CN106677257B - 一种电厂海上取排水沉管的安装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电厂海上取排水沉管的安装工艺，包括以下步骤：沉管预制、沉管上驳、半潜驳船运输、钢浮箱安装、半潜驳船下潜、沉管吊运、沉管定位、沉管下沉对接、拉合紧密、拆除钢浮箱、拆除测量塔、前节千斤顶及安装扣板。本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺，沉管采用钢箱助浮安装，解决了沉管自身浮力不足的问题；能确保沉管的安装精度满足设计及规范要求通过对拆除钢浮箱工艺的优化，可有效的保护下一节沉管的基床，还能减少工程造价，缩短施工工期。

Description

一种电厂海上取排水沉管的安装工艺

技术领域

本发明涉及一种电厂海上取排水沉管的安装工艺。

背景技术

随着经济和社会的持续发展，用电量也飞速增长，为了满足人们生产和生活的用电需求，其主要方式是发电厂的改建、扩建和增容，其中许多是火电站和核电站。火力发电和核能发电都需要对发电设备进行冷却，这就需要大量的冷却水。因此，大型核电、火电站大多靠近海湾、河口、湖泊、水库等处选址，以便就地利用水资源实现冷却。取排水沉管工程是决定发电厂热能效率高低的重要因素之一。取排水沉管的安装施工难度大，具体体现在以下几个方面：

1)沉管的基础采用碎石基床的结构形式，钢浮箱在拆除过程中，易对下一节沉管的碎石基床造成破坏；

2)预制沉管的体积大、重量重，且沉管本身不具备封闭空间，自身提供的浮力较小；

3)设计要求沉管的安装精度控制在2cm之内，要求精度极高；

4)沉管的节数多、安装线路长，沉管的安装平面位置精度控制要求高，若控制不到位，极易造成较大的累积误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种电厂海上取排水沉管的安装工艺，它能确保沉管的安装精度满足设计及规范要求，还能减少工程造价，缩短施工工期。

本发明的目的是这样实现的：一种电厂海上取排水沉管的安装工艺，包括以下步骤：沉管预制、沉管上驳、半潜驳船运输、钢浮箱安装、半潜驳船下潜、沉管吊运、沉管定位、沉管下沉对接、拉合紧密、拆除钢浮箱、拆除测量塔、前节千斤顶及安装扣板；其中，

进行所述沉管预制步骤时，是在预制场码头预制多节取水沉管、两座取水头沉箱、多节排水沉管和三座排水口头部沉管；预制时按由岸侧往海侧方向自小至大编制预制件号，以便由岸侧往海侧交替安装取、排水沉管；

进行所述沉管上驳步骤时，将预制完成的沉管装在半潜驳船上，沉管置于半潜驳船的船艏位置，每次仅安装一节沉管；

进行所述半潜驳船运输步骤时，由拖轮将装有一节沉管的半潜驳船由预制场码头拖带至下潜坑，半潜驳船顺沉管的安装轴线方向并且船首朝向海侧，船尾朝向岸侧，再通过四角抛八字锚就位；

进行所述钢浮箱安装步骤时，起重船先就位，接着安装测量GPS和拉合千斤顶，再通过起重船安装钢浮箱；起重船就位时，起重船与半潜驳船同轴线地停在半潜驳船的船首并通过四角抛八字锚就位；安装测量GPS时，将所述测量GPS安放到测量塔的顶端，通过无线信号与起重船的电脑连接好，再将测量塔吊放到沉管的预埋件上，通过法兰螺栓固定在预埋件上；沉管中轴线的头尾端均要安装一座测量塔；所述拉合千斤顶安装在沉管头部的吊环上；安装钢浮箱时，钢浮箱放置于平板驳船上，平板驳船停靠在就位后的半潜驳船的一侧；起重船通过横向移船将钢浮箱从平板驳船起吊至半潜驳船上，再通过前后移船并借助半潜驳船上的卷扬机牵引将钢浮箱塞入沉管的每个孔道内；

进行所述半潜驳船下潜步骤时，是在钢浮箱安装完成后，半潜驳船注水下潜，当沉管的顶板的上表面略高于水面时，起重船先向前移动船位，使起重船的扒杆从半潜驳船的首塔楼之间伸入半潜驳船体的沉管全长的1/2处，当起重船的主钩垂线与沉管的中心重合时停止移船，放下主钩，系挂吊缆，然后半潜驳船继续下潜，直到沉管的顶部浸入水面约1m时停止下潜；

