磁、管段预热、焊口组对、各种焊接（封底焊、填充焊、内部焊、盖帽焊）、无损探伤、喷砂、涂覆密封、发泡等十几项工序。

3. 海管入水：铺管船向前移船，海管入水。海管管端到达着泥点后，边焊接边铺设，进入正常铺管作业阶段。

4. 结束平铺管段作业：在海底管线铺设到立管安装位置附近时，结束铺设作业。

5. 立管、膨胀弯的连接：海管平铺段作业结束后，需要水下测量平铺段海管与立管之间的距离，定制膨胀弯管，并采用法兰连接的方式连接。浅水区域可以人工潜水进行后续连接工作，水深大于50米时，采用饱和潜水作业。

6. 海管清管试压、排水：完成所有管线连接后，需要进行清管试压的工作。清管作业是为了清洗管内壁、测量管线是否有屈曲变形。试验压力一般需要超过设计压力，以测试水下连接点是否泄漏。

7. 海管保护和固定：海管沉放到海底后，需要采取一定的保护措施来防止波浪、海流以及附近船舶抛锚等危及海管安全的情况。保护措施包括挖沟机挖沟掩埋、使用水泥垫块和固定压块等。水泥垫块和固定压块等制造、铺设成本高，因此只在立管、膨胀弯等连接处使用。

三、铺设技术

水下管道铺设中常用的技术包括：

1. 浮漂拖航铺管：先在岸边把管子连接成一定长度的管段，管段两端堵板，浮漂拖航到铺管位置，灌水入管，下沉到水底或沟槽内，取下堵板，然后将各管段之间在水下接口。预制管段用船只或用设在对岸的曳引设备（卷扬机、拖拉机等）浮拖。

2. 水底拖曳铺管：当长度较大的管段采用浮航困难时，可在水底拖曳。拖运时受风浪、潮汐等影响较小，作业安全，不需牵制船，但拖运马力较大。如管道分段预制，则应在拖曳过程中将管道逐段接口，增长拖曳长度。

3. 铺管船铺管：将管子用运管船运至铺管船上，在铺管船上进行管段接口后，沿铺管船上的滑道、管托架等装置，下入水底。

4. 冲沉土层铺管：先把管子放在水底，然后用冲泥器把高压水射向管底土层，使管底土液化，丧失承载能力，管道就埋入水底。液化土层的厚度一般为管径的3~4倍。采用这种方法的前提条件是管底土层为可被液化的。

四、铺设挑战与应对措施

水下管道铺设工程面临着多种挑战，包括地质条件不稳定、气象条件恶劣、施工设备失效等。为了应对这些挑战，需要采取以下措施：

1. 进行详细的地质勘测：了解地质情况，选择稳定性较好的区域进行铺设。

2. 制定科学合理的施工计划：充分利用天气窗口，避开恶劣天气条件，确保施工人员的安全。

3. 监测设备的运行状态：进行定期维护和检修，配备备用设备，并建立紧急故障处理机制。

4. 建立完善的应急措施体系：制定详细的应急预案，明确各种突发事件的应对策略和责任分工，对施工人员进行应急演练和培训。

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