新型堵漏抱箍在排泥管中的应用

寿文荣/中国水利水电第十二工程局有限公司

【摘 要】 在疏浚吹填施工中，绞吸船将海底泥沙经排泥管输送至吹填区域，排泥管因磨损而产生漏洞，需及时堵漏。我们设计的堵漏抱箍，其特点是堵漏及时，不需要停船，而且重量轻，携带、组装方便，保证了绞吸船生产的连续性，大大提高了生产效率和经济效益。【关键词】 堵漏抱箍 排泥管 堵漏

1 概况

近年来，我国的疏浚行业已形成很大的规模，完成了许多具有世界影响力的填海造陆、造岛疏浚吹填工程。绞吸式挖泥船是主要的施工设备，在港口、航道及造岛施工中广泛应用。绞吸式挖泥船施工主要涉及两方面：挖掘与输送。绞吸船驱动水下绞刀旋转，切削海底的泥沙；绞吸船内水下泵、舱内泵泵轮将被切削的泥沙与海水混合泥水真空吸入离心排出，泵产生排压，通过排泥管将泥沙排至指定的吹填造陆区，完成绞吸疏浚吹填。绞吸船排泥管主要分为水上浮管、水下沉管和岸管三部分。一般绞吸船配备排泥管排距在4.5km左右（一台水下泵、一台舱内泵），有些施工吹距需采用三泵绞吸船（一台水下泵、二台舱内泵）或在排距中带水上接力泵站或陆上接力泵站，吹填最长的排泥管排距可超过10km。可见疏浚吹填项目中排泥管是使用最频繁的管线，直接影响施工效益与效率。

2 损坏原因分析

排泥管（水上浮管、水下沉管、岸管）在长时间的吹填施工中，因磨损、碰损及海水腐蚀等各种原因出现破洞、泄漏，如不及时修补，随着泥沙从破口溢出、冲刷，破口将很快扩大，大量泥沙流失，影响吹填效率，影响施工环境。

2.1 磨损

排泥管将绞吸船从海床绞吸的泥沙排送至指定的吹填区域，其使用寿命与输送的泥沙量、泥沙类型、使用的时间密切相关。按绞吸船3500m3/h生产能力（泵清水流量12000m3/h），排泥管直径800mm，排送泥沙在排泥管中的最大流速可达6.6m/s。因泥沙比重比水大，与下管壁摩擦量最多，造成下管壁的磨损。为了充分延长管线的使用寿命，将管线一周分上下左右四弧面，根据管壁测厚情况，依次做下管壁使用。根据曹妃甸海域地质勘探资料，高程-7.55～18.84m为灰色、饱和、含贝壳碎屑和少许的云母，颗粒较均匀。局部夹粉土或粉质黏土透镜体。该层层位稳定，分布连续，上软下硬。平均贯穿击数为16.9击。经过统计，16mm壁厚、直径800mm的排泥管线，排泥管分别按上下左右四弧面均匀翻转使用，在曹妃甸海域吹填的使用极限为3000万m3左右。排泥管线越接近使用极限，使用中管线的下管壁漏点就越多。

2.2 在运输、组装、拆卸过程中碰损

在疏浚吹填施工中，拆卸、倒运、组装及堆放排泥管线极为频繁，作业中无法避免碰撞，管线管壁和管线两端法兰上会产生不同程度的凹陷或变形，特别是磨损较薄的排泥管，凹陷更为严重，这些排泥管壁上的凹陷更容易被输送的泥沙或是碎石磨损，出现漏洞，排泥管产生泄漏，如不及时封堵漏洞，漏洞很快扩大，不得不停船修理，直接影响产量和施工环境。管线两端法兰受到强烈碰撞会产生变形，造成两法兰平面不平，胶垫压不实渗漏泥水，如不及时堵漏，冲出的泥沙会将法兰平面刺破甚至刺断法兰螺栓，刺通法兰，非常难以修复。

2.3 腐蚀

排泥管使用或堆放中，海水和海边空气的长期腐蚀，无法避免管壁锈蚀，管壁越来越薄，这种管壁厚度锈蚀是整体均匀的，每年堆放的腐蚀厚度可达1.5～2mm。

3 一般排泥管破口

排泥管出现破口，不及时堵漏，破口很快增大。在吹填施工中，管壁上的破口一般有两种情况：易补破口和隐蔽破口。易补破口是在排泥管破口周围有足够的修补空间，管线维护人员使用气焊、电焊、铆焊工作不受环境影响，可直接不停船进行堵漏作业。隐蔽破口指周围没有可焊接、使用工具的空间，修补位置极其狭小，无法使用修理工具。一般隐蔽破口出现在以下几种情况：①排泥管下管壁，因与地面紧贴，泥沙对管壁磨损大；②排泥管在铺设中，有些必须紧贴或穿过建筑物或障碍物，一旦在其周围出现破口，只能停船补漏管线，生产效率与效益受很大影响。

