一种深海段海底管道安装方法

摘要

本发明关于一种深海段海底管道安装方法，能够将管道连接成500米以上的节段，利用锚艇在水面拖运管道，通过设置定位桩在管道拖航过程中对管道进行限位、管道对接及管道下沉过程中对管道进行限位，通过定位锚和定位桩的共同作用，在垂直于管道轴线的方向上，对管道进行双向限位，使得仅需要几个外海施工窗口期，同时利用第一驳船和第二驳船定位管道，利用气囊配合灌水进行多次沉放管道，避免单次沉放量大导致管道断裂的问题，该方法步骤简单，操作方便，效果良好。

权利要求

1.一种深海段海底管道安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

管道(1)安装基槽开挖成型，沿基槽一侧间隔设置若干个定位桩(2)，在与定位桩(2)同侧的基槽一侧间隔抛设若干个定位锚(5)，沿管道(1)长度方向间隔设置若干个气囊(12)，管道(1)运输时气囊(12)不充气；

在管道(1)待安装位置的头尾两侧分别定位有第一驳船(10)和第二驳船(11)，管道(1)通过锚艇(6)牵引及溜尾拖运至外海，第二驳船(11)绞锚移位让出管道(1)拖航通道，管道(1)拖运至待安装位置，两端分别连接第一驳船(10)的卷扬机和第二驳船(11)的卷扬机，第二驳船(11)绞锚移船恢复至原位，第一驳船(10)和第二驳船(11)将管道(1)位置调整到中心轴线，管道(1)贴合定位桩(2)并连接定位锚(5)的缆绳；

管道(1)定位完成之后，对所有气囊(12)进行充气，灌水第一次沉放管道(1)，气囊(12)全部受力，此时管道(1)水平悬浮在水下，依次割除气囊(12)的牺牲绳，气囊(12)吊带伸长，二次沉放管道(1)，重复上述操作，对管道(1)进行多次沉放，直至管道(1)整体靠近海床；

利用气囊(12)浮力抬起已安装管道(1)的管头，通过第二驳船(11)的卷扬机和履带吊调整两个对接管端的轴线偏差，反向拉合待安装管道(1)和已安装管道(1)并法兰连接，气囊(12)放气完成管道(1)坐底沉放至基槽，进行基槽回填。

2.根据权利要求1所述的深海段海底管道安装方法，其特征在于，定位桩(2)采用钢管桩，采用第三驳船(3)配履带吊挂振动锤进行沉桩施工。

3.根据权利要求1所述的深海段海底管道安装方法，其特征在于，在陆地上设置调压井连接管道(1)，若调压井到海岸的距离满足出运槽长度，则陆域基槽直接作为出运槽；若调压井到海岸的距离无法满足开挖出运槽长度，则在调压井旁侧重新开挖一条出运槽，出运槽与管道(1)轴线之间具有夹角，出运槽连通基槽。

4.根据权利要求1所述的深海段海底管道安装方法，其特征在于，定位锚(5)抛设点距离管道(1)轴线40m‑60m，定位锚(5)间距为60m‑100m。

5.根据权利要求1所述的深海段海底管道安装方法，其特征在于，管道(1)的端部设有盲板，盲板与管道(1)端部法兰盘通过螺栓连接，盲板上部设有气阀，下部设有水阀，气阀和水阀均用于管道(1)灌水沉放。

6.根据权利要求1所述的深海段海底管道安装方法，其特征在于，管道(1)在钢板桩基槽(8)内拖运由一艘锚艇(6)牵引管头向外海拖带，管尾不设置溜尾，管尾连接浮水尼龙缆(7)，当管尾即将离开钢板桩基槽(8)时，另一艘锚艇(6)打捞起漂浮在水面的浮水尼龙缆(7)并连接。

7.根据权利要求1所述的深海段海底管道安装方法，其特征在于，一艘锚艇(6)牵引管头，一艘锚艇(6)溜尾，将管道(1)向外海拖运，拖运过程中若干艘交通船(9)分别位于管道(1)基槽两侧，当管道(1)轴线偏移过大时，由两侧的交通船(9)对管道(1)进行顶推调整轴线。