进行沉管吊运步骤时，起重船向后移动船位，将沉管吊离半潜驳船，在吊运过程中，保持沉管的顶面在水面以下1m，再收紧后锚移动船位，使拔杆退出半潜驳船，随后半潜驳船排水上浮并收缆移出下潜坑，再移出航道位置，之后起重船移至安装位置，抛锚收缆就位，最后半潜驳船由拖轮拖回预制场码头，进行下节沉管上驳、运输和下潜；

进行所述沉管定位步骤时，包括依次进行的起重船定位和沉管初定位；

进行起重船定位时，起重船吊着沉管进入基槽范围后停船抛锚，参照前节沉管尾部预留的测量塔为对标标准，并通过收放缆绳移动船位，当起重船吊运沉管至离前节沉管10m时，停止移船并精确调整船位准备沉管安装；

进行沉管初定位时，起重船的电脑通过无线信号接收沉管顶部的测量GPS的信号，将沉管的精确位置反映在定位软件上，由测量员反馈信息给船长，并由船长指挥卷扬机操作工绞缆进行初定位，使沉管的轴线与安装轴线基本保持对齐，待沉管缓缓靠近并距离前节沉管1m时，停止移船；

进行所述沉管下沉对接步骤时，包括排水沉管水下对接和取水沉管水下对接；

进行排水沉管水下对接时，先将待装排水沉管缓慢靠近前节排水沉管，此时保持待装排水沉管高于前节排水沉管1m，直至待装排水沉管距离前节排水沉管小于50cm时，再将待装排水沉管慢慢向左靠近导向构件直至与导向构件接触时停止向左移动，此时开始下放待装排水沉管至标高与前节排水沉管一致时停止下放，然后向前缓慢移动排水沉管直至与前节排水沉管靠紧；

进行取水沉管水下对接时，对接水平方向及垂直方向位置均通过测量塔控制，对接时，先将待装取水沉管缓慢靠近前节取水沉管，直至距离前节取水沉管1m时，停止移动，再次调整待装取水沉管的轴线位置、标高与前节取水沉管一致，然后起重船向前移动船位，直至待装取水沉管与前节取水沉管靠紧；

进行所述拉合紧密步骤时，由潜水员下水进行沉管的拉合作业，拉合千斤顶通过钢丝绳、卸扣与前节沉管尾部吊点连接，连接完成后，工作船上油泵开始供油，千斤顶拉杆回收，沉管开始拉合，直至两节沉管接缝小于2cm停止拉合，最后，起重船松钩，接着由潜水员在水下拆除沉管吊点上的卸扣；

进行所述拆除钢浮箱步骤时，包括依次进行的钢浮箱注水下沉、拉出钢浮箱、钢浮箱出水和钢浮箱回收；

进行钢浮箱注水下沉时，为精确控制钢浮箱注水量，在钢浮箱制作时已在内腔内安装了泡沫；

进行拉出钢浮箱时，是在钢浮箱下沉至沉管的底板后，潜水员将起重船的抽芯锚缆绳通过卸扣与钢浮箱的头部吊环连接，起重船间接性收紧缆绳试拉钢浮箱，若试拉过程中发现受阻，立即放松缆绳并后移船位，直至试拉时钢浮箱平顺移动，方可持续将钢浮箱拉出沉管；

进行钢浮箱出水时，是在钢浮箱拉出沉管后，起重船下放吊钩，潜水员在水下进行换缆作业，将吊钩系挂在钢浮箱的顶部四个吊环上，并打开钢浮箱尾部的出水阀门排水，吊钩系缆完成后，起重船收紧吊缆，缓慢将钢浮箱吊出水面；

进行浮箱回收时，是在钢浮箱吊出水面并在钢浮箱排水完毕后，由起重船将钢浮箱吊至平板驳船上存放，并关闭钢浮箱上的进、出阀门，等待下一件沉管安装；

进行拆除测量塔、前节千斤顶和安装扣板步骤时，由潜水员水下拆除岸侧一端的测量塔和前节沉管上的千斤顶并吊出水面，再安装扣板，完成该节沉管的安装工作。

上述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其中，安装取水管时，还包括在拆除测量塔、前节千斤顶及安装扣板步骤后进行接缝注浆步骤，即通过压力泵将水泥浆通过两节沉管的接缝处预留的注浆管注入两节取水沉管的两圈止水带之间空隙中。

上述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其中，进行所述沉管预制步骤时，所述取水沉管的预制数量为二十节，第一节取水沉管至十三节取水沉管为双孔共壁管，每孔的横截面呈矩形；第十四节取水沉管为双孔共壁管过渡至两个单孔管，每孔的横截面也呈矩形；第十五节取水沉管至第二十节取水沉管均为单孔管，并且孔的横截面均为矩形；第十七节取水沉管与第十五节取水沉管连接的一端面以及第十八节取水沉管与第十六节取水沉管连接的一端面均为直面，另一端面为斜面；第十九节取水沉管和第二十节取水沉管的两端面均为斜面；每座所述取水头沉箱呈圆筒形并沿圆周开设一圈用钢筋混凝土支柱支撑并分隔的进水窗口，每个进水窗口均设置进水格栅；每座取水头沉箱内均设置井字形横梁及并在横梁的相交处设置立柱。

