试述近岸段海底管道铺设浮拖法应用

摘要：随着世界油气资源的日益紧张，世界各国都将海洋油气资源的开发与利用作为战略性任务，因此，海底管道安装技术成为现代油田重点研究的项目，并且得到了广泛的应用。海底管道铺设技术是建立在陆地管道穿越湖泊、河流等理论的基础之上的，本文以实际工程为例，主要探讨一下在近岸段海底管道浮拖法铺设施工中几项关键施工技术。

关键词：海底管道；铺设；陆地预制；浮拖就位；海上对接

中图分类号： TE832 文献标识码： A 文章编号：

海底管道铺设施工期长、投资规模大，在进行施工方法选择的时候要综合考虑多方面因素，对于降低风险、保证施工工期及成本核算等方面具有非常重要的意义。而近岸段海底管线的铺设多处在滩涂或水深较浅区域，不能满足铺管船的作业条件，针对此等海洋条件管线铺设多采用底托法、浮拖法。在某海底输油输气管线、海底光缆铺设安装工程中采用了浮拖法进行管线铺设，取得了良好的效果，本文针对浮拖法做简要分析，希望促进我国海洋油气建设的发展。

1.近岸段管道铺设主要施工方法介绍

1.1近岸段海管铺设底托法简介

底托法依然采用铺管船作为管线预制平台，将铺管船锚泊在铺管路由的指定位置上抛锚就位，利用铺管船上的铺管作业线完成管线的组对、焊接、检验、节点防腐处理等工作，在陆地管线登陆点端安装大型线性绞车，通过线性绞车收拉连接至铺管船端预制好的管线拖拉封头的钢缆，逐步将管线拖拉至登陆点，完成铺设。

在底托拖拉铺设前应根据管线参数、铺管张紧器的参数、海洋水文地质条件进行相关拖拉力计算，依据拖拉力的大小进行线性拖拉绞车的选型，或针对现有的拖拉绞车，通过对拖拉管道增加浮筒以减少拖拉力；改进拖拉结构，通过增设滑轮组以增加拖拉力。

1.2近岸段海底管线铺设浮拖法简介

浮拖法铺设则是主要在陆地修建管线预制厂地来完成管线的组对、焊接、检验、节点防腐处理等工作，在预制厂地将管线预制成特定长度的管段，并在特定海况下通过拖船以及辅助船舶将管线拖拉至指定位置进行沉管，在以浮吊船乘潮在管段接头位置打捞起来进行管段的组对、焊接、检验、节点防腐处理等工作，从而管线的铺设作业。

2近岸段海底管道铺设浮拖法的应用

在某海底管道铺设施工中，输油输气管线和海底光缆同步施工，采用了以下几步骤：

2.1陆地预制

在本工程中预制拖拉场地内布置H型钢管台架、拖拉发射轨道、拖拉设备、彩板围挡等设施。拖拉发射轨道采用H型钢槽内镶嵌枕木作为基础，铺设轻型钢轨，入海端部布置一组滚轮。为增加管线预制长度，在水下设置V型导向滚轮三组，间距15米，滚轮与轨道小车分布在一条延伸线上，使管段在拖拉过程中保持直线前进。管台架采用H300×200型钢制作，横向长6m，上铺木板，高度0.65m，纵向间距6m，纵向总长可达84m，可以满足并排焊接10排管线的操作要求。预制管段首部、尾部各布置卷扬机一台，拖拉过程中将钢缆通过导向滑轮缆连接到两端拖拉头上，以控制发射行进速度。管线拖拉下海时，每隔5米放置一个托拉小车；每个拖拉小车采用两根Φ80的轴，每根长900mm。为防止管道受水流冲击而受损害，同时保证管道铺设路由符合设计路由要求，在管道拖拉施工前沿管道路由打设一定间距的临时固定桩，以固定保护管道。由于受场地限制，管道在管台架上最多可以预制成84m，考虑到施工的安全方便和工作效率，将管段分段预制，这些管段需要用汽车吊依次吊放到轨道小车上并拖至相应位置，再进一步连接成整段。