8.根据权利要求1所述的深海段海底管道安装方法，其特征在于，管道(1)拖运到位之前，一艘交通船(9)提前牵引第一驳船(10)上的卷扬机绳头在第一驳船(10)内侧待命，当管头位置拖运到靠近第一驳船(10)时，交通船(9)将卷扬机绳头与管头位置连接，此时牵引锚艇(6)解缆，第一驳船(10)卷扬机缓慢收紧钢丝绳，过程中溜尾锚艇(6)需持续带力。

9.根据权利要求1所述的深海段海底管道安装方法，其特征在于，第二驳船(11)上的履带吊将管道(1)的管头位置吊高，使气阀露出水面，潜水员打开管尾的水阀与管头的气阀，管道(1)开始灌水。

10.根据权利要求1‑9任一项所述的深海段海底管道安装方法，其特征在于，基槽成型后先进行垫层抛填，再沉放管道(1)，然后依次进行回填砂、碎石层和块石层的回填。

说明书

一种深海段海底管道安装方法

技术领域

[0001] 本发明涉及海底管道安装技术领域，特别是一种深海段海底管道安装方法。

背景技术

[0002] 一些临海的工业园区项目拥有海洋放流管等配套辅助设施工程，海洋放流管由陆域引入海域，并由海域的浅滩段引致深海段，海域内的海洋放流管多为海底埋设的钢管，海底埋设钢管一般采用船舶作业，开挖基槽，基槽中垫层抛填，基槽中架设钢管管道，基槽分层回填。

[0003] 现有技术方案中，采用船吊起吊安装每一节管道，每一节管道的长度在100米左右，一根放流管的长度基本为几公里，因而需要几十个施工窗口期，导致工期较长。

[0004] 另外，深海段风浪较大，常规的铺管船法施工风险较大，不易施工，管道容易发生断裂。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于：针对现有技术存在的现有深海段海底埋设管道施工中要么需要的施工窗口期多、工期长，要么施工风险大管道容易发生断裂的问题，提供一种深海段海底管道安装方法。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

[0007] 一种深海段海底管道安装方法，包括以下步骤：

[0008] 管道安装基槽开挖成型，沿基槽一侧间隔设置若干个定位桩，在与定位桩同侧的基槽一侧间隔抛设若干个定位锚，沿管道长度方向间隔设置若干个气囊，管道运输时气囊不充气；

[0009] 在管道待安装位置的头尾两侧分别定位有第一驳船和第二驳船，管道通过锚艇牵引及溜尾拖运至外海，第二驳船绞锚移位让出管道拖航通道，管道拖运至待安装位置，两端分别连接第一驳船的卷扬机和第二驳船的卷扬机，第二驳船绞锚移船恢复至原位，第一驳船和第二驳船将管道位置调整到中心轴线，管道贴合定位桩并连接定位锚的缆绳；

[0010] 管道定位完成之后，对所有气囊进行充气，灌水第一次沉放管道，气囊全部受力，此时管道水平悬浮在水下，依次割除气囊的牺牲绳，气囊吊带伸长，二次沉放管道，重复上述操作，对管道进行多次沉放，直至管道整体靠近海床；

[0011] 利用气囊浮力抬起已安装管道的管头，通过第二驳船的卷扬机和履带吊调整两个对接管端的轴线偏差，反向拉合待安装管道和已安装管道并法兰连接，气囊放气完成管道坐底沉放至基槽，进行基槽回填。

[0012] 采用本发明所述的一种深海段海底管道安装方法，能够将管道连接成500米以上的节段，利用锚艇在水面拖运管道，通过设置定位桩在管道拖航过程中对管道进行限位、管道对接及管道下沉过程中对管道进行限位，通过定位锚和定位桩的共同作用，在垂直于管道轴线的方向上，对管道进行双向限位，使得仅需要几个外海施工窗口期，同时利用第一驳船和第二驳船定位管道，利用气囊配合灌水进行多次沉放管道，避免单次沉放量大导致管道断裂的问题，该方法步骤简单，操作方便，效果良好。

