气囊助浮管道移运方案

气囊助浮海底管道工程方案

一、总则

     管道于铺管船上，离海岸距离300M，采用气囊助浮铺管移运到岸边。海水最深处H1=9M，最浅处为H2=2M的管槽。管槽为梯形上底长5M，高2M，下底长2M。海水流向为离岸和向岸。深海处为重型管道，长约200M，近海处管道为轻管道，长100M。

二、参数设计及计算

管道的基本参数

长度： L=12000mm，直径Φ=800mm；  

外径水泥保护层厚度：a=120mm；

重量： 近海管道K=0.2t/M,远海管道k=0.6t/M。（除自身浮力以外）

根据管道系数和安全要求，采用的助浮气囊型号如下：

气囊长度: 近海助浮气囊L1=6000mm,远海助浮气囊L3=8000mm；

气囊直径：D=1500mm。

浮力计算和安全系数考虑：

气囊的自身最大浮力：

6000mm气囊的浮力：F1=ρg×(1/12πD³+π1/4D²L1)

=ρg×(0.88+10.59)=11.47t

8000mm气囊的浮力：F2=ρg×(1/12πD³ +π1/4D²L2)

=ρg×(0.88+14.13)=15.01t

所需助浮力W1=0.2×12=2.4t，W2=0.6×12=7.2t.

F1`＞W1,F2`＞W2能使管道悬浮于海水中

备用气囊各2条。

气囊开始是叠放于管道上，采用麻绳固定，充气后麻绳断裂。

三、气囊与管道的捆绑方法和示意图

由于长时间的在海水中浸泡，要注意气囊与管道的安全和稳定，保证在海水运动下和牵引拉力作用下，气囊的能够保证管道安全的在海上悬浮移运。

由于气囊提供的浮力远大于管道自身的重量。有较高的安全系数。因此，保证气囊与管道的稳固绑定就能使管道在海面上安全移运。设计的绑定方法如下图示：

在上图中，绑定的方法如下：

气囊上采用绑带（用红色绳所表示），管道采用钢丝绳绑定（黄色绳表示）中间用卡环连接。

钢丝绳的一端固定于一位置，在管道上绕一圈后进行绑定，每个管道采用5次相同的固定，以保证其在海水中能与气囊一起同步，不掉落脱离。

钢丝绳采用22mm，绑带采用70mm。绑带长度应该刚好为气囊周长或略长于其周长（以便能与卡环想绑定）钢丝绳长度除做头以外应该为管道的周长或略大于其周长。采用的钢丝绳和绑带的富余量极大。保证在海水长时间的浸泡下能够安全作业。

充气后。气囊将绑带拉紧，绑带将勒紧气囊。使绑带在海浪等外力作用下不会与气囊脱离，从而可以安全的带运管道。

四、近海气囊的吃水深度计算：

设：总体积为V,气囊中的夹角为θ,吃水深度H

总体积约为:V=π1/4D²×L1

吃水的横街面积约为：S=θ×π1/4D²÷360-1/2sinθ×1/4D²

则吃水体积为：V1=S×L1

V1/V=W1/F1`   即(θ/360π-1/2sinθ)/ π=2.4/11

θ=138⁰,H=D/2(1-cos69⁰)=0.75×(1-0.358)=0.480M

钢丝绳长度 K1=π×800×2+200=5224mm

绑带长度   K2=π×1500+200=4910mm。

如下图所示：

其中最浅水深为2000mm，因此有约为420mm的富裕足够保证其施工过程中的误差额度。

五、施工内容、要求和注意事项

     1、严格按照气囊施工的现场要求进行作业；

     2、将气囊叠放在管道上并进行助浮前的工作；

     3、充气下水，在牵引的作用下将管道拉到指定位置；

     4、放气将管道缓慢放入管道槽内后将卡环解开，回收工具；

     5、在施工过程中，注意安全，做到“三不伤害”。并保证工程质量；

工作条件：在无风、晴朗天气，无大型海浪。

六、附图

七、机具清单