上述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其中，进行所述沉管预制步骤时，所述排水沉管的预制数量为六十四节；第一节排水沉管至第五十一节排水沉管均为三孔管，每孔的横截面呈矩形；第五十二节排水沉管为三孔共壁管过渡至三个单孔管，每孔的横截面呈矩形；第五十三节排水沉管至第六十四节排水沉管均为单孔管并且孔的横截面均呈矩形；每座所述排水口头部沉管为横截面呈正方形的单孔沉管并且孔的尺寸沿水流方向逐渐减小，排水口头部沉管的顶部设置三个矩形犀头，每个犀头的四周分别设置一个排水窗口。

上述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其中，进行所述半潜驳船运输步骤时，取水沉管的下潜坑设在取水沉管的安装轴线的延长线上并距离第一节取水沉管的安装位置为466m；排水沉管的下潜坑有两个，第一个排水沉管的下潜坑设在排水沉管的安装轴线的延长线上并距离第一节排水沉管的安装位置为774m，第二个排水沉管的下潜坑设在排水口头部沉管的基槽位置。

上述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其中，进行所述钢浮箱安装步骤时，除了将钢浮箱塞在沉管的孔道内，还采用外绑钢浮箱，即由起重船将钢浮箱吊放至沉管的两侧或顶部并系好捆绑钢丝绳，捆绑钢丝绳在沉管的两侧拉环及钢浮箱的外侧定位环中为松弛设置，当沉管下潜入水中后，钢浮箱上浮，捆绑钢丝绳自然拉紧，当钢浮箱上浮至顶面与沉管的顶面齐平后，半潜驳船暂停下潜，由操作人员将系于钢浮箱的吊环上的细钢丝绳拉紧并将钢丝绳端部系于沉管的顶板中部预埋的拉环上，让钢箱紧靠于沉管的侧壁上，之后半潜驳船继续下潜直至沉管的顶面没入水面1m。

上述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其中，进行所述半潜驳船下潜步骤时，先要进行下潜前的准备，包括扫海、选择下潜和吊运安装的时段。

本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺具有以下特点：

1)加强沉管预制质量控制及沉管基础施工质量控制，确保沉管的安装精度满足设计及规范要求；

2)严格控制取水沉管接头的预制质量，在下水安装前，对场内所有取水沉管的阴阳榫接头进行配对测量，对不满足尺寸要求的阴阳榫接头进行打磨调整，同时，在水下安装时，严格按设计要求控制接缝宽度，在接头注浆过程中严格控制注浆压力，确保接头注浆密实；

3)安装开始时，严格控制首件沉管的安装平面位置，后续施工中，对每件沉管安装平面位置进行记录分析，若累积误差较大，则及时对下节沉管的安装位置进行调整，以确保沉管的整体轴线位置符合设计要求；

4)沉管采用钢箱助浮安装，解决了沉管自身浮力不足的问题；

5)优化钢浮箱的拆除工艺，即在钢浮箱前部的上部吊耳露出沉管时，用起重船吊住钢浮箱前部的上部吊耳继续拉出钢浮箱，在钢浮箱后部的上部吊耳露出沉管时，将钢浮箱放置在基床上并系挂钢浮箱后部的上部吊耳，起重船起吊钢浮箱并继续拉出钢浮箱，直至将钢浮箱全部拉出沉管。通过对钢箱助拆除工艺的优化，可有效的保护下一节沉管的基床。

附图说明

图1是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺的流程图；

图2是采用本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺安装的取水沉管的安装顺序示意图；

图3是采用本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺安装的排水沉管的安装顺序示意图；

图4是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱的前视图；

图5是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱的后视图；

图6是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱的俯视图；

图7是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱的轴向剖面图；

图8a是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱外绑在第二节和第三节取水沉管上的结构示意图；

图8b是图8a的侧视图；

图9a是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱外绑在第十四节取水沉管上的结构示意图；

图9b是图9a的侧视图；

图10a是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱外绑在第一节和第三节排水沉管上的结构示意图；

图10b是图10a的侧视图；

图11是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱外绑在第五十二节排水沉管上的俯视图；

图12是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱外绑在第五十九节和六十一节排水沉管上的俯视图；