[0013] 作为本发明优选地，定位桩采用钢管桩，采用第三驳船配履带吊挂振动锤进行沉桩施工。

[0014] 作为本发明优选地，在陆地上设置调压井连接管道，若调压井到海岸的距离满足出运槽长度，则陆域基槽直接作为出运槽；若调压井到海岸的距离无法满足开挖出运槽长度，则在调压井旁侧重新开挖一条出运槽，出运槽与管道轴线之间具有夹角，出运槽连通基槽。

[0015] 作为本发明优选地，定位锚抛设点距离管道轴线40m‑60m，定位锚间距为60m‑100m。

[0016] 作为本发明优选地，管道的端部设有盲板，盲板与管道端部法兰盘通过螺栓连接，盲板上部设有气阀，下部设有水阀，气阀和水阀均用于管道灌水沉放。

[0017] 作为本发明优选地，管道在钢板桩基槽内拖运由一艘锚艇牵引管头向外海拖带，管尾不设置溜尾，管尾连接浮水尼龙缆，当管尾即将离开钢板桩基槽时，另一艘锚艇打捞起漂浮在水面的浮水尼龙缆并连接。

[0018] 作为本发明优选地，一艘锚艇牵引管头，一艘锚艇溜尾，将管道向外海拖运，拖运过程中若干艘交通船分别位于管道基槽两侧，当管道轴线偏移过大时，由两侧的交通船对管道进行顶推调整轴线。

[0019] 作为本发明优选地，管道拖运到位之前，一艘交通船提前牵引第一驳船上的卷扬机绳头在第一驳船内侧待命，当管头位置拖运到靠近第一驳船时，交通船将卷扬机绳头与管头位置连接，此时牵引锚艇解缆，第一驳船卷扬机缓慢收紧钢丝绳，过程中溜尾锚艇需持续带力。

[0020] 作为本发明优选地，第二驳船上的履带吊将管道的管头位置吊高，使气阀露出水面，潜水员打开管尾的水阀与管头的气阀，管道开始灌水。

[0021] 作为本发明优选地，基槽成型后先进行垫层抛填，再沉放管道，然后依次进行回填砂、碎石层和块石层的回填。

[0022] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

[0023] 本发明所述的一种深海段海底管道安装方法，能够将管道连接成500米以上的节段，利用锚艇在水面拖运管道，通过设置定位桩在管道拖航过程中对管道进行限位、管道对接及管道下沉过程中对管道进行限位，通过定位锚和定位桩的共同作用，在垂直于管道轴线的方向上，对管道进行双向限位，使得仅需要几个外海施工窗口期，同时利用第一驳船和第二驳船定位管道，利用气囊配合灌水进行多次沉放管道，避免单次沉放量大导致管道断裂的问题，该方法步骤简单，操作方便，效果良好。

附图说明

[0024] 图1为定位桩安装的立面示意图；

[0025] 图2为定位桩和定位锚布置的平面示意图；

[0026] 图3为管道出运的平面示意图一；

[0027] 图4为管道出运的平面示意图二；

[0028] 图5为管道出运的平面示意图三；

[0029] 图6为管道系泊定位的平面示意图一；

[0030] 图7为管道系泊定位的平面示意图二；

[0031] 图8为管道系泊定位的平面示意图三；

[0032] 图9为管道系泊定位的平面示意图四；

[0033] 图10为管道系泊定位的平面示意图五；

[0034] 图11为管道沉放的立面示意图一；

[0035] 图12为管道沉放的立面示意图二；

[0036] 图13为管道二次沉放割绳示意图；

[0037] 图14为管道沉放的立面示意图三；

[0038] 图15为管道对接时管头高差的示意图；

[0039] 图16为管道对接时管头上下侧楔形缝的示意图；

[0040] 图17为管道对接时管头左右侧楔形缝的示意图；

[0041] 图18为管道对接时管头错台的示意图。

[0042] 图中标记：1‑管道，2‑定位桩，3‑第三驳船，4‑定位架，5‑定位锚，6‑锚艇，7‑浮水尼龙缆，8‑钢板桩基槽，9‑交通船，10‑第一驳船，11‑第二驳船，12‑气囊。

