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在眾多大型水利、交通等工程中，沉管安裝是極為關(guān)鍵且充滿挑戰(zhàn)的環(huán)節(jié)。從跨越江河湖海的輸水管道，到海底隧道的建設(shè)，沉管就如同水下 “巨龍”，其精準(zhǔn)就位對(duì)工程成敗起著決定性作用。那么，這些巨大的沉管究竟如何在復(fù)雜的水下環(huán)境中完成安裝呢？接下來(lái)，讓我們揭開(kāi)沉管安裝的神秘面紗。

一、前期籌備：萬(wàn)事俱備，只欠東風(fēng)

1.全面勘察定方案

在沉管安裝前，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行全面細(xì)致的勘察是首要任務(wù)。專業(yè)團(tuán)隊(duì)會(huì)運(yùn)用多種先進(jìn)技術(shù)手段，對(duì)水下地形、地質(zhì)狀況、水流速度與方向、水深以及周邊環(huán)境等要素展開(kāi)詳細(xì)探測(cè)。例如在某過(guò)江隧道工程中，借助高精度的多波束測(cè)深儀，精確繪制出江底地形地貌圖，為后續(xù)沉管安裝路徑規(guī)劃提供基礎(chǔ)；通過(guò)地質(zhì)鉆探獲取不同深度土層樣本，分析其承載能力與穩(wěn)定性，以此確定沉管基礎(chǔ)形式。依據(jù)勘察所得數(shù)據(jù)，結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求，制定出科學(xué)合理、針對(duì)性強(qiáng)的沉管安裝方案，涵蓋施工方法、工藝流程、進(jìn)度安排、質(zhì)量保障與安全防護(hù)措施等各個(gè)方面。

2.材料設(shè)備精挑選

沉管本身的質(zhì)量直接關(guān)乎工程安全與穩(wěn)定。其制作材料通常選用鋼筋混凝土或鋼材，在大型跨海沉管隧道建設(shè)中，如港珠澳大橋海底隧道沉管，采用了高性能的鋼筋混凝土，通過(guò)優(yōu)化配合比，使其具備卓越的抗壓、抗?jié)B與耐久性。同時(shí)，對(duì)制作工藝嚴(yán)格把關(guān)，運(yùn)用先進(jìn)的振搗、養(yǎng)護(hù)技術(shù)，確保沉管結(jié)構(gòu)密實(shí)、無(wú)裂縫。安裝所需的設(shè)備同樣至關(guān)重要，從起重能力達(dá)數(shù)千噸的大型浮吊船，到用于水下定位的高精度 GPS 與聲吶系統(tǒng)，以及各類輔助施工的潛水設(shè)備、水下焊接設(shè)備等，都需精心挑選與調(diào)試，保障設(shè)備性能可靠，滿足沉管安裝的高精度、高難度作業(yè)要求。

二、安裝施工：步步為營(yíng)，協(xié)同作業(yè)

1.基槽開(kāi)挖筑根基

沉管安裝的第一步是在水下開(kāi)挖出合適的基槽，為沉管提供穩(wěn)定的安放基礎(chǔ)。依據(jù)不同的地質(zhì)條件與工程規(guī)模，選用恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖設(shè)備與方法。在較軟的土層中，常使用絞吸式挖泥船，其通過(guò)旋轉(zhuǎn)的絞刀將泥土攪松，再利用吸管將泥漿吸走并輸送到指定地點(diǎn)，如在一些內(nèi)河沉管工程中，該方法能高效、精準(zhǔn)地開(kāi)挖出符合設(shè)計(jì)要求的基槽。而面對(duì)堅(jiān)硬巖石地層，則需采用爆破結(jié)合機(jī)械破碎的方式，先通過(guò)控制爆破將巖石松動(dòng)，再用抓斗式挖泥船等設(shè)備清理碎石。開(kāi)挖過(guò)程中，利用水下測(cè)量設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基槽的深度、寬度與平整度，確保各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)沉管安裝奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.沉管浮運(yùn)穩(wěn)前行

