U型管非開挖修復管道施工方案

中、低壓燃氣管道改造工程施工組織設計U型管非開挖施工方案（內襯高密度聚乙烯HDPE管道）合編前言連續(xù)長的聚乙烯管用機械使其壓制成U型，通過原有的管道插入，用加壓的方法使其恢復原狀，從而更新修復已損壞的管道。超過30年的實踐經驗證明這是一種經濟實用的方法，它能在很少干擾地面交通下得到一條新的管道；此技術的內在優(yōu)點是：能形成改進介質輸送性能又不泄漏的新管道系統(tǒng)。修復后的管道系統(tǒng)的介質輸送性能可以等于或接近損壞前的舊管道系統(tǒng)，同時避免了滲漏。最好的優(yōu)點是和過去容易腐蝕的管材材料相比，聚乙烯管的壽命長達50年。國內將高密度聚乙烯襯入管應用于中、低壓燃氣管道改造工程起步較晚，通過工程實踐，效果良好，但高密度聚乙烯襯入管材依靠進口。江蘇星河集團有限公司研制開發(fā)的“星河牌”高密度聚乙烯“U”型燃氣用襯入管材，由中國石油天然氣第一建設公司在安徽省蕪湖市長江路低壓燃氣管網改造工程中施工應用，改造后的管網經通氣運行，其各種性能均達到或超過原管網的技術要求。“星河牌”高密度聚乙烯“U”型燃氣用襯入管材及襯入管施工技術已經在蕪湖、淮南、常州、鎮(zhèn)江等城市燃氣管網改造工程中得到廣泛應用。目錄一、總則----------------------------------------------------1二、編制依據(jù)------------------------------------------------1三、施工程序和方案------------------------------------------11、內襯管道工藝流程--------------------------------------12、施工說明及工序技術要求--------------------------------22.1HDPE管穿插長度及操作坑確定------------------------22.2舊管道清理------------------------------------------22.3HDPE管道焊接--------------------------------------32.4HDPE管道壓縮、穿插和脹管--------------------------42.5管端法蘭制作----------------------------------------72.6吹掃和試驗------------------------------------------82.7管道連接及路面恢復----------------------------------83、安裝主要技術要求--------------------------------------93.1主要施工順序----------------------------------------93.2主要部位施工方法及技術要點--------------------------93.2.1土石方工程---------------------------------------93.2.2管道安裝-----------------------------------------93.2.3土方回填夯實------------------------------------10四、施工進度計劃--------------------------------------------10五、組織結構------------------------------------------------10六、施工機具------------------------------------------------11七、文明施工要求--------------------------------------------12八、安全管理------------------------------------------------12附：施工現(xiàn)場（圖一至圖四）總則U型管非開挖施工技術是應用于燃氣、廢水、污水處理和由傳統(tǒng)原材料如鑄鐵、鋼、混凝土、黏土材質以及石棉材質的工業(yè)管道的非開挖修復方面的一種理想的技術。“星河牌”HDPE“U”型燃氣用管材，對于特殊場合不便于進行開挖管道修復工程具有施工便捷、氣密性好、可靠性高、使用壽命長、綜合造價低等特點。許多中、低壓鑄鐵煤氣及天然氣管道因老化，不能滿足煤氣及天然氣輸送的要求，必須進行重新鋪設或改造。經考證、調研和綜合比較，對原鑄鐵管道采取內襯高密度聚乙烯HDPE燃氣用管道（簡稱HDPE管）。編制依據(jù)施工及工程相關用圖紙。