具体实施方式

[0043] 下面结合附图，对本发明作详细的说明。

[0044] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0045] 实施例1

[0046] 如图1至图18所示，本发明所述的一种深海段海底管道安装方法，包括以下步骤：

[0047] 步骤一、管道1安装基槽开挖。

[0048] 深海段采用9000t耙吸船进行基槽开挖，配置36m3抓斗船进行槽底与边坡修整，部分区域开挖可选用抓斗船和泥驳共同作业，部分区域开挖可选用耙吸船和抓斗船共同作业；基槽底宽为3m，粉细砂层放坡1:5，粉质黏土层放坡1:3。

[0049] 步骤二、定位桩2施打。

[0050] 定位桩2主要作用为：管道1拖航过程中对管道1进行限位、管道1对接及管道1下沉过程中对管道1进行限位。

[0051] 如图2所示，为确保管道1拖航过程中，锚艇6能够顺利通行，故此方案考虑只在管道1基槽单侧施打定位桩2，由于海域常年风向多为东南风，故考虑定位桩2位置位于管道1基槽下风向。

[0052] 定位桩2采用DN600钢管桩，桩身偏移管道1基槽轴线1m，定位桩2间距为80m，本方案考虑定位桩2循环使用，管道1安装完成之后将定位桩2拔除并去下一段管道1安装位置打桩。

[0053] 通过切割或者加长，来控制钢管桩的长度，考虑进场15*37＝555m钢管桩，每次只施打两段管道1的钢管桩(14根)，待管道1安装完之后，拔除钢管桩，再去下一段管道1的位置施打，故同一时间钢管桩的最大需求量为14*37m＝518m，555m＞518m，满足需求。

[0054] 如图1所示，采用7000t的第三驳船3配200t履带吊挂振动锤进行沉桩施工；首先，利用槽钢焊接沉桩定位架4，并将其焊接于第三驳船3船头，然后，计算钢管桩的坐标，利用GPS引导第三驳船3初定位，再对定位架4精测，通过第三驳船3锚缆小幅度收放精确定位，最后，将钢管桩穿过定位架4，完成钢管桩定位，开始沉桩。沉桩过程中，GPS不断复测桩位，进行校核调整。定位架4采用[16a焊接而成，其内控穿管尺寸为1m×1m，可适应钢管桩外径0.6m，分上下两层，间距1.5m，可确保钢管桩垂直度。

[0055] 具体施工方式为：200t履带吊副钩与钢管桩一端连接，首先用副钩将钢管桩在第三驳船3上竖直立起，之后副钩起吊将钢管桩竖直插入海底，此时主钩震动锤夹紧桩顶，震动锤起吊钢管桩放入定位架4，调整钢管桩位置后开始打桩，震动锤采用DZ90型号。

[0056] DN600钢管桩每延米重量为152.8kg，钢管桩最长37m重量为5.6t，DZ90震动锤重量为5.8t，故履带吊最大起吊重量为11.4t，考虑配备13.5t副钩用以辅助起吊钢管桩。根据200t履带吊参数表，起吊重量为12t时最大跨距可达到44m，满足本实施例施工需求。

[0057] 步骤三、垫层抛填。

[0058] 深海段采用挖机上方驳的方式进行垫层抛填，先在抛填区设置浮标让驳船初定位，再通过GPS进行精确定位，抛石采用网格法抛填，由岸侧向海侧进行施工，一个区域完成后再向另一个区域进行，抛填时需勤打水坨，控制抛石垫层顶面标高，确保垫层顶面标高不高于施工规定的碎石基床标高。

[0059] 基床整平首先进行粗平，粗平的范围为整个二片石垫层面，潜水员下潜到基床面进行人工清理，清理按“去高填洼”的原则进行，根据基床面的局部平整度，将高出基床面及局部过高的石料搬移至较低的地方，局部低洼的地方则采用附近较高的石料填平，如果补填量较大可由潜水员指挥方驳进行船位调整，通过方驳上挖掘机抛填石料至基床面既定位置，然后再进行细平。