图13是本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱外绑在排水口头部沉管上的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1至图13，本发明一种电厂海上取排水沉管的安装工艺，包括以下步骤：沉管预制、沉管上驳、半潜驳船运输、钢浮箱安装、半潜驳船下潜、沉管吊运、沉管定位、沉管下沉对接、拉合紧密、拆除钢浮箱、拆除测量塔、前节千斤顶及安装扣板。

进行沉管预制步骤时，是在预制场码头预制二十节取水沉管、两座取水头沉箱、六十四节排水沉管和三座排水口头部沉管；预制时按由岸侧往海侧方向自小至大编制预制件号，以便由岸侧往海侧交替安装取、排水沉管；第一节取水沉管至十三节取水沉管为双孔共壁管，每孔的横截面呈矩形；第十四节取水沉管为双孔共壁管过渡至两个单孔管而呈“Y”形，每孔的横截面也呈矩形；第十五节取水沉管至第二十节取水沉管均为单孔管，并且孔的横截面均为矩形；第十七节取水沉管与第十五节取水沉管连接的一端面以及第十八节取水沉管与第十六节取水沉管连接的一端面均为直面，另一端面为15°的斜面；第十九节取水沉管和第二十节取水沉管的两端面均为15°的斜面；每座取水头沉箱呈具有顶板和底板的圆筒形并沿圆周开设一圈用钢筋混凝土支柱支撑并分隔的进水窗口，每个进水窗口均设置铜合金的进水格栅；每座取水头沉箱内均设置井字形横梁并在横梁的相交处设置；排水沉管的预制数量为六十四节；第一节排水沉管至第五十一节排水沉管均为三孔管，每孔的横截面呈矩形；第五十二节排水沉管为三孔共壁管过渡至三个单孔管，每孔的横截面呈矩形；第五十三节排水沉管至第六十四节排水沉管均为单孔管并且孔的横截面均呈矩形；每座排水口头部沉管为横截面呈正方形的单孔沉管并且孔的尺寸沿水流方向逐渐减小，排水口头部沉管的顶部设置三个矩形犀头，每个犀头的四周分别设置一个排水窗口；

进行沉管上驳步骤时，采用气囊移运工艺将预制完成的沉管装在半潜驳船上，沉管置于半潜驳船的船艏位置，每次仅安装一节沉管；

进行半潜驳船运输步骤时，由拖轮将装有一节沉管的半潜驳船由预制场码头沿设定航道拖带至下潜坑，半潜驳船顺沉管的安装轴线方向并且船首朝向海侧，船尾朝向岸侧，再通过四角抛八字锚就位；取水沉管的下潜坑设在取水沉管的安装轴线的延长线上并距离第一节取水沉管的安装位置为466m；排水沉管的下潜坑有两个，第一个排水沉管的下潜坑设在排水沉管的安装轴线的延长线上并距离第一节排水沉管的安装位置为774m，第二个排水沉管的下潜坑设在排水口头部沉管的基槽位置；

进行钢浮箱安装步骤时，起重船先就位，接着安装测量GPS和拉合千斤顶，再通过起重船安装钢浮箱；起重船就位时，起重船与半潜驳船同轴线地停在半潜驳船的船首并通过四角抛八字锚就位；安装测量GPS时，将测量GPS安放到测量塔的顶端，通过无线信号与起重船的电脑连接好，再利用起重船的小吊钩将测量塔吊放到沉管的预埋件上，通过法兰螺栓固定在预埋件上；沉管的中轴线的头尾端均要安装一座测量塔；通过两点成直线进行定位控制；拉合千斤顶安装在沉管头部的吊环上；安装钢浮箱时，钢浮箱放置于平板驳船上，平板驳船停靠在就位后的半潜驳船的一侧；起重船通过横向移船将钢浮箱从平板驳船起吊至半潜驳船上，再通过前后移船并借助半潜驳船上的卷扬机牵引将钢浮箱塞入沉管的每个孔道内；除了将钢浮箱塞在沉管的孔道内，还在第十四节取水沉管和第五十二节排水沉管的顶部加挂钢浮箱助浮，以解决吊装过程中的平衡问题，另外在第二节和第三节取水沉管、第一节至第四节、第八节、第十三节、第十八节、第二十二节、第二十七节、第三十二节、第三十七节、第四十二节、第五十九节和第六十节排水沉管的两侧外绑钢浮箱助浮，由于这些构件自重大，内塞钢浮箱助浮能力有限；即在半潜驳船及起重船在下潜坑就位后，由起重船将钢浮箱200吊放至沉管100的两侧并系好捆绑钢丝绳300(直径43mm)，捆绑钢丝绳300在沉管100的两侧拉环101及钢浮箱200的外侧定位环201中为松弛设置；当沉管100下潜入水中后，钢浮箱200上浮，捆绑钢丝绳300自然拉紧，当钢浮箱200上浮至顶面与沉管100的顶面齐平后，半潜驳船暂停下潜，由操作人员将系于钢浮箱200的上部吊耳22上的细钢丝绳400(直径15mm)拉紧并将钢丝绳400端部系于沉管100的顶板中部预埋的拉环102上，让钢浮箱200紧靠于沉管100的侧壁上，防止钢浮箱200往两侧漂移(见图8a至图10b)；之后半驳船继续下潜直至沉管的顶面没入水面1m；