參照標準和施工規(guī)范：《燃氣用埋地聚乙烯管道系統(tǒng)第1部分:管材》（GB15558.1-2003）《閥門的檢測與安裝規(guī)范》（SY／T4102-95）《天然氣管道試運投產規(guī)范》（SY/T6233-1996）《城鎮(zhèn)燃氣管道工程施工及驗收規(guī)范》（CJJ33-89）《聚乙烯燃氣管道工程技術規(guī)程》（CJJ63-95）施工程序和方案1.舊管道內襯HDPE管道工藝流程：（見下圖）舊管道清理舊管道清理清理情況檢查HDPE管道焊接HDPE管道縮徑HDPE管道穿插HDPE管道脹徑管端HDPE法蘭制作HDPE管道脹徑檢查強度、氣密試驗完成分段修復直管段兩端開挖管端法蘭對接回填、路面恢復交樁、測量2.施工說明及工序技術要求：2.1HDPE管每次穿插長度及操作坑確定HDPE管段的穿插只能在直管段進行，每次的穿插長度根據(jù)舊管道內壁摩擦阻力和HDPE的抗拉強度決定，一般不超過1500米；從材料本身特性和穿插時力學性能方面考慮，HDPE管穿插時最大轉角不宜超過15°，因此，每段直管段兩端必須取掉彎頭、三通等管件，并根據(jù)一次性穿插的HDPE管道長度決定穿管操作坑的位置。穿管操作坑的寬度B一般為1.5-2.0米，深度和長度要根據(jù)待修復舊管道的深度來決定：操作坑深度H要比待修復舊管道管底低0.3米左右，長度為L=（H-0.3）×ctg35°(HDPE管道穿插時的傾角一般取35°左右)。2.2舊管道清理2.2.1舊管道采用機械法拖拉清管器方法進行清理，清理時應去掉尖銳毛刺、高度大于10mm的局部突起等硬質結垢。（見圖一）圖一舊管道的清理2.2.2清理情況采用小型電動拖車進入管道內部進行檢查，電動拖車上面配備強穿透力的高壓鈉燈和內窺系統(tǒng)，并配備現(xiàn)場錄像系統(tǒng)，做實況錄像。2.3HDPE管道焊接2.3.1HDPE管道在穿插進入舊管道前必須進行焊接。（見圖二）圖二HDPE管道的焊接2.3.2HDPE管道的焊接設備和焊接參數(shù)一般由HDPE管道生產廠家提供，熱熔對接溫度一般控制在200±5℃范圍之內；焊接過程必須嚴格按照熱熔焊機使用說明書進行操作。2.3.3焊接過程質量控制◎所焊接管道的端面焊接時必須保持同樣的熔接溫度（夏天必須采取措施防止太陽光照射）?！蛟诜蹓m、刮風或低溫的環(huán)境下應使用帳篷。環(huán)境溫度低于0℃時帳篷內須采取加熱措施。◎焊接期間必須避免各種機械應力，特別是冷卻期間?！蛞押腹芸诒仨毞舛拢悦怙L吹引起管道冷卻。◎為保證焊接質量，要求操作人員持證上崗，并做好熔接記錄，記錄內容應包括環(huán)境溫度和氣候條件，管子的直徑和厚度，焊機的操作壓力和加熱板的設置溫度等?！驗楸苊獠僮鬟^程中將手上油污、汗液等影響焊接質量的雜質沾到所要焊接的部位，操作者應帶膠皮手套（新手套一般外表有一層油膜，所以在使用前須用少量無水乙醇清洗手套），嚴禁操作者或其他人直接用手接觸焊接部位?！蚝附铀枰臋C具應保持清潔，焊接前將所需要的機具放到易于焊接操作的位置，其他人在搬動機具時不得接觸儀器操作部位，以免操作者在使用中污染手套。◎焊接端面及加熱板要保持干凈，做到無油、無水、無灰，如有以上污垢或潮濕，須用干凈毛巾或潔凈長纖維紙擦凈，禁止用手直接接觸焊接部分。2.4HDPE管道規(guī)格選擇、壓縮、穿插和脹管2.4.1為了保證管道改造后有最大的介質輸送截面，要盡量選擇外壁緊貼舊鑄鐵管道內壁的HDPE管道，其規(guī)格選擇SDR不大于50或按設計要求。2.4.2HDPE管道在進行穿插進入舊管道之前必須利用設備壓制成“U”型，當壓縮到管端截面積減少至原截面積的70%時，用超薄粘性膠帶進行環(huán)繞捆扎處理，以保證管道在穿插時“U”型形狀不變。（見圖三、圖四）圖三HDPE管道在穿插前壓縮成U型圖四環(huán)繞捆扎處理后的U型管2.4.3捆扎用超薄型透明膠帶的拉斷極限必須提前進行計算，確保HDPE管道在穿插后能夠順利脹管恢復原狀。2.4.4壓制成“U”型形狀的HDPE管道在進行穿插時宜前、后兩端受力：前端為鋼索的拖力，后端為壓“U”設備的給進力,避免不均勻受力。（見圖五、圖六）圖五穿插前鋼索與管材的連接圖六壓縮設備給進2.4.5HDPE管穿插時的牽引力不應超過HDPE管道允許用應力的二分之一。PE100的許用應力為24Mpa。2.4.6穿插后的HDPE管道內注入壓縮空氣（0.2Mpa左右），迸斷周圍捆扎用的超薄粘性膠帶，同時脹開HDPE管道，使其外壁緊貼待內襯的舊管道內壁。2.4.7脹管情況同樣采取小型電動拖車進入管道內部進行檢查，電動拖車上面配備強穿透力的高壓鈉燈和內窺系統(tǒng)，并配備現(xiàn)場錄像系統(tǒng)，做實況錄像。