排水管道水下安裝是一項(xiàng)在水下環(huán)境中進(jìn)行管道鋪設(shè)、連接、固定等作業(yè)的特殊工程技術(shù)，常用于市政排水、污水處理、水利工程等領(lǐng)域，尤其是在穿越河流、湖泊、海洋等水域時(shí)。其施工環(huán)境復(fù)雜，對(duì)技術(shù)、設(shè)備和安全管理要求極。以下從關(guān)鍵技術(shù)、施工流程、注意事項(xiàng)等方面詳細(xì)介紹：

一、關(guān)鍵技術(shù)與施工方式

根據(jù)水域深度、地質(zhì)條件、管道材質(zhì)及管徑大小，水下安裝主要采用以下技術(shù)：

沉管法（分段預(yù)制沉放）

適用于大管徑（如直徑 2 米以上）、長(zhǎng)距離穿越水域（如河流、海峽）的場(chǎng)景。

原理：在陸地上預(yù)制鋼筋混凝土管段（單節(jié)長(zhǎng)度可達(dá) 100 米以上），兩端密封后浮運(yùn)至安裝位置，注水下沉至預(yù)先開挖的基槽內(nèi)，通過水下對(duì)接技術(shù)連接成整體，最后回填覆蓋。

核心技術(shù)：管段密封與浮力控制、基槽精準(zhǔn)開挖（避免回淤）、水下對(duì)接密封（采用橡膠止水帶或液壓裝置）。

牽引敷設(shè)法

適用于中小管徑（如 PE 管、鋼管）、水深較淺（一般小于 10 米）的情況，如穿越小型河流或湖泊。

原理：在岸上將管道連接成整體，通過卷揚(yáng)機(jī)或拖船將管道牽引至水下預(yù)定位置，利用浮力控制使其下沉至基槽，再固定。

優(yōu)勢(shì)：施工周期短，成本較低；但需嚴(yán)格控制牽引速度，避免管道彎曲或斷裂。

水下焊接與吊裝

適用于鋼管等金屬管道的水下連接，或局部管道的修復(fù)、更換。

技術(shù)要點(diǎn)：需專業(yè)潛水焊工操作，采用干法焊接（在水下焊接艙內(nèi)）或濕法焊接（直接在水中，依賴專用焊條），確保焊縫強(qiáng)度和密封性。

吊裝：使用水下起重機(jī)或浮吊，配合潛水員定位，將管道精準(zhǔn)放置在支墩或支架上。

圍堰法（臨時(shí)擋水施工）

適用于水深較淺（一般小于 3 米）、水域范圍較小的場(chǎng)景，如城市內(nèi)河改造。

原理：在施工區(qū)域外圍筑圍堰（如鋼板樁圍堰），抽干圍堰內(nèi)積水，轉(zhuǎn)為陸上施工，完成管道安裝后拆除圍堰。

優(yōu)勢(shì)：施工難度低，質(zhì)量易控制；但會(huì)影響水域通航和生態(tài)，需提前辦理許可。

二、施工流程（以沉管法為例）

前期準(zhǔn)備

勘察設(shè)計(jì)：通過水下地質(zhì)鉆探、水文監(jiān)測(cè)（流速、水位、泥沙含量）確定基槽位置、深度及管道走向；計(jì)算管道浮力、抗浮系數(shù)，設(shè)計(jì)配重或壓載方案（如混凝土配重層）。

設(shè)備與材料準(zhǔn)備：預(yù)制管段（或采購成品管道）、潛水設(shè)備、水下定位系統(tǒng)（如 GPS-RTK、聲吶）、挖泥船、浮吊、對(duì)接密封裝置等。