进行半潜驳船下潜步骤时，是在钢浮箱安装完成后进行，先要进行下潜前的准备，包括扫海、选择下潜和吊运安装的时段；扫海即为在首节沉管安装前，安排测量船配置多波束测深仪对下潜坑区域及吊运路线进行扫海，绘制精确的等深线图；选择下潜和吊运安装时段即为收集历年潮位、气象资料，结合沉管吃水，下潜坑、吊运路线上水深，找出满足下潜、吊运水深要求的潮位时间段，以选择下潜、吊运、安装作业时间；半潜驳船注水下潜，当沉管的顶板的上表面略高于水面时，由起重船先向前移动船位，使起重船的扒杆从半潜驳船的首塔楼之间伸入半潜驳船体的沉管全长的1/2处，当起重船的主钩垂线与沉管的中心重合时停止移船，放下主钩，系挂吊缆，然后半潜驳船继续下潜，直到沉管的顶部浸入水面约1m时停止；

进行沉管吊运步骤时，起重船将沉管吊离半潜驳船，在吊运过程中，保持沉管的顶面在水面以下1m，再收紧后锚移动船位，使拔杆退出半潜驳船，起重船移至安装位置时，抛锚收缆就位；随后半潜驳船排水上浮并收缆移出下潜坑，再移出航道位置，然后由拖轮拖回预制场码头，进行下节沉管上驳、运输和下潜；

进行沉管定位步骤时，包括依次进行的起重船定位和沉管初定位；

进行起重船定位时，起重船吊着沉管进入基槽范围后停船抛锚，参照前节沉管尾部预留的测量塔为对标标准，并通过收放缆绳移动船位，当起重船吊运沉管至离已安装的前节沉管10m时，停止移船并精确调整船位准备沉管安装；

进行沉管初定位时，起重船的电脑通过无线信号接收沉管顶部的测量GPS的信号，将沉管的精确位置反映在定位软件上，由测量员指挥卷扬机操作工绞缆进行初定位，使沉管的轴线与安装轴线基本保持对齐，待沉管缓缓靠近并距离前节沉管约1m时，停止移船；

进行沉管下沉对接步骤时，包括排水沉管水下对接和取水沉管水下对接；

进行排水沉管水下对接时，先将待装排水沉管缓慢靠近前节排水沉管，此时保持待装排水沉管高于前节排水沉管1m，由于导向构件位于前节排水沉管左侧，在待装排水沉管前移过程中应稍偏于前节排水沉管的右侧，直至待装排水沉管距离前节排水沉管小于50cm时，再将待装排水沉管慢慢向左靠近导向构件直至与导向构件接触时停止向左移动，此时开始下放待装排水沉管至标高与前节排水沉管一致时停止下放，然后向前缓慢移动排水沉管直至与前节排水沉管靠紧，完成对接；

进行取水沉管水下对接时，对接水平方向及垂直方向位置均通过测量塔控制，若对接出现困难时，可通过潜水员水下观察、探摸，完成对接；对接时，先将待装取水沉管缓慢靠近前节取水沉管，直至距离前节取水沉管1m时，停止移动，再次调整待装取水沉管的轴线位置、标高与前节取水沉管一致，然后起重船向前移动船位，直至待装取水沉管与前节取水沉管靠紧，完成对接；

进行拉合紧密步骤时，由潜水员下水进行沉管的拉合作业，拉合千斤顶通过钢丝绳、卸扣与前节沉管尾部吊点连接，连接完成后，工作船上油泵开始供油，千斤顶拉杆回收，沉管开始拉合，直至两节沉管接缝小于2cm停止拉合，由潜水员水下摄影取证，两节沉管拉合完成，最后，起重船松钩，接着由潜水员在水下拆除沉管吊点上的卸扣；