[0060] 垫层细平采用导轨刮刀法，在平板驳船艏平行设置二根钢轨，钢轨一端固定在船上，另一端伸出船外，钢轨上设有两个起重滑车，两个起重滑车分别固定在两根钢轨的外端，用来控制基床整平过程中使用的刮尺，刮尺用型钢制成，并用钢丝绳通过滑车悬吊在水中，潜水员在水中沿水平方向推动刮尺，以达到整平目的，刮尺每向前移动1m，方驳必须移动一次。

[0061] 步骤四、管道1焊接。

[0062] 管道1焊接分为两个阶段，第一阶段：在管道1焊接区将3节12m长管道1焊接成36m长管道1，转运至堆存区；第二阶段：在出运通道将36m管道1逐根焊接加长，边焊接边下水，直至达到指定长度，在管道1下方支垫上枕木，采用100t履带吊吊装配合进行组对。

[0063] 步骤五、管道1拼装。

[0064] 根据现场实际情况，调压井已施工完成，调压井连接管道1，调压井起到调节管道1压力的作用，若调压井到海岸的距离无法再满足开挖出运槽的长度，则考虑在调压井旁侧重新开挖一条长80m的出运槽，出运槽边线距离调压井外壁1m(避免开挖到调压井基础)，出运槽与管道1轴线夹角约4°(tan4°＝1/16，可以满足管道1弯曲半径要求)；若调压井到海岸的距离满足开挖出运槽的长度，则陆域基槽直接作为出运槽；出运槽宽度为3m，出运槽端部连通基槽，开挖深度纵向坡比1:16，可以满足管道1平顺出运；堆存区存放的管道1单元吊运至出运槽中，然后通过出运槽送至基槽。

[0065] 管道1出运采用挖机配合卷扬机出运的方式进行，至少一台卷扬机沿基槽牵引管道1；另设一台卷扬机位于陆侧调压井正前方，需预埋卷扬机基础，该卷扬机对管道1溜尾。

[0066] 管道1出运槽前方布设一台双滑轮滚轴，滚轴包裹橡胶皮；后方采用小砂袋堆高。将36m管道1架设于滚轴和砂袋的支点之上。

[0067] 当一节36m管道1焊接完成之后，由卷扬机缆绳连接管头(由于卷扬机钢丝绳仅为300m，需再系挂一根300m长度的80mm尼龙缆)，2台PC490通过管道1顶部的吊耳将管道1尾部略微抬高，管底离开砂袋，此时卷扬机收紧缆绳，尾部两台挖机配合，缓慢将管道1向外侧平移，直至36m管道1完全下水。

[0068] 由于管道1下水过程中，管道1下部仅有滚轴一个支点，且滚轴会跟随管道1前进过程而转动，故不会损伤管道1防腐层，另外，滚轴表面包裹橡胶皮，确保与管道1接触时不会刮伤管道1。

[0069] 步骤六、定位锚5抛设。

[0070] 如图2所示，考虑到单侧定位桩2仅能对管道1在一个方向进行限位，海上安装管道1一个周期内风力、水流力方向会发生多次改变，仅靠单侧定位桩2无法满足限位要求，故需在定位桩2同侧再抛设一排定位锚5，通过定位锚5和定位桩2的共同作用，在垂直于管道1轴线的方向上，对管道1进行双向限位；定位锚5选用3t铁锚，抛设点距离管道1轴线50m，定位锚5间距为80m。

[0071] 定位锚5距离管道1中轴线为50m，定位锚5与管道1连接的钢丝绳长考虑2m富余，设定为52m；以最不利断面为例(基槽开挖厚度最大的断面)，当管道1漂浮在水面上时，所需缆绳长度为50.8m，当管道1沉入基槽底时，所需缆绳长度为51.5m，故钢丝绳长设定为52m可以满足需求。