2.5管端法蘭制作管端HDPE法蘭制作也是一種新的施工工藝，是利用HDPE管的本身材料，在管端翻邊壓制而成（成型后的法蘭見圖七）。圖七管端成型后的法蘭2.5.1法蘭的大小要根據(jù)待修復管道的法蘭的水紋線決定，一般簡易法蘭的邊和待修復管道法蘭水紋線重合為宜。2.5.2法蘭形成后，撤掉加熱板，保持一定的壓力直至冷卻。采取自然冷卻的方法，不要采用其他強制性的冷卻方法，以避免產生內應力。2.5.3法蘭中軸線應該和管子的中軸線重合，法蘭表面不允許有凹陷、氣泡等現(xiàn)象。2.6吹掃和試驗2.6.1分段襯管完畢，要用壓縮空氣進行吹掃，吹掃時要求排氣口空氣流速不低于20米/秒，吹掃應用靶板檢查，以5min內靶上無水分、灰塵及其雜物為合格；2.6.2吹掃合格后，方可進行強度試驗和氣密性試驗。中壓管道的強度試驗壓力為0.3Mpa，氣密試驗壓力為0.23Mpa;低壓管道的強度試驗壓力為0.15Mpa，氣密試驗壓力為0.1Mpa。試驗介質為空氣。2.6.3強度試驗要求達到試驗壓力后，穩(wěn)壓1小時，沒有壓降為合格；2.6.4氣密試驗要求達到壓力后，保壓24小時。2.6.5實測壓力降?P'=(P1+B1)-(P2+B2)×（273+T1）/（273+T2）?P'-----實測壓力降P1、P2-------試驗開始和結束時的壓力計讀數(shù)B1、B2--------試驗開始和結束時的氣壓計讀數(shù)T1、T2--------試驗開始和結束時的管內溫度例：DN300管道允許壓力降0.533kPa;2.7管段連接和路面恢復經過強度、氣密試驗后，用甲、乙管（舊鋼制管道修復直接用鋼制法蘭）、套筒等管件將修復后的管段連接起來，就完成了舊管網進行內襯HDPE管道的分段改造工作。路面恢復工作遵照規(guī)范、設計和道路部門的要求進行。3、安裝鑄鐵管和PE管工程及主要技術要點3.1主要施工順序確定管位→放線→原始測量→開挖溝槽→施工測量→驗槽→安裝管道→測量記錄→部分回填→強度試驗→氣密性試驗→全部回填夯實→通氣→交付使用3.2主要部位施工方法及技術要點3.2.1土石方工程土方開挖前，由現(xiàn)場工程師按設計圖紙放出管道埋設開挖的邊線，用石灰水作出標記，在開挖過程中，對土質、地下水位的變化經常檢查，作好原始記錄，繪出開挖溝槽的斷面圖。若遇基槽內有地下水時，立即用潛水泵將槽內的積水抽送道路排污井內。溝槽開挖至設計深度及時通知業(yè)主、監(jiān)理驗溝槽。驗收符合設計要求后，方可進行下道工序施工。檢查土方開挖狀況，對土質較松的地段要放邊坡或加支撐，以防大面積塌方傷人。符合回填質量要求的土方用于回填溝槽，多余土方及時外運出場。3.2.2管道安裝地下燃氣管道與構筑物或相鄰管道之間水平、垂直間距應滿足設計圖紙要求，如受地形限制調整布置有困難，而又確實無法解決時，經與有關部門協(xié)商，采取有效措施后，上述距離可適當縮小，地下燃氣管道穿過排水管、熱力管溝、聯(lián)合地溝及其它各種用途溝槽時，應將燃氣管敷設于套管內，套管伸出構筑物外壁不應小于規(guī)范要求的水平凈距，地下燃氣管道嚴禁穿越窨井、電纜井。所有的管材、管道附件等材料均應有出廠材料合格證書，在安裝前按有關要求進行檢查。施工時做到管基不走線、不下沉。管道安裝完后，應用壓縮空氣進行吹掃，壓縮空氣流速不小于20m/s，吹掃完后進行管道強度試驗，壓力為0.15Mpa進行氣密性試驗，并對所有接口處進行自檢，保持24小時經換算后無壓降為合格。3.2.3土方回填夯實燃氣管道經試壓合格后，方可進行土方回填夯實。回填前先將溝槽內積水排完干凈，嚴禁帶水回填，回填土分3層夯實，符合設計及驗收規(guī)范要求。四、施工進度計劃1、施工段劃分、施工進度計劃、施工進度橫道圖等。2、劃分工段流水節(jié)拍每一工段內襯高密度聚乙烯管道的改造，都需要進行以下流水節(jié)拍為：開挖斷氣切管清管穿管復徑試壓通氣連接○○○○○五、組織結構根據(jù)本工程實際情況，以精干高效為原則建立統(tǒng)一的施工管理系統(tǒng)，其中熔焊、穿插連口及試壓為核心流程，掃線、開挖、管理、后勤及安全質檢為支持流程，組織結構見圖：施工隊長掃線開挖組穿插組熔焊組施工隊長掃線開挖組穿插組熔焊組連口組試壓組安全質檢后勤六、施工機具序號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注1U型縮徑機S300臺12倒鏈2t臺23空壓機0.8m3/12.5MMpa臺24汽車吊8t輛15卡車5T輛16客貨車輛17熱熔焊機FM--300套18清管牽引機5T臺19CCTV成像系統(tǒng)統(tǒng)RC--300套