海底管道混凝土配重层断裂原因分析及整改措施.docx
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海底管道混凝土配重层断裂原因分析及整改措施
海底管道混凝土配重层断裂原因分析及整改措施
篇一：
水泥混凝土路面断板的分类及原因分析
水泥混凝土路面断板的分类及原因分析
【摘要】90年代以来，根据我国的资源条件和公路事业发展需要，对发展水泥路面采取了“因地制宜，积极稳妥，确保质量，加快发展”的16字方针。
我县水泥路主要集中在县道202鹿梁线6.78km，县道302师顺线12.301km以及丰县城区中央大道5.12km，总计24.201km。
在水泥混凝土路面修建技术不断提高的同时，也出现了一些开裂、断板、沉陷、错台等病害，给养护、修复带来了极大的困难。
尤其是断板病害已经成为公路工程的通病之一，必须引起重视。
【关键词】：
水泥混凝土路面病害
水泥混凝土路面断板分类
由纵向、横向、斜向裂缝发展而产生的已完全折断成两块以上的水泥混凝土路面板称为断板。
其特征是裂缝贯通全厚和板面。
但斜向裂缝虽垂直通底，而其从角隅到断裂两端的距离等于或小于板边长度一半的称为板角断裂。
混凝土路面板浇筑完成后，未完全硬化和开放交通就出现的断板称为早期断板或施工断板。
混凝土路面开放交通后出现的断板称为使用期断板或后期断板。
断板的计量方法是不论一块板上有多少处断裂，均按一块板计算。
水泥混凝土路面的断板率是已完全折断成两块以上的水泥混凝土路面板的块数与路面板的总块数的比值，以百分数表示。
水泥混凝土路面断板按其损坏程度分为三类：
轻微断裂：
裂缝窄、裂缝处未剥落，缝宽小于3mm，一般为未贯通裂缝。
中等断裂：
边缘有碎裂，裂缝宽度在3~10mm之间。
严重断裂：
缝宽、边缘有碎裂并伴有错台出现，缝宽大于10mm，断角有松动。
按断板形式又可分为纵向断板和横向断板两类。
20XX年颁布的《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-20XX）规定：
“混凝土路面混凝土板的断裂块数，高速公路和一级公路不得超过评定路段混凝土板总块数的0.2%，其他公路不得超过0.4%。
对于断裂板应采取适当措施予以处理。
”
水泥混凝土路面断板原因分析
篇二：
在海底管道设计和施工检验中所遇问题探讨
在海底管道设计和施工检验中所遇问题探讨
何明
（中国船级社广州分社）
提要本文对我国东南沿海长距离输送海底管道设计和施工检验中所遇到的技术问题进行了分析和探讨
SummaryThisaperanalysesanddiscussestheproblemmeetingininspectiontolongdistancetransmittingsubseapipelinelocatedinsouth-eastchainseashoreduringdesignandinstallationphase
关键词海底管道设计安装检验
KeywordsSubseaPipelinedesigninstallationinspection
上述海底管道系统全部由中国船级社完成第三方公证检验。
船级社有自已的规范和计算软件，参照国际上公认的标准进行图纸审查、管段的制造和予制检验及海上安装检验，对设计和施工中存在的问题经过与设计方和施工方的讨论得到了很好的解决，现把其中有些问题作一些归纳和分析。
1管道安装期间和长期使用期间的稳定性
安装期间管线铺设在海床上之后还没有挖沟回填之前，在环境载荷的作用下，存在管线随时间增长位移逐渐增加，即座底不稳定的的问题。
为此，安装中一般尽快挖沟或予挖沟，如遇台风等恶劣天气则采用充水的办法保持坐底稳定性。