进行拆除钢浮箱步骤时，包括依次进行的钢浮箱注水下沉、拉出钢浮箱、钢浮箱出水和钢浮箱回收；

进行钢浮箱注水下沉时，为精确控制钢浮箱注水量，在钢浮箱制作时已在内腔内安装了泡沫，以确保钢浮箱在注满水后，其重力略大于其浮力即可。

进行拉出钢浮箱时，是在钢浮箱下沉至沉管的底板后，潜水员将起重船的抽芯锚缆绳通过卸扣与钢浮箱前部的上部吊耳连接，在水位较深段可在船头安装导向架，减小缆绳仰角，起重船间接性收紧缆绳试拉钢浮箱，若试拉过程中发现受阻，立即放松缆绳并后移船位，直至试拉时钢浮箱平顺移动，方可持续将钢浮箱拉出沉管；在钢浮箱前部的上部吊耳露出沉管时，用起重船吊住钢浮箱前部的上部吊耳继续拉出钢浮箱，在钢浮箱后部的上部吊耳露出沉管时，将钢浮箱放置在基床上并系挂钢浮箱后部的上部吊耳，起重船起吊钢浮箱并继续拉出钢浮箱，直至将钢浮箱全部拉出沉管。

进行钢浮箱出水时，是在钢浮箱拉出沉管后，起重船下放吊钩，潜水员在水下进行换缆作业，将吊钩系挂在钢浮箱的四个上部吊耳上，并打开钢浮箱尾部的出水阀门排水，吊钩系缆完成后，起重船收紧吊缆，缓慢将钢浮箱吊出水面，由于此时钢浮箱处于重力略大于浮力的状态，因此在吊出水面时不会出现上跳情况；

进行浮箱回收时，是在钢浮箱吊出水面并在钢浮箱排水完毕后，由起重船将钢浮箱放回水面，并关闭钢浮箱上的进、出水阀门，再将钢浮箱吊至平板驳船上存放，等待下一件沉管安装；

进行拆除测量塔、前节千斤顶和安装扣板步骤时，潜水员水下拆除岸侧一端的测量塔和前节沉管上的千斤顶并吊出水面，然后钢浮箱注水下沉并由起重船逐件拉出沉管，完成该节沉管的安装工作。该件沉管安装完成后，为保证沉管接缝不发生松动，不能立即拆除对拉装置，应待下一节沉管安装完成后再拆除，最后进行扣板安装。

安装取水管时，还要进行接缝注浆步骤，即通过压力泵将水泥浆通过两节沉管的接缝处预留的注浆管注入两节取水沉管的两圈止水带之间空隙中。

本发明的电厂海上取排水沉管的安装工艺采用的钢浮箱包括由前封板1、后封板2、顶板3、底板4和两侧板5、5’构成的横截面为矩形的封闭仓，其中，

封闭仓的中部通过一块隔板20分为前仓10和后仓30；前仓10和后仓30的长度相同；封闭仓的总长度与单节取排水管的长度适配；封闭仓的横截面的长度和宽度分别小于单节取排水管的内孔的横截面的长度和宽度；

前封板1的上部并排地设有一个前仓通气阀11、两个前仓进水阀12一个后仓通气阀13和两个后仓进水阀14，该前封板1的下部并排地设置一个前仓出水阀15和一个后仓出水阀16；

后仓通气阀13通过一根后仓通气管130与后仓30连通；该后仓通气管130沿前仓10的长度方向水平设置并且它的内端头均穿过隔板20伸入后仓30；

两个后仓进水阀14一一对应地通过两根后仓进水管140与后仓30连通；该两根后仓进水管140沿前仓10的长度方向水平设置并且它们的内端头均穿过隔板20伸入后仓30；

后仓出水阀16通过一根后仓出水管160与后仓30连通；该后仓出水管160沿前仓10的长度方向水平设置并且它们的内端头均穿过隔板20伸入后仓30；

为了便于吊装，在前封板1的上下端分别相对地设置一对端部吊耳21；并在顶板3上对应前仓10的中部两侧和后仓30的中部两侧分别相对地设置一个上部吊耳22；

为了便于运输，在底板4的前后部分别设置一对滚轮40。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (7)

1.一种电厂海上取排水沉管的安装工艺，其特征在于，包括以下步骤：沉管预制、沉管上驳、半潜驳船运输、钢浮箱安装、半潜驳船下潜、沉管吊运、沉管定位、沉管下沉对接、拉合紧密、拆除钢浮箱、拆除测量塔、前节千斤顶及安装扣板；

进行所述沉管预制步骤时，是在预制场码头预制多节取水沉管、两座取水头沉箱、多节排水沉管和三座排水口头部沉管；预制时按由岸侧往海侧方向自小至大编制预制件号，以便由岸侧往海侧交替安装取、排水沉管；

