[發(fā)明專利]一種海底淺覆蓋地層中頂管、設(shè)計(jì)方法及其安裝方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210015656.5
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114526374A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉旭;曹鋒;刁海俊;陳就烈
• 申請（專利權(quán)）人: 中基基礎(chǔ)工程有限公司
• 主分類號: F16L1/028
• 分類號: F16L1/028
• 代理公司: 重慶宏知億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50260
• 代理人: 梁山丹

1.一種海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法包括：

基于獲取的各種材質(zhì)在水下淺覆蓋層頂管施工中的穩(wěn)定性和安全性信息，利用構(gòu)建的計(jì)算模型確定在不能滿足安全性要求時(shí)采取的配重壓載措施及單位長度內(nèi)所需配載重量級分布，得到水下淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：

步驟一，獲取頂管施工軸線水域的水文地質(zhì)條件、海底地形地貌狀況、風(fēng)浪條件、周圍暗礁排布情況、與保護(hù)構(gòu)筑物或海堤之間的距離以及其他數(shù)據(jù)；

步驟二，基于獲取的數(shù)據(jù)分析得到管道頂進(jìn)所需受力、運(yùn)動(dòng)趨勢以及其他參數(shù)，并繪制頂管軸線地質(zhì)剖面圖；基于水下管道頂進(jìn)過程中所受外力分析結(jié)果，結(jié)合含水泥沙對物體的粘滯吸附狀態(tài)構(gòu)建計(jì)算模型；

步驟三，利用構(gòu)建的計(jì)算模型基于分析得到的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行管道穩(wěn)定性計(jì)算分析，得到穩(wěn)定性計(jì)算分析結(jié)果；基于頂管穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)合海底地層土質(zhì)吸附性能力，確定海底淺覆蓋地層中頂管的設(shè)計(jì)方案。

3.如權(quán)利要求2所述海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述利用構(gòu)建的計(jì)算模型基于分析得到的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行管道穩(wěn)定性計(jì)算分析包括：

利用所述計(jì)算模型確定相應(yīng)參數(shù)條件下管道穩(wěn)定所需的配重量，結(jié)合管道、機(jī)頭的自身重量情況、水下的浮力情況。

4.如權(quán)利要求2所述海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述基于頂管穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)合海底地層土質(zhì)吸附性能力，確定海底淺覆蓋地層中頂管的設(shè)計(jì)方案包括：

基于頂管穩(wěn)定性計(jì)算分析結(jié)果，確定頂管的整體設(shè)計(jì)方案；基于頂管穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)合海底地層土質(zhì)吸附性能力，確定頂管設(shè)計(jì)方案的具體參數(shù)。

5.如權(quán)利要求4所述海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述基于頂管穩(wěn)定性計(jì)算分析結(jié)果，確定頂管的整體設(shè)計(jì)方案包括：

若頂管到達(dá)淺覆蓋層部位時(shí)，管道出現(xiàn)失穩(wěn)的可能性較高時(shí)，則對進(jìn)入對應(yīng)區(qū)段的管道進(jìn)行配重壓載；

若穿越所述地層的管道穩(wěn)定性較好時(shí)，則進(jìn)行頂進(jìn)速度的控制。

6.如權(quán)利要求4所述海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述基于頂管穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)合海底地層土質(zhì)吸附性能力，確定頂管設(shè)計(jì)方案的具體參數(shù)包括：

基于頂管穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)合海底地層土質(zhì)吸附性能力，計(jì)算分析淺覆蓋層位置管道所處水下土層所能提供的作用力，確定相關(guān)管節(jié)采取的配重措施的參數(shù)。

7.如權(quán)利要求6所述海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述配重措施的參數(shù)包括：配重材料的規(guī)格、運(yùn)送方式、擺布位置和安裝時(shí)間。

8.一種基于如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述海底淺覆蓋地層中頂管設(shè)計(jì)方法確定的海底淺覆蓋地層中頂管。

9.一種基于如權(quán)利要求8所述海底淺覆蓋地層中頂管的海底淺覆蓋地層中頂管安裝方法，其特征在于，所述海底淺覆蓋地層中頂管安裝方法包括：

結(jié)合測量數(shù)據(jù)和頂管長度及相互間位置狀況，在頂管機(jī)頭即將到達(dá)淺覆蓋層位置前，通過管道運(yùn)輸車，將配重物運(yùn)抵預(yù)定位置，基于所述頂管設(shè)計(jì)方案進(jìn)行配重物的布置。

10.如權(quán)利要求9所述海底淺覆蓋地層中頂管安裝方法，其特征在于，所述海底淺覆蓋地層中頂管安裝方法包括以下步驟：

(1)根據(jù)施工水域情況，海底地層情況進(jìn)行設(shè)備、人力部署，進(jìn)行頂管機(jī)頭、頂管操作方法、配重安裝方法的準(zhǔn)備和確定；

(2)進(jìn)行頂管管材和液壓推進(jìn)裝置的檢查，以及管節(jié)和液壓千斤頂?shù)膭?dòng)力推進(jìn)情況的檢查，確定淺覆蓋地層頂管時(shí)的頂進(jìn)速度控制和與配重安裝協(xié)調(diào)的方法；

(3)以不影響配重安裝為原則進(jìn)行頂進(jìn)管道內(nèi)的線纜、泥水管路布置規(guī)劃；通過將預(yù)制管配合液壓推進(jìn)裝置將頂管推入海底地層中；并進(jìn)行配重物的安裝；

(4)實(shí)時(shí)記錄頂管期間的頂力、測控光靶上的偏差變化數(shù)據(jù)，并對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行異常分析，并調(diào)整、解決所述異常。