基槽開挖與處理

用挖泥船（如絞吸式、抓斗式）開挖水下基槽，確保槽底平整，坡度符合設(shè)計(jì)（一般 1:2.5~1:3）。

基槽處理：軟弱地基需換填碎石或砂墊層，或采用拋石擠淤；硬質(zhì)地基需爆破或機(jī)械整平，避免管道沉降。

管段運(yùn)輸與沉放

管段浮運(yùn)：預(yù)制管段通過拖船拖至安裝位置，利用錨碇系統(tǒng)固定。

下沉控制：通過管段內(nèi)注水調(diào)節(jié)重心，緩慢下沉（每小時(shí)下沉不超過 50 厘米），潛水員配合水下全站儀實(shí)時(shí)定位，確保管段軸線偏差≤5 厘米。

水下對(duì)接與密封

管段就位后，通過液壓千斤頂調(diào)整位置，使相鄰管段端面貼合，壓縮橡膠止水帶實(shí)現(xiàn)初步密封。

對(duì)接完成后，向管段間的 “接縫腔” 內(nèi)灌注水泥漿，固化后形成永密封。

回填與驗(yàn)收

向管段內(nèi)注水至設(shè)計(jì)水位（平衡外部水壓），然后用砂石或塊石回填基槽，覆蓋管道（厚度需滿足抗浮和抗沖刷要求）。

驗(yàn)收：通過水壓試驗(yàn)（水下管道需加壓至 1.5 倍設(shè)計(jì)壓力，保壓 30 分鐘無滲漏）、超聲波檢測(cè)焊縫質(zhì)量、CCTV 管道內(nèi)窺鏡檢查內(nèi)壁。

三、核心注意事項(xiàng)

安全管理

潛水作業(yè)：潛水員需持特種作業(yè)證，配備應(yīng)急供氧設(shè)備，作業(yè)時(shí)設(shè)置警戒區(qū)，避免船舶碰撞。

設(shè)備安全：定期檢查吊裝設(shè)備、水下電器（如焊接設(shè)備）的防水性能，防止漏電或設(shè)備故障。

應(yīng)急預(yù)案：針對(duì)臺(tái)風(fēng)、洪水、管道泄漏等突發(fā)情況，制定救援和止損方案。

質(zhì)量控制

管道材質(zhì)：水下管道需具備耐腐蝕性（如鋼管防腐涂層、PE 管抗紫外線老化）、抗水壓能力（設(shè)計(jì)壓力需考慮水深 + 動(dòng)水壓力）。

密封性能：橡膠止水帶、法蘭墊片等密封材料需耐水老化，對(duì)接后需進(jìn)行氣密性或水壓試驗(yàn)。

沉降控制：基槽處理需到位，避免管道因地基不均勻沉降導(dǎo)致斷裂，可設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)定期觀測(cè)。

環(huán)保要求

減少對(duì)水域生態(tài)的影響：避免基槽開挖時(shí)大量泥沙入河（可采用環(huán)保挖泥船，配合沉淀池）；禁止向水中排放油污、焊接煙塵等污染物。

保護(hù)水生生物：施工前排查水域內(nèi)是否有物種，避開魚類繁殖期施工，必要時(shí)設(shè)置生物屏障。

四、應(yīng)用場(chǎng)景與典型案例

市政工程：城市排水管網(wǎng)穿越河流（如上海蘇州河深層排水隧道）、沿海城市防澇管道延伸至海域。

水利工程：灌區(qū)輸水管道穿越湖泊、水庫，或水電站尾水管道水下安裝。

工業(yè)項(xiàng)目：化工廠、電廠的廢水排放管道水下鋪設(shè)（需滿足高防腐、防泄漏要求）。

總結(jié)

排水管道水下安裝是集水文勘察、機(jī)械操作、潛水技術(shù)、材料科學(xué)于一體的復(fù)雜工程，需根據(jù)實(shí)際工況選擇合適的施工方式，嚴(yán)格把控安全、質(zhì)量和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)發(fā)展，無人水下機(jī)器人（ROV）逐漸應(yīng)用于管道檢測(cè)和輔助安裝，未來將進(jìn)一步提升施工效率和安全性。