进行所述沉管上驳步骤时，将预制完成的沉管装在半潜驳船上，沉管置于半潜驳船的船艏位置，每次仅安装一节沉管；

进行所述半潜驳船运输步骤时，由拖轮将装有一节沉管的半潜驳船由预制场码头拖带至下潜坑，半潜驳船顺沉管的安装轴线方向并且船首朝向海侧，船尾朝向岸侧，再通过四角抛八字锚就位；

进行所述钢浮箱安装步骤时，起重船先就位，接着安装测量GPS和拉合千斤顶，再通过起重船安装钢浮箱；起重船就位时，起重船与半潜驳船同轴线地停在半潜驳船的船首并通过四角抛八字锚就位；安装测量GPS时，将所述测量GPS安放到测量塔的顶端，通过无线信号与起重船的电脑连接好，再将测量塔吊放到沉管的预埋件上，通过法兰螺栓固定在预埋件上；沉管中轴线的头尾端均要安装一座测量塔；所述拉合千斤顶安装在沉管头部的吊环上；安装钢浮箱时，钢浮箱放置于平板驳船上，平板驳船停靠在就位后的半潜驳船的一侧；起重船通过横向移船将钢浮箱从平板驳船起吊至半潜驳船上，再通过前后移船并借助半潜驳船上的卷扬机牵引将钢浮箱塞入沉管的每个孔道内；

进行所述半潜驳船下潜步骤时，是在钢浮箱安装完成后，半潜驳船注水下潜，当沉管的顶板的上表面高于水面时，起重船先向前移动船位，使起重船的扒杆从半潜驳船的首塔楼之间伸入半潜驳船体的沉管全长的1/2处，当起重船的主钩垂线与沉管的中心重合时停止移船，放下主钩，系挂吊缆，然后半潜驳船继续下潜，直到沉管的顶部浸入水面1m时停止下潜；

进行沉管吊运步骤时，起重船向后移动船位，将沉管吊离半潜驳船，在吊运过程中，保持沉管的顶面在水面以下1m，再收紧后锚移动船位，使拔杆退出半潜驳船，随后半潜驳船排水上浮并收缆移出下潜坑，再移出航道位置，之后起重船移至安装位置，抛锚收缆就位，最后半潜驳船由拖轮拖回预制场码头，进行下节沉管上驳、运输和下潜；

进行所述沉管定位步骤时，包括依次进行的起重船定位和沉管初定位；

进行起重船定位时，起重船吊着沉管进入基槽范围后停船抛锚，参照前节沉管尾部预留的测量塔为对标标准，并通过收放缆绳移动船位，当起重船吊运沉管至离前节沉管10m时，停止移船并精确调整船位准备沉管安装；

进行沉管初定位时，起重船的电脑通过无线信号接收沉管顶部的测量GPS的信号，将沉管的精确位置反映在定位软件上，由测量员反馈信息给船长，并由船长指挥卷扬机操作工绞缆进行初定位，使沉管的轴线与安装轴线保持对齐，待沉管缓缓靠近并距离前节沉管1m时，停止移船；

进行所述沉管下沉对接步骤时，包括排水沉管水下对接和取水沉管水下对接；

进行排水沉管水下对接时，先将待装排水沉管缓慢靠近前节排水沉管，此时保持待装排水沉管高于前节排水沉管1m，直至待装排水沉管距离前节排水沉管小于50cm时，再将待装排水沉管慢慢向左靠近导向构件直至与导向构件接触时停止向左移动，此时开始下放待装排水沉管至标高与前节排水沉管一致时停止下放，然后向前缓慢移动排水沉管直至与前节排水沉管靠紧；

进行取水沉管水下对接时，对接水平方向及垂直方向位置均通过测量塔控制，对接时，先将待装取水沉管缓慢靠近前节取水沉管，直至距离前节取水沉管1m时，停止移动，再次调整待装取水沉管的轴线位置、标高与前节取水沉管一致，然后起重船向前移动船位，直至待装取水沉管与前节取水沉管靠紧；

进行所述拉合紧密步骤时，由潜水员下水进行沉管的拉合作业，拉合千斤顶通过钢丝绳、卸扣与前节沉管尾部吊点连接，连接完成后，工作船上油泵开始供油，千斤顶拉杆回收，沉管开始拉合，直至两节沉管接缝小于2cm停止拉合，最后，起重船松钩，接着由潜水员在水下拆除沉管吊点上的卸扣；