將預(yù)制好的沉管運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常會(huì)采用浮運(yùn)法，把沉管通過(guò)駁船或?qū)ｉT(mén)的浮運(yùn)設(shè)備，從制作場(chǎng)地運(yùn)至指定水域。在浮運(yùn)過(guò)程中，保障沉管的穩(wěn)定性與安全性至關(guān)重要。例如深中通道的沉管浮運(yùn)，由于管節(jié)尺寸巨大，每個(gè)管節(jié)長(zhǎng) 165 米、寬 46 米、高 10.6 米，重約 8 萬(wàn)噸，采用了我國(guó)自主研發(fā)的世界首制沉管浮運(yùn)安裝一體船 “一航津安 1”。該船配備先進(jìn)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，能依據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)精準(zhǔn)控制航行軌跡，有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜海況與狹窄航道，確保沉管安全、平穩(wěn)地浮運(yùn)至安裝位置。同時(shí)，運(yùn)用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握沉管在浮運(yùn)過(guò)程中的姿態(tài)與受力情況，一旦出現(xiàn)異常，可及時(shí)調(diào)整。

3.精準(zhǔn)下沉巧對(duì)接

當(dāng)沉管浮運(yùn)到位后，便進(jìn)入下沉與對(duì)接階段。這是整個(gè)安裝過(guò)程中技術(shù)含量最高、操作難度最大的環(huán)節(jié)。借助船上的起重設(shè)備與水下定位系統(tǒng)，緩慢下放沉管，使其逐漸靠近基槽底部。在深中通道沉管安裝中，利用安裝在沉管頂部的測(cè)量塔接收北斗信號(hào)，結(jié)合自主研發(fā)的智能化測(cè)控系統(tǒng)，精確計(jì)算沉管的三維姿態(tài)與位置，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)精度控制。當(dāng)下沉至距基床一定距離時(shí)，啟動(dòng)水下攝像系統(tǒng)，由潛水員配合觀察，微調(diào)沉管位置，確保其準(zhǔn)確落入基槽。相鄰沉管之間的對(duì)接更是關(guān)鍵，采用水力壓接法，利用海水壓力將兩節(jié)沉管緊密連接，同時(shí)在對(duì)接面設(shè)置多道橡膠止水帶，保障連接部位密封良好，滴水不漏。在港珠澳大橋海底隧道沉管對(duì)接中，通過(guò)創(chuàng)新的測(cè)量與控制技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了高精度對(duì)接，為后續(xù)工程順利推進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。

三、后期檢測(cè)：嚴(yán)格把關(guān)，萬(wàn)無(wú)一失

1.安裝質(zhì)量細(xì)檢測(cè)

沉管安裝完成后，需對(duì)其安裝質(zhì)量進(jìn)行全面細(xì)致的檢測(cè)。運(yùn)用水下超聲探傷、磁粉探傷等技術(shù)，對(duì)沉管的焊接部位、連接縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，確保結(jié)構(gòu)連接牢固，無(wú)裂縫、氣孔等缺陷。通過(guò)水下地形測(cè)量與沉管變形監(jiān)測(cè)，檢查沉管在基槽內(nèi)的位置是否準(zhǔn)確，有無(wú)位移、沉降等情況。例如在某大型海底輸油管道沉管安裝項(xiàng)目中，定期采用高精度的水下地形測(cè)量設(shè)備，對(duì)沉管周邊地形變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能影響沉管穩(wěn)定性的因素；利用分布式光纖傳感技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉管的變形情況，保障管道安全運(yùn)行。

2.功能測(cè)試保運(yùn)行

除了質(zhì)量檢測(cè)，還需對(duì)沉管的功能進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于輸水管道沉管，進(jìn)行壓力測(cè)試與水密性測(cè)試，向管道內(nèi)注水并加壓至設(shè)計(jì)壓力，保持一定時(shí)間，觀察是否有滲漏現(xiàn)象，確保管道在正常運(yùn)行壓力下不漏水。對(duì)于交通隧道沉管，測(cè)試通風(fēng)、照明、排水等系統(tǒng)功能是否正常，如在某過(guò)江隧道沉管工程中，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的換氣能力、照明系統(tǒng)的照度均勻性、排水系統(tǒng)的排水能力等進(jìn)行全面測(cè)試，保障隧道投入使用后能為車(chē)輛與行人提供安全、舒適的通行環(huán)境。

沉管安裝工程猶如一場(chǎng)精心策劃的水下交響樂(lè)，從前期籌備的沉穩(wěn)鋪墊，到安裝施工的激昂演奏，再到后期檢測(cè)的精準(zhǔn)收尾，每個(gè)環(huán)節(jié)都緊密相連、不可或缺。正是憑借著先進(jìn)的技術(shù)、精密的設(shè)備、專業(yè)的團(tuán)隊(duì)以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，這些水下 “巨龍” 才能精準(zhǔn)就位，為人類跨越江河湖海、構(gòu)建便捷交通與水利設(shè)施奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，助力社會(huì)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展

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