什么是水下管道?

[拼音]：shuixia guandao

[外文]：underwater pipeline

敷设在江、河、湖、海的水下用来输送液体、气体或松散固体的管道。水下管道不受水深、地形等条件限制，输送效率高、耗能少。大多数埋于水下土层中，因而检查和维修较困难。登陆部分常处于潮差段或波浪破碎区，易受风浪、潮流、冰凌等影响，在规划和设计时要考虑预防措施。

水下管道多为钢筋混凝土管和钢管。按其断面构造可分为单层管、双层管和三层管（见图）。单层管用于输送常温的单一材料的液体、气体或固体；双层管用于输送两种材料或在输送过程中需保温的液体或气体；三层管用于在输送过程中需加热的液体或气体。

水下管道的直径，根据输送材料的性质、输送量和输送速度等因素按流体力学计算确定。管壁材料和厚度先按经验假定，而后根据各种荷载作用核算其应力和变形。若不符合规定，则再修改。计算时通常需考虑管道在施工时和正常运转时的内部和外部受力状态。对双层管及三层管，内管及外管需按不同受力状态分别进行计算。还需验算由内压和外压、温度变化以及管线弯曲引起的管壁应力；核算管道在试压荷载作用下的强度，管道在可能发生的水击压力作用下的应力，以及管道在地震作用下的应力。由于水击压力和地震作用均为短期荷载，因而材料的设计强度均可提高。为了提高管道抗腐蚀能力，应适当增加钢管壁厚。在管道敷设过程中和敷设后均须验算稳定性，包括在波浪、水流（主要为潮流）、冰层压力和流水冲击力作用下管道的稳定性，以及由于管道基底面不平整、地基基础的不均匀沉陷而对管道稳定性的影响。调节水下管道的重量，可以降低管道在施工敷设时的应力和保持管道在敷设过程中和敷设后的稳定。调节的方法有增重调节法（调节管道单位长度的重量，增加管壁厚度，在管道上连续或间隔地覆盖压块，管道内充水等）和浮力调节法（用浮筒的浮力来调节管道重量）。

当穿越宽度不大的江、河时可以采用顶管法或盾构法施工。当穿越湖泊或海峡时可采用：

（1）漂浮敷设法。管道在陆上制作加工组装成管段，浮运至敷设地点，在作业船上焊接管段之间的接头，然后使管道下沉就位。

（2）牵引敷设法。管道在陆上制作加工，并焊接成数百米长的管段，然后用牵引设备（卷扬机、船舶等）沿水底或水面牵引，同时在岸边把管段接长，直至整根管道牵引到预定敷设位置为止。

（3）敷管船敷设法。管道制作加工都在敷管船上进行，每敷设一管段后就前进一定距离。单节管道由驳船供应。不论采用哪一种敷设方法，均应按不同受力状态复核管道的应力。如应力太大应采取相应的加固措施。

自50年代以来，水下管道敷设量不断增长，过去只能跨越江、河，现在已发展到跨越深海。在现阶段，敷管船的自动化程度不断提高；钢材及混凝土用料更进一步适应水下的要求；管道的制作开始趋于标准化；利用自动电焊和自动探伤摄影；采用阴极防腐蚀技术以及应用自动控制技术和遥测遥控装置，使水下管道的安全性和耐久性大大提高。