进行所述拆除钢浮箱步骤时，包括依次进行的钢浮箱注水下沉、拉出钢浮箱、钢浮箱出水和钢浮箱回收；

进行钢浮箱注水下沉时，为精确控制钢浮箱注水量，在钢浮箱制作时已在内腔内安装了泡沫；

进行拉出钢浮箱时，是在钢浮箱下沉至沉管的底板后，潜水员将起重船的抽芯锚缆绳通过卸扣与钢浮箱的头部吊环连接，起重船间接性收紧缆绳试拉钢浮箱，若试拉过程中发现受阻，立即放松缆绳并后移船位，直至试拉时钢浮箱平顺移动，方可持续将钢浮箱拉出沉管；

进行钢浮箱出水时，是在钢浮箱拉出沉管后，起重船下放吊钩，潜水员在水下进行换缆作业，将吊钩系挂在钢浮箱的顶部四个吊环上，并打开钢浮箱尾部的出水阀门排水，吊钩系缆完成后，起重船收紧吊缆，缓慢将钢浮箱吊出水面；

进行浮箱回收时，是在钢浮箱吊出水面并在钢浮箱排水完毕后，由起重船将钢浮箱吊至平板驳船上存放，并关闭钢浮箱上的进、出阀门，等待下一件沉管安装；

进行拆除测量塔、前节千斤顶和安装扣板步骤时，由潜水员水下拆除岸侧一端的测量塔和前节沉管上的千斤顶并吊出水面，再安装扣板，完成该节沉管的安装工作。

2.根据权利要求1所述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其特征在于，安装取水管时，还包括在拆除测量塔、前节千斤顶及安装扣板步骤后进行接缝注浆步骤，即通过压力泵将水泥浆通过两节沉管的接缝处预留的注浆管注入两节取水沉管的两圈止水带之间空隙中。

3.根据权利要求1或2所述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其特征在于，进行所述沉管预制步骤时，所述取水沉管的预制数量为二十节，第一节取水沉管至十三节取水沉管为双孔共壁管，每孔的横截面呈矩形；第十四节取水沉管为双孔共壁管过渡至两个单孔管，每孔的横截面也呈矩形；第十五节取水沉管至第二十节取水沉管均为单孔管，并且孔的横截面均为矩形；第十七节取水沉管与第十五节取水沉管连接的一端面以及第十八节取水沉管与第十六节取水沉管连接的一端面均为直面，另一端面为斜面；第十九节取水沉管和第二十节取水沉管的两端面均为斜面；每座所述取水头沉箱呈圆筒形并沿圆周开设一圈用钢筋混凝土支柱支撑并分隔的进水窗口，每个进水窗口均设置进水格栅；每座取水头沉箱内均设置井字形横梁及并在横梁的相交处设置立柱。

4.根据权利要求1或2所述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其特征在于，进行所述沉管预制步骤时，所述排水沉管的预制数量为六十四节；第一节排水沉管至第五十一节排水沉管均为三孔管，每孔的横截面呈矩形；第五十二节排水沉管为三孔共壁管过渡至三个单孔管，每孔的横截面呈矩形；第五十三节排水沉管至第六十四节排水沉管均为单孔管并且孔的横截面均呈矩形；每座所述排水口头部沉管为横截面呈正方形的单孔沉管并且孔的尺寸沿水流方向逐渐减小，排水口头部沉管的顶部设置三个矩形犀头，每个犀头的四周分别设置一个排水窗口。

5.根据权利要求1或2所述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其特征在于，进行所述半潜驳船运输步骤时，取水沉管的下潜坑设在取水沉管的安装轴线的延长线上并距离第一节取水沉管的安装位置为466m；排水沉管的下潜坑有两个，第一个排水沉管的下潜坑设在排水沉管的安装轴线的延长线上并距离第一节排水沉管的安装位置为774m，第二个排水沉管的下潜坑设在排水口头部沉管的基槽位置。

6.根据权利要求1或2所述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其特征在于，进行所述钢浮箱安装步骤时，除了将钢浮箱塞在沉管的孔道内，还采用外绑钢浮箱，即由起重船将钢浮箱吊放至沉管的两侧或顶部并系好捆绑钢丝绳，捆绑钢丝绳在沉管的两侧拉环及钢浮箱的外侧定位环中为松弛设置，当沉管下潜入水中后，钢浮箱上浮，捆绑钢丝绳自然拉紧，当钢浮箱上浮至顶面与沉管的顶面齐平后，半潜驳船暂停下潜，由操作人员将系于钢浮箱的吊环上的细钢丝绳拉紧并将钢丝绳端部系于沉管的顶板中部预埋的拉环上，让钢箱紧靠于沉管的侧壁上，之后半潜驳船继续下潜直至沉管的顶面没入水面1m。

7.根据权利要求1或2所述的电厂海上取排水沉管的安装工艺，其特征在于，进行所述半潜驳船下潜步骤时，先要进行下潜前的准备，包括扫海、选择下潜和吊运安装的时段。