按照dnVE305提出的方法计算不同水深下需要的管线的最小重量，环境载荷重现期一般取安装期的三倍长。
为保持使用期间的长期稳定一般采取挖沟回填的办法，作人工回填分析确定回填所用的土石的大小和重量，近岸段多用石子，深水段用弃土回填或自然回淤的方法。
2深水段海上安装应力计算
此处深水段是相对登陆段或滩涂段而言，一般多采用铺管船法安装。
确定恒张力是海上安装应力分析的重要工作，下面对影响恒张力的因素进行分析，并对规范的有关要求进行讨论。
2.1影响恒张力确定的因素
概括起来有：
——管道的主要特性和单位重量
——铺管船的吃水、纵倾角及艉滑道滚轮的布置
——铺管船电动绞锚机产生的拉力大小
——张紧器所能够提供的恒张力能力及安装位置。
——托管架的角度及滚轮布置
——水深和潮位
——流向和流速
——海底地形（平或不规则）
对不同水深、流、船舶和地形组合形成的各种工况，通过安装分析确定恒张力的值和托管架的角度，以此作为安装的控制数据（controldata），使沿管线的应力控制在规范要求的范围内。
随着水深增加为减小管线应力可增加恒张力。
流对管线应力影响是不容忽视的，将造成在水中管线较大的偏移和较大的应力，我们在一次实际计算中发现考虑流的作用后应力增加了约一倍。
2.2安装阶段和工况
安装分起始铺设、正常铺设、弃管回收和铺设作业结束四个阶段。
起始铺设是指将管线开始从铺管船下放至海底的阶段，此时要计算管端封头的拉力值及管线逐步跨过托管架不同滚轮时的应力；弃管指因遇台风和恶劣海况时终止铺设将管端封堵后下放到海底的过程，回收是与之相反的过程；正常铺设是指起始铺设或回收后至铺设作业结束或弃管这个阶段。
正常铺设应以不同代表性水深、不同恒张力和不同拖管架角度相组合成一系列的计算工况进行应力分析，特殊情况下尚要考虑管线突然进水的情况。
2.3恒张力的计算方法
在水中管体是一个连续无支撑的梁，属非线性大角度弯曲问题，要进行大变形理论分析，主要作静力分析，可采用：
——刚性悬链线法
——有限元法
有限元法使用动态松驰技术，结合动态阻尼计算管线的静态平衡构形，管系统允许无阻尼振动，每次测定出动态能量的峰值，所有节点的运动分量设为零，系统重新起动。
最终系统的能量几乎分散到零时从而达到静平衡位置。
系统的运动方程是通过把管当弹性梁考虑和假设为小变形大位移理论，这种非线性的方程系统类似于描述明梁流水力学的系统，采用这种技术可有效地解方程。
刚性悬链线方法的关键在于建立管线的无因次微分方程，用摄动法导出微分方程的解析解。
其中假设管线的跨长及管重与其弯曲刚度相比很大，以至弯曲刚度不是管形的主要控制参数，管线的弯曲接近于柔软的索，主要由轴向力来控制其形态，根限状态为自然悬链线。
因此，在浅水和小张力情况下，刚性悬链线法会导致结果不合理，如在相同水深和张力下算得水平投影长度偏小。
2.4管线的分段安全系数
规范对管线不同区段的安装应力安全系数的取值要求是不同的，管线在水下依次经底切点——反弯点——抬起点——张紧器。
底切点是管线与海床相切的点；反弯点是管线上弯段与下弯段的交界点，该点曲率和弯矩为零；抬起点为管线离开托管架的点。
从底切点到抬起点安全系数取为0.72，从抬起点到张紧器安全系数取为0.96。
2.5焊接时应力的特殊考虑
如果采用张紧器施工且修补站位于张紧器之后，则要进行安装应力分析时确定焊缝缺陷修补时最大允许的修补长度，如果缺陷太长，需要分段修补。
平管和立管对接时，相比平管安装和船舶待命阶段要求的海况条件要好。
在焊接后，按dnV的要求，要至少完成70%的焊缝焊接量后才能卸去对中夹具。
3焊接方法评片标准选择