[0072] 步骤七、管道1出运。

[0073] 气囊12布置间距10m，全部采用5t柱状气囊12，通过吊带与管道1顶部吊耳进行连接；管道1顶部间隔10m焊接吊耳，用于气囊12绑扎；管头及管尾两侧焊接吊耳，用于拖航过程中的牵引以及溜尾；管头及管尾顶部焊接吊耳，用于管头与管尾的起吊；管道1与定位锚5的连接挂点处焊接吊耳，用于定位锚5连接，单根管道1焊接吊耳数量为65个。

[0074] 气囊12和吊带在管道1出运前绑扎在管道1顶部与吊耳连接，此时气囊12不充气，并用16mm黄色尼龙绳将气囊12固定，防止拖运过程中气囊12滑落。

[0075] 管道1端部位置提前焊接法兰，单根管道1的管头焊接固定法兰，管尾焊接旋转法兰头，法兰按国标DN1000mm、1.6Mpa选型，法兰内径1024mm，厚度46mm，共有28个螺栓孔，配套M42高强螺栓以及不锈钢垫片，对接所用的不锈钢垫片，提前焊接在法兰盘接口处。

[0076] 管道1的管头与管尾分别通过盲板连接法兰密封，盲板上的气阀为DN150口径、水阀为DN300口径，气阀与水阀外侧焊接钢筋护笼进行保护，防止出运过程中发生碰撞破坏阀门。

[0077] 定位桩2顶部距离水面约1m的位置需绑扎缠绕土工布，避免管道1系泊过程成钢管桩与管道1的摩擦造成防腐层破损。

[0078] 如图3所示，深海段管道1拼接完成之后在浅滩段钢板桩基槽8内进行寄存，方便拖运；管道1在钢板桩基槽8内拖运由一艘锚艇6牵引管头向外海拖带，管尾不设置溜尾，但预留一根30m长度的浮水尼龙缆7与管尾连接，另一艘锚艇6在钢板桩基槽8外侧等待，当管尾即将离开钢板桩基槽8时，溜尾锚艇6操作人员使用系缆勾打捞起漂浮在水面的浮水尼龙缆7与锚艇6连接，如图4所示，此时两艘锚艇6共同将管道1向外海拖运。

[0079] 如图5所示，一艘锚艇6牵引管头，一艘锚艇6溜尾，将管道1继续向外海拖运，拖运过程中若干艘交通船9分别位于管道1基槽两侧，当管道1轴1线偏移过大时，由两侧的交通船9对管道1进行顶推调整轴线(管身提前喷涂里程标识线，便于指挥顶推位置)。

[0080] 步骤八、管道1系泊定位。

[0081] 管道1系泊采用一艘5000t的第一驳船10和一艘7000t的第二驳船11分别牵引管头与管尾，其中管头位置采用第二驳船11上的两台卷扬机成“八字缆”形式将管头固定，管尾位置采用第一驳船10上的一台卷扬机通过单根缆绳将管尾固定。

[0082] 如图6所示，首先两艘方驳需提前在管道1待安装位置的管道1头尾两侧进行定位，其中第一驳船10距离管尾约50m，第二驳船11距离管头约10m。

[0083] 如图7所示，当管道1开始外海拖运之后第二驳船11需绞锚移位，让出管道1拖航通道。

[0084] 如图7所示，管道1拖运到位之前，一艘交通船9提前牵引第一驳船10上的卷扬机绳头在第一驳船10内侧待命，当管头位置拖运到距离第一驳船10约50m位置时，交通船9快速将卷扬机绳头与管头位置连接，此时牵引锚艇6解缆，第一驳船10卷扬机缓慢收紧钢丝绳，过程中溜尾锚艇6需持续带力，防止管道1前进速度过快撞到第一驳船10。

[0085] 如图8所示，当管道1全部进入第一驳船10与第二驳船11之间的区域后，两艘交通船9快速将第二驳船11上两台卷扬机绳头与管尾两侧吊耳连接，溜尾锚艇6解缆，第二驳船11卷扬机缓慢收紧钢丝绳，此时第一驳船10上一台卷扬机牵引管头，第二驳船11上两台卷扬机牵引管尾，将管道1临时进行固定。

