海水引水管施工方案設(shè)計(jì)一、工程概況本工程為沿海地區(qū)某工業(yè)園區(qū)海水引水管項(xiàng)目，設(shè)計(jì)輸水規(guī)模為每日15萬噸，采用直徑2.0米的管道，總長度3.2公里，其中海底段2.8公里，陸地段0.4公里。管道設(shè)計(jì)工作壓力1.2MPa，設(shè)計(jì)使用年限50年。工程區(qū)域海水鹽度3.5%，最大潮差4.2米，海底沉積物以淤泥質(zhì)黏土為主，局部存在礁石區(qū)。二、材料選擇（一）主體管材選用雙相不銹鋼2205材質(zhì)，該材料含鉻22%、鎳5%、鉬3%，兼具奧氏體和鐵素體結(jié)構(gòu)，屈服強(qiáng)度達(dá)450MPa以上，抗拉強(qiáng)度620MPa，延伸率25%，耐氯離子腐蝕能力優(yōu)異，在3.5%鹽度海水中的腐蝕速率低于0.01mm/年。管道采用螺旋焊接工藝，壁厚12mm，接口采用雙面埋弧焊，焊后進(jìn)行100%超聲波探傷檢測。（二）輔助材料防腐材料：環(huán)氧玻璃鱗片涂料（干膜厚度≥300μm）、聚脲彈性體（干膜厚度≥2mm）、鋅鋁合金犧牲陽極（鋅含量95%、鋁含量5%）密封材料：硅橡膠密封圈（邵氏硬度70±5）、氟橡膠密封墊（耐溫-20℃~200℃）支撐材料：鋼筋混凝土配重塊（單塊重量2.5噸）、HDPE警示帶（厚度2mm）三、防腐體系設(shè)計(jì)（一）外壁防腐三層復(fù)合涂層：底層：環(huán)氧富鋅底漆（干膜厚度80μm）中層：環(huán)氧玻璃鱗片涂料（干膜厚度200μm）面層：聚脲彈性體（干膜厚度2mm）陰極保護(hù)：海底段每10米設(shè)置1組犧牲陽極，每組2塊，單塊重量15kg陽極與管道采用螺栓連接，接觸電阻≤0.01Ω設(shè)計(jì)保護(hù)電位：-0.85V~-1.10V（相對于Cu/CuSO4參比電極）（二）內(nèi)壁防腐自拋光防污涂料：干膜厚度150μm，含銅離子緩釋劑（銅含量≤35%）表面粗糙度Ra≤5μm，摩擦系數(shù)≤0.015電解防生物系統(tǒng)：管道進(jìn)口段設(shè)置電解海水裝置，產(chǎn)生次氯酸鈉濃度0.5~1.0mg/L采用鈦基釕銥涂層電極，電流密度10mA/cm2四、施工準(zhǔn)備（一）技術(shù)準(zhǔn)備編制詳細(xì)施工組織設(shè)計(jì)，進(jìn)行BIM建模和有限元受力分析開展焊接工藝評定，確定最佳焊接參數(shù)（電流180~220A，電壓24~28V，焊接速度8~12cm/min）進(jìn)行防腐涂層附著力測試（拉開法測試≥5MPa）（二）現(xiàn)場準(zhǔn)備施工區(qū)域劃分：陸上預(yù)制區(qū)（面積5000m2）：設(shè)置管道堆放區(qū)、焊接作業(yè)區(qū)、防腐處理區(qū)海上作業(yè)區(qū)：劃分管道運(yùn)輸通道、沉管作業(yè)區(qū)、棄渣區(qū)，設(shè)置4個(gè)臨時(shí)錨泊點(diǎn)設(shè)備配置：海上設(shè)備：2000噸起重船1艘、500m3/h絞吸式挖泥船1艘、DP2動力定位鋪管船1艘陸上設(shè)備：80t汽車吊2臺、埋弧焊機(jī)6臺、噴砂除銹設(shè)備3套材料驗(yàn)收：鋼管逐根進(jìn)行外觀檢查，橢圓度≤0.5%管徑防腐涂料進(jìn)行耐鹽霧試驗(yàn)（5000小時(shí)無銹蝕）犧牲陽極進(jìn)行電化學(xué)性能測試（開路電位≤-1.05V）五、施工流程（一）陸上預(yù)制階段管道加工：管端加工：采用專用坡口機(jī)加工V型坡口，角度60°±5°，鈍邊1.5±0.5mm噴砂除銹：Sa3級除銹標(biāo)準(zhǔn)，表面粗糙度75~100μm焊接施工：組對：采用內(nèi)對口器，錯(cuò)邊量≤0.5mm，間隙2~3mm焊接：打底焊采用鎢極氬弧焊，填充焊和蓋面焊采用埋弧焊檢測：100%超聲波探傷+20%射線探傷，Ⅱ級合