管段的制造按aPi5L《管线钢管规范》，现场焊接按aPi1104《管道焊接及相关设备》。
在海上一般采用下行焊以提高焊接速度，相应的焊条采用下行焊专用焊条，如英国的LinconHYP，其缺点在于外观成形不如上行焊，焊工也要求特别训练；对小直径管道采
用下行焊速度上没有优势，而且难以焊接操作。
我国石油天然气行业标准规定下行焊只适应于直径在159毫米及其以上的管道。
海管接头焊缝要100%拍片，评片标准可选用aPi1104或dnV海管规范，aPi规范比dnV规范要求较松，dnV规
范更适应于英国北海那样的恶劣环境。
一般选择aPi1104比较合适。
4海管安装方法的选择
安装方法要区分浅水段和深水段，浅水段又称登陆段或滩涂段，深水段是相对浅水段而言；深水段一般采用铺管船法比较合适，而对浅水段，要根据水文地质环境条件以及大型予制场地和机具的布置选择下列三种方法：
——拖管法
——简易铺管船法
——漂浮法
拖管法就是在海上铺管船预制管段，同时向陆上拖拉铺管的方法，或者相反，从陆上预制场地向海上铺管船拖拉铺管的方法；简易铺管船法就是利用小的驳船改装成简易铺管船进行铺管的方法；漂浮法就是予制一定长度的管段后飘浮出海，在海上完成对接的方法。
如果浅水段管线有拐点，则从拐点往海的这段管线的安装不能用拖管法；如果浅水段是淤泥或地质较硬，为防止管线陷入太深或涂层受损，采用拖管法要加浮袋乘潮出海；如果当退潮时，海底裸露变成浅滩，则因为无水提供浮力，用拖管法安装阻力将增加，简易铺管船上动力系统不能正常工作（除非可内部循环），用漂浮法可能比较好，可在退潮时间予制管段，涨潮时漂浮出海进行安装。
但是每月或每年一定时间会遇到天文潮位，一天之中滩涂段都没有海水，对于这种情况，还没有有效的铺管方法。
5现场接头防腐和现场阳极安装
现场接头防腐是指在两根管段焊接之后对裸露的接头进行防腐处理，通常用热缩带进行。
热缩带内层是防腐层，外层是基层，是一种高分子材料，受热时一个方向收缩，包紧管体，因此包扎时要注意方向性，特别是剪裁大块热缩带时。
选用时要注意其厚度应与管径相适应，一般大管径选用较厚的热缩带。
对于选用什么样的热缩带，船级社的规范要求与管体涂层相适应，至于标准各个国家也都不一样，有aSTm标准、can标准和国标，厂家也有瑞凯、dEnSo和长春热缩带。
具体每个工程选用什么热缩带，要由设计决定。
如果施工中要替换，需考虑设计寿命、管体涂层厚度和下列四个指标的等效：
——耐冲击
——耐阴极剥离
——剥离强度
——耐击穿电压
阳极一般在管段予制时与配重层同时安装，对没有配重层的管段，则需现场安装，现场安装除需注意阳极安装在管段上的位置（管段中央前后一米）和被破坏涂层的防腐处理外，阳极的安装可有下面两种方法在设计时考虑：
（1）
（1）将阳极芯（也称锚片）与管体焊接，同时通过阳极芯电气连接；
（2）
（2）将两半块阳极的阳极芯焊接，阳极抱紧固定在管体上，再用铜导线与管体
焊接作电气连接。
选择第
（2）种方法可减少管体原涂层的破坏，省略大量的修复工作。
6铺管应急程序
铺设管线要考虑各种意外情况，比如定位系统故障、锚链失效、张紧器失灵、障碍物排除、托管架故障、管线屈曲、弃管回收、涂层修复、清管球卡球、测量板不满足要求和试压
泄漏，现仅对屈曲处理和涂层修复的应急程序作简单介绍。
6.1屈曲
（1）
（1）检测方法
在铺管过程中，可能由于铺管船偶然失去张力或维持管线正确构形的某种失误造成管线屈曲破坏，可使用潜水员或RoV定期检查管线构形，或者使用屈曲探测仪，包括：
——带有测量板的屈曲探测仪
——钢缆
——卷扬机
——测力计
该探测仪位于管线底切点之后大约两根管段的位置，用钢缆连接内部对中夹具后端，一段钢缆连接内部对中夹具的拉杆和卷扬机。