[0086] 如图9所示，第二驳船11绞锚移船，缓慢恢复至原位，三台卷扬机共同配合将管道1位置调整到中心轴线。

[0087] 如图10所示，管道1轴线与设计基槽轴线重合之后，卷扬机缓慢调整管道1的纵向位置，使待安装管道1管头位置与已安装管道1管尾位置间距约3m，三艘交通船9同步顶推管道1，使管道1整体贴近一侧的定位桩2，另外两艘交通船9牵引定位锚5的缆绳，与管道1指定位置的吊耳进行连接。

[0088] 步骤九、管道1沉放。

[0089] 管道1定位完成之后，两艘潜水船(用锚艇6兼任)依次对所有气囊12进行充气，操作人员检查所有气囊12与管道1顶部吊耳的连接是否稳固，第二驳船11上的200t履带吊将管头位置吊高约50cm，使气阀露出水面，潜水员打开管尾的水阀与管头的气阀，管道1开始灌水。

[0090] 如图11所示，第二驳船11上200t履带吊将管尾位置吊高50cm后，通过对讲机指挥潜水员先打开管头位置的水阀，之后再打开管尾位置的气阀(顺序不可颠倒，防止潜水员由于水阀进水时巨大的水压力受到损伤)，管道1大里程处水阀进水，小里程气阀排气，管道1从大里程开始下沉，并逐渐向小里程传递，当管尾开始逐渐没水时，履带吊吊钩缓慢下放，随管尾一起入水，当大里程管头位置下沉5m后，第一个气囊12开始受力，之后所有气囊12依次开始受力，直至管道1整体下沉5m，气囊12全部受力，此时管道1水平悬浮在水下5m位置，达到受力平衡。

[0091] 二次沉放主要用于当水深深度较大，一次灌水沉放无法到位，需要将管道1多次沉放才可到达指定标高的水域。

[0092] 二次沉放通过割断气囊12牺牲吊带的方式进行，二次沉放的高度为8m。

[0093] 如图12和图13所示，当管道1灌水沉放完成之后，管道1整体悬浮在水面5m以下的位置时，潜水员从小里程开始往大里程方向依次割除气囊12的牺牲绳，牺牲绳割除后，吊带的长度将会伸长8m，从而将管道1再次下沉8m，当水深较深时，重复上述操作，可对管道1进行多次沉放，直至管道1整体到达距离海床底约1m的位置，等待对接。

[0094] 步骤十、已安装管道1管头起浮。

[0095] 如图14所示，考虑到管道1在距离海床底约1m的位置进行对接，需对已安装管道1的管头起浮1m，从而使管头法兰位置处于同一水平高度，已安装管道1的管头采用气囊12助浮，气囊12布置方式为距管头25m位置布设两个气囊12、距管头30m位置布设三个气囊12、距管头35m位置布设三个气囊12，共八个气囊12，总浮力为32t，管头起浮所用的气囊12需提前预留，即上一段管道1出运时，即在管头预留好八个气囊12，待下一段管对接时，直接对气囊12充气起浮。

[0096] 步骤十一、管道1反向拉合。

[0097] 如图14所示，通过卷扬机和履带吊调整两个对接管端的轴线偏差，第二驳船11上2台卷扬机钢丝绳穿过待安装管段管头两侧吊耳，然后固定在已安装管段管尾两侧带有滑轮卡环的吊耳上，第二驳船11卷扬机缓慢收紧，第一驳船10卷扬机缓慢放松，管头逐渐贴合。

[0098] 拉合前应先对管道1进行粗定位，在待安装管道1管头位置和已安装管道1管尾位置分别绑扎一黄色浮漂，通过观察浮漂的间距来控制定位，直至两条管道1的法兰间距剩余约3m，此时开始进行卷扬机拉合，拉合时潜水员实时观测管头剩余距离，当剩余距离约为30cm‑40cm时停止拉合。

[0099] 步骤十二、管道1对接。

[0100] 潜水员下水将已安装管道1和待安装管道1的盲板全部拆除，履带吊起吊盲板回收，将履带吊吊钩与待安装管道1管头正上方的吊耳连接，便于对接过程中履带吊随时调整管头的垂直高度。