2.2管线浮拖

施工人员在输油管线上按照管线浮力计算书得出的绑扎间距进行绑扎浮筒，为防止浮筒由于绳索力量过大导致损伤，在浮筒上方需加2块木板作为护板，采用麻绳将管线和浮筒绑扎在一起，每个浮筒绑扎绳索两道。在浮筒绑扎同时将拖拉钢缆进行布置，拖轮到轨道正前方海域抛锚定位，使用机动舟将平台上的牵引缆送到下水端，与主拖缆连接。辅助机动舟所用的尼龙缆同时进行连接以备拖拉施工，管线尾部设置卷扬机进行尾拖，以保证管线平稳下水，将卷扬机尾拖钢丝绳与管线尾部拖拉头连接，辅助牵引卷扬机坐在下水端设备放置区，连接好钢缆，原地待命，安排专人巡视现场，检查并清理发射轨道两侧的障碍物。准备工作完成后开始拖拉入水工作，拖拉过程必须缓慢进行同时陆地安排人员进行监控以确保管线平稳下水。当管线下水长度达到冲锋舟的连接位置时暂停拖拉，用尼龙缆连接管线和冲锋舟。冲锋舟在拖拉管线两侧每各布置1艘。拖拉管线在即将完全入水前停止拖拉，解除卷扬机尾拖钢丝绳与管线尾部拖拉头连接。管线整体下水后及时连接管线尾部拖轮，以控制管线行走的直线度。使用GPS定位系统确定管线需要浮拖的具体海域。第一根管线浮拖就位根据GPS定位及临时固定桩位置，第二根及后续浮拖管线根据上一根管线的端部具置确定管线浮拖位置。潜水员乘坐交通艇提前至管线需下沉的海域进行下水探摸，确定前段管线端部具置并设置浮标，用以指引拖轮抛锚就位，确定浮游拖拉管线端部与已经下沉至海底的管线端部，能预留保证后续连头的长度，避免距离过大或互相重叠过长。通过拖轮、冲锋舟的移位调整管线位置后将管线靠近临时固定桩。每个固定桩均布置缆绳连接管线，保证管线在水流等其它外力的作用下不产生漂移。管线达到预定位置后，潜水员下水解除浮筒，将管线沿临时固定桩沉降。在管线沉降过程中，浮筒的解除顺序需要先从管线一端，每隔一个浮筒解除一个，然后再顺序解除剩余的浮筒，避免管线大幅度突然下沉使管线受损。第一根管线沉降完成后，进行第二颗管线拖拉和沉降工作。

2.3海上连头施工

管线沉降安装超过2根后，即可开始海上管线对接。对接工作将在改造成焊接平台的平板驳上完成，具体施工程序如下：

（1）浮吊海上就位及管线吊装

浮吊就位需选择在海况允许的条件下进行，使用GPS确定海上平管段连头位置。潜水员下水探摸管线端部确却位置并设置浮标，指引浮吊驶至管线对接具置。起重船通过其拖轮驶至管线对接具置，通过其抛锚艇抛锚就位。利用浮吊提前将临时固定桩拔除，放置于平板驳船上。潜水员乘坐交通艇下水将钢丝绳通过“U”型卡子，拴在已经拖拉下海需要连头管线的一端，使用浮吊将管线慢慢吊离泥面。通过软件计算出的吊点位置，潜水员在水下确定吊点位置并悬挂钢丝绳。使用浮吊，将起吊段管线两侧各施打一排间距为30米的临时限位桩。起重工根据潜水员查看的水下情况，指挥浮吊将管线吊1离水面，并根据管线实际位置，通过搅动锚缆调整自身方位。将管线稳固在浮吊的一侧悬吊组上，悬吊组分别由型钢、一个定滑轮、一个动滑轮组成。使用相同方法将需对接连接的另一端管线稳固在浮吊2的悬吊上。改造为焊接平台的平板驳，在需要组对焊口的位置抛锚就位。

（2）管线内口组对及下沉管线

在焊接平台上使用半自动切割机分别切割两段管线拖拉头并打磨坡口。在施工海域最低潮时，使用海上用外对口器将两段管线进行组对。管口对接完成后进行内管焊接。内管焊口焊接完毕后在焊缝冷却后，采用X-光机检验对焊口进行RT检验。焊口检验合格后，采用与管线原保温材料相同的材料进行保温，并用镀锌铁丝邦扎牢固。使用海上用外对口器同时组对外管半瓦两侧焊口及中间的两道横口。管线连头完毕后，平板驳撤离连头水域位置，两艘浮吊同时缓慢释放悬吊缆绳，将管线缓慢下沉。管线下沉至海底后，潜水员至水下解除钢丝绳，并向浮吊发出管道复位信号。浮吊将临时限位桩拔除后进行海上抛压砂袋和灌浆袋。

3结束语

海底管道工程是一项综合的海底管线安装技术，具有施工投资大、施工质量要求高、施工环境多变以及施工组织复杂的特点。该海底管道工程投运后大大提高了输油能力，并带动了油田的开发建设，其中所采用的施工方法为今后海上管道施工提供了技术支持。

参考文献

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