探测仪操作如下：
——管段焊接完成后，连接拉杆和卷扬机的钢缆断开，铺管船前移一个管段的长度。
——组装下根管段，卷扬机钢缆穿过新的管段与对中器的拉杆相连接。
——卷扬机开始拉钢缆，对中夹具和探测仪也沿着管线前移。
——通过位于卷扬机上测量仪监控作用在探测仪上的载荷，若拖拉力有任何的过分失
常，将立即调查原因。
——对中夹具对中作业，开始焊接。
（2）应急程序
一旦怀疑有管线屈曲，就要分析确定是下列何种屈曲：
——不进水的较轻微的屈曲
——不进水的较严重的屈曲
——进水的屈曲（管线没断）
——进水的屈曲（管线已断）
对于不进水的较轻微的屈曲，可以采取回退铺管船的方法补救，如果屈曲部分不能通过张紧器，要有临时的张力装置。
当屈曲较重时，上述办法不能使用，需
——弃管作业。
——用davit吊平管起吊作业，逐步切除管段。
——下放海管到海床。
——进行回收作业。
一旦确定海管已经进水，需派潜水员或RoV沿管线检查到海床底切点，确定屈曲损坏的位置和类型，如果没断开，一般可回收管线到拖管架末端，组装焊接封头后弃管，派潜水员水下切割，回收余下的管线；如果管线已经断了，则：
——派潜水员带水下切割机组在管线开口处沿径向开两个口
——通过两个口插入一个止动销并紧固用来制动捕捉排水机组
——重新定位铺管船到管线起始铺设端
——派潜水员移去阀塞，把空气管接到阀塞上
——载有大量空气压缩机的船系泊在上述位置附近，开始排水
——连接davit吊到管线上
——当排水机组到达制动器时（由潜水员确定），将管端回收到水面
——切除管段，回收排水机组，焊接封头，管线下放到海底
——同时RoV关闭阀
——回收并继续铺管。
6.2管线涂层修理
无混凝土配重层的环氧树脂涂层的管段在运输、吊放过程中易产生微小的损坏，在现场
接头对接之前对涂层要进行100%目检，在设计规格书中应明确可不修补、需修补或废弃的标准；修补方法一般采用热缩带。
7结语
海底管线系统看似简单，在设计和安装中会遇到各种各样的问题，实际上也非常复杂，这里只能抛砖引玉。
随着我国海上石油、石化等行业的发展，将会出现新的问题和技术，同时也会有新的解决问题的办法。
篇三：
水泥混凝土路面断裂的原因及防治措施
水泥混凝土路面断裂的原因及防治措施
摘要：
文章对水泥混凝土路面板断裂的原因进行分析，并从路基施工、路面施工两方面提出破损路面的防治方法。
［关键词］水泥混凝土断裂路基路面
当前，道路的断裂现象越来越多，所以如何实现道路的快速的维修和抢修，已成为道路工程值得一个研究的问题。
造成混凝土路面破损的原因很多，本文结合多年工程实践经验，对水泥混凝土路面板破坏的原因进行分析，并提出破损路面的防治方法。
1水泥混凝土路面板破坏的原因
1.1路基施工方面的原因及措施
路基是道路工程的主要组成部分，是路面结构的基础。
许多水泥混凝土路面的破坏都是由于路基病害引起的，路基的内在质量应具备三个要求:
具有足够的整体稳定性;具有足够的强度;具有足够的水稳性。
所以应首先采取提高路基整体性和稳定性的措施：
根据当地水文、地质情况合理设计道路纵横坡，正确进行路基横断面和排水设计；选择透水性好的路基填料填筑路基，必要时对路基上层填料作稳定处理；保证路基达到规定的压实度；控制设计弯沉值，适当提高路基，防止水分进入路基工作区范围，保持路基干燥；采取边坡加固、修筑挡土结构物等措施，采用新的基层材料。
（1）路基填筑使用了不适宜的材料。
公路路基施工规范规定，在通常下，不能被压实到规定的密实度和不能形成稳定填方的材料不能用于路基填筑。
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