格防腐施工：涂層施工：采用高壓無氣噴涂，環(huán)境溫度5℃~35℃，相對濕度≤85%電火花檢測：3000V電壓檢測無漏點(diǎn)附著力測試：每20根管道抽檢1處，測試值≥5MPa（二）海上鋪設(shè)階段路由清理：采用多波束測深儀進(jìn)行海底地形勘測，精度±0.5m挖泥船進(jìn)行溝槽開挖，底寬3.0m，開挖深度2.5m（管頂埋深≥1.5m）溝槽驗(yàn)收：平整度≤150mm/2m，軸線偏差≤300mm/100m管道沉放：浮運(yùn)：采用氣囊助浮法，拖航速度2~3kn，波高≤1.5m時(shí)作業(yè)沉放：采用分段沉放法，單段長度500m，下沉速度0.5m/min定位：DGPS定位系統(tǒng)，平面精度±0.3m，高程精度±0.1m配重安裝：每節(jié)管道安裝2組配重塊，采用抱箍式連接配重塊與管道之間設(shè)置橡膠墊層，厚度20mm配重塊安裝后進(jìn)行穩(wěn)定性測試，抗滑移系數(shù)≥0.6（三）陸地段施工開挖施工：采用放坡開挖，坡比1:1.5，設(shè)置鋼板樁支護(hù)（SP-IV型拉森樁）溝槽底部鋪設(shè)200mm厚級配砂石墊層，壓實(shí)度≥93%管道敷設(shè)：采用機(jī)械吊裝，吊點(diǎn)設(shè)置在距管端1/4管徑處管道接口采用熱熔連接，加熱溫度190±10℃，加熱時(shí)間10±2s回填：分層回填，每層厚度300mm，采用水撼法密實(shí)六、質(zhì)量控制（一）關(guān)鍵控制點(diǎn)控制項(xiàng)目允許偏差檢測方法頻率管道軸線≤100mm/100mDGPS定位每段管頂高程±50mm測深儀每50m接口間隙2~3mm塞尺每個(gè)接口涂層厚度-5%設(shè)計(jì)值測厚儀每20m一點(diǎn)陰極保護(hù)電位-0.85V~-1.10V參比電極每1km（二）試驗(yàn)檢測水壓試驗(yàn)：試驗(yàn)壓力1.8MPa，穩(wěn)壓30min壓降≤0.05MPa試驗(yàn)介質(zhì)為淡水，添加0.2%緩蝕劑氣密性試驗(yàn)：試驗(yàn)壓力0.6MPa，肥皂水檢測接口無氣泡涂層完整性檢測：電火花檢測3000V無漏點(diǎn)附著力測試≥5MPa七、安全環(huán)保措施（一）安全防護(hù)海上作業(yè)：施工船舶配備AIS系統(tǒng)和VHF甚高頻電話作業(yè)人員穿戴救生衣和安全帽，配備四合一氣體檢測儀設(shè)置安全警戒區(qū)，半徑500m，配備警戒船2艘陸上作業(yè)：溝槽周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，懸掛警示標(biāo)志臨時(shí)用電采用TN-S系統(tǒng)，設(shè)置三級配電兩級保護(hù)（二）環(huán)境保護(hù)施工期：船舶油污統(tǒng)一回收，設(shè)置油水分離器（處理能力5m3/h）挖泥作業(yè)采用環(huán)保型挖泥船，溢流濃度≤100mg/L驗(yàn)收期：管道沿線鋪設(shè)HDPE警示帶，每50m設(shè)置警示樁棄渣運(yùn)至指定海洋傾倒區(qū)，取得海洋傾倒許可證八、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)隱蔽工程驗(yàn)收：溝槽尺寸、地基處理、管道定位等隱蔽項(xiàng)目需留存影像資料分項(xiàng)工程驗(yàn)收：焊接一次合格率≥98%，涂層合格率100%竣工驗(yàn)收：通水試運(yùn)行72小時(shí)，流量、壓力穩(wěn)定，無泄漏提交完整技術(shù)資料（含竣工圖、檢測報(bào)告、試驗(yàn)記錄等）九、運(yùn)行維護(hù)日常監(jiān)測：每季度檢測陰極保護(hù)電位，每年檢測管道壁厚（超聲波測厚）每半年進(jìn)行管道內(nèi)壁CCTV檢測，檢查生物附著情況維護(hù)計(jì)劃：每年更換10%犧牲陽極，每