海底管道是海洋油气田的生命线，但由于海洋环境复杂，铺设的海底管道在波浪、海流冲刷及海床地质条件等因素的作用下，经常出现管道被冲出覆盖层，形成管道悬跨。悬跨不仅使管道要承受更大的附加弯矩载荷，而且容易在水流作用下造成涡激共振，加速管道破坏，所以在悬跨形成并达到最大允许长度前，需要及时采取措施进行治理。　　本课题来源于天津中海油工程设计有限公司科技专项“海底管道悬跨监测及处理技术研究”的子课题——海底管道悬跨处理装置研究开发。目的是在选择的管道悬跨处理技术的基础上，设计一种海底管道悬跨处理装置，自动完成海底管道悬跨的治理工作。　　本文对影响海底管道悬跨形成的因素及国内外海底管道悬跨处理技术进行了介绍，通过对各类悬跨处理技术的分析对比，并结合课题的设计要求，最终确定选用灌浆袋支撑法进行管道悬跨治理，提出了海底灌浆式铺袋装置的总体设计方案。　　鉴于灌浆袋是治理方案中最重要的承载部件，采用莫里森法对灌浆袋支撑结构在水下工作时的波流载荷特性进行了分析，建立了灌浆袋受力分析模型，分析了各类要素对其载荷影响的大小，并对灌浆袋支撑结构在最大承载情况下的稳定性进行了分析，同时设计了灌浆袋的二次填充结构，分析了其冲刷规律，为海下应用提供了研究基础。　　本文对海底灌浆式铺袋装置的主体结构进行了详细设计，并对各机构关键部件的承载能力进行了分析计算，然后利用有限元软件对其强度进行了校核。针对零部件应力集中的问题，对部分结构进行了优化设计，并在结构参数确定后，对支撑锁紧机构的运动性能进行了仿真分析。　　根据海底灌浆式铺袋装置的设计方案，完成了工程样机的加工，并对其进行了运动性能实验，测得了装置完成指定动作的时间，为海上施工提供了实验基础。同时对灌浆袋进行了充气压力实验，验证了灌浆袋的承压能力，保证了工作时的可靠性和安全性。