4 管线破口的一般修补程序

生产期间，管线队必须安排巡线人员。发现管线破口后，立即通知管线队人员到现场查看，根据破口情况相应处置。

（1）如是易补破口，及时安排人员、工具、材料及设备尽快赶到现场处理。管线队应配备小型联体电焊机（汽油发电机与电焊机联体）、挖掘机。首先用土工布（或棉丝、布）堵漏，达到不漏水或少量渗漏，可直接用中间割一直径10～20mm排水小孔铁板贴着破口一圈封焊住，然后用螺栓焊堵住小孔，直到不漏水。

（2）若破口隐蔽或用以上的方法无法堵漏破口，只能停船，拆卸管线法兰螺栓，起吊排泥管，拆卸中同时放水放气（有时负压），挖掘机调整排泥管处于可焊接位置，电焊补漏，恢复管线原位，连接管线法兰螺栓，恢复生产。完成一次排泥管修补一般需要2h左右。

5 采用停船补漏对生产的影响

停船补漏需停产至少2h，减少2h的产量，恢复生产时主发动机需重新启动，启动时增加了发动机的冲击与污染排放，减少发动机的使用寿命。

停船堵漏期间船舶的发电柴油机一直运行，需消耗燃油。

因海潮、海浪、海风、锚绳受力变化，停船期间绞刀与作业面的位置会产生偏移，绞刀重新开挖时需不断调整，产量逐渐才能恢复到正常，造成一定的产量损失。可见用停船补漏的办法停船时间长，严重影响施工的生产效率。

6 堵漏抱箍堵漏

为了减少因堵漏排泥管引起绞吸船停船生产效率下降，我们设计了一套简捷轻便的堵漏装置——堵漏抱箍（图1），能在不停船的情况下堵漏。

6.1 结构特点

堵漏抱箍适用于管线管壁上易堵破口和隐蔽破口堵漏工作，其最大特点是可在不停船的情况下进行堵漏。堵漏抱箍堵漏板可在半圆抱箍杆上任意调整位置，连锁板与半圆抱箍丝杆锁紧也可调整到可操作位置，使得隐蔽破口不需要停船就可以堵漏。具体结构是：抱箍分上、下各两根半圆抱箍，每根杆端头都焊接25mm长的φ42mm无缝钢管套管，螺栓销穿过四只套管、中间定位套及两端垫片后锁紧螺母（图2）。

上、下抱箍抱住需补漏的排泥管，开档宽度为160mm的两根半圆抱箍装入堵漏弧板上的隔板槽内，

沿抱箍杆调整堵漏弧板位置，堵漏弧板止漏螺栓直接对着排泥管漏洞处，调整另一端连锁板到有使用工具的安装空间位置，使得堵漏抱箍堵漏弧板上螺栓对着破口，连锁板端移到有锁紧丝杆操作空间的位置。在漏洞口塞进堵漏材料，另一端丝杆部分分别沿上下穿过连锁板φ22mm孔依次旋紧螺母（调整到最紧状态），使堵漏弧板紧紧贴着排泥管面上，旋紧顶着堵漏材料的止漏螺栓紧贴洞口，直至堵住漏洞（图2）。

半圆抱箍长度确定：长度=排泥管外直径（内直径+2倍壁厚）×3.14/2+200（mm）。

该抱箍结构简单，组装方便；可重复使用，使用周期长；适应性强，按照不同直径的排泥管都可以制作；制造简单，普通材料制作；堵漏及时，效果好，在连锁板位置确定后（便于人员扳紧抱箍），堵漏弧板可沿包箍杆一周内移动调整，堵点位置精准；重量轻，一个人堵漏板中间有一φ22mm孔，背面中间焊着M20的螺母，不锈钢止漏螺栓旋入螺母中（图3、图4）。

能携带，整个结构不超过30kg，便于施工现场携带。

6.2 经济效益

在使用堵漏抱箍以前，每次都需停产，拆管线，电焊补漏再恢复生产，耽误生产时间。使用堵漏抱箍，在生产时就能直接堵漏，不需停产，不但保证了生产，又节省了人力和物力。按以前堵漏的方法，需停止生产近2h，如按在黄骅一期施工生产效益计算，即绞吸船平均生产效率为2100m3/h×8.2元/m3×2h=34440.00元，用堵漏抱箍每次能增加34440.00元的产值，同时还减少了停船期间多消耗的燃油。根据统计，在黄骅一期整个工程吹填施工中使用堵漏抱箍堵管20处，增加的总产值为68万余元。如在吹填量更大的工程，其经济效益将更加明显。

7 结语

我公司现有排泥管近6500m，已使用8年，管壁薄，生产中易出现破口，在没有购置新排泥管时，通过使用堵漏抱箍，可保证生产的连续性。因堵漏及时，排泥管溢出泥沙量可控制，减少对布管通道的环境影响。因此，使用堵漏抱箍提高了生产效率和经济效益，满足安全文明施工的要求。