[0101] 通过履带吊调整管头的垂直高度，通过卷扬机调整管头的水平偏差与轴向距离，当两个管头轴向距离缩小至30cm‑40cm时，快速在法兰盘的上下左右四个方位穿入4根50cm的全牙螺杆，潜水员通过棘轮扳手紧固全牙螺杆，将管道1进一步拉合。

[0102] 继续紧固全牙螺杆，当管头轴向距离剩余约5cm时，潜水员在法兰盘底部自下而上穿入对接所用的钢螺栓(由于管道1起浮的原因，管头处于上扬的姿态，故优先穿入底部的螺栓)，使用气动扳手快速紧固钢螺栓，之后将4根全牙螺杆替换为对接所用的钢螺栓，潜水员紧固螺栓。

[0103] 如图15所示，当管头出现高差，即两个法兰盘垂直高度不一致时，潜水员应指挥履带吊将较低的管头略微抬高，从而使法兰盘达到同一垂直高度。

[0104] 如图16所示，当管头上部出现楔形缝时，潜水员应指挥两台卷扬机略微放松钢丝绳，同时履带吊略微将管头下放，从而使上部楔形缝合拢；反之，当管头下部出现楔形缝时，卷扬机应略微收紧钢丝绳，同时履带吊略微提升管头，从而使下部楔形缝合拢。

[0105] 如图17所示，当管头左侧出现楔形缝时，潜水员应指挥右侧卷扬机略微放松，同时左侧卷扬机略微收紧，使管头左侧楔形缝合拢。如果仍无法合拢，此时应指挥溜尾方驳绞锚移位，将管道1整体略微向左侧摆尾，楔形缝即可合拢。反之，当管头右侧出现楔形缝时，潜水员应指挥左侧卷扬机略微放松，同时右侧卷扬机略微收紧，使管头右侧楔形缝合拢。如果仍无法合拢，此时应指挥溜尾方驳绞锚移位，将管道1整体略微向右侧摆尾，楔形缝即可合拢。

[0106] 如图18所示，当管头左侧位置出现错台时，潜水员应指挥管头位置两台卷扬机略微放松钢丝绳，之后溜尾方驳卷扬机略微收紧，将管道1整体略微向大里程方向平移，使两个管头分开。此时管头位置左侧卷扬机略微收紧，即可消除错台。当右侧出现错台时，反之亦然。

[0107] 步骤十三、管道1最终沉放。

[0108] 当确保法兰底部钢螺栓全部连接并拧紧之后，管道1便可以由小里程向大里程逐个对气囊12进行放气，放气应由快艇搭载船员完成，通过气囊12放气完成管道1坐底沉放。

[0109] 当管道1全部坐底后，由于法兰顶部不再存在张力，顶部的螺栓可能会出现松动的情况，此时需要潜水员对法兰上部的螺栓全部再紧固一遍，紧固完成之后，利用2mm塞尺检测对接端的缝隙，若检测合格，则管道1对接完成；若检测不合格，则需再次拧紧、检测，直至检测合格。

[0110] 步骤十四、管道1基槽回填。

[0111] 管道1安装完成后，进行回填覆盖施工，先回填一层1700mm厚的回填砂，再回填一层300mm厚的碎石层，最后回填一层900mm厚的块石层，采用挖机上方驳的方式进行回填。

[0112] 本实施例所述的一种深海段海底管道安装方法，能够将管道1连接成500米以上的节段，利用锚艇6在水面拖运管道1，通过设置定位桩2在管道1拖航过程中对管道1进行限位、管道1对接及管道1下沉过程中对管道1进行限位，通过定位锚5和定位桩2的共同作用，在垂直于管道1轴线的方向上，对管道1进行双向限位，使得仅需要几个外海施工窗口期，同时利用第一驳船10和第二驳船11定位管道1，利用气囊12配合灌水进行多次沉放管道1，避免单次沉放量大导致管道1断裂的问题，该方法步骤简单，操作方便，效果良好。

[0113] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。