1、裂管施工技術(shù)在燃?xì)夤芫€改造過程中的應(yīng)用2011-5-17 張園媛由于燃?xì)夤艿缆竦貢r(shí)間較長， 受電、化學(xué)腐蝕嚴(yán)重，目前，有大量陳舊管線需要置換升壓。對舊有管線的改造與維護(hù)，傳統(tǒng)的管線替換方法是開挖地面取州日管埋入新管，再進(jìn)行回填，這種方式的劣勢是顯而易見的。因此，人們在維護(hù)與改造舊管線的過程中創(chuàng)造了許多新穎的工法，主要是非開挖修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，如內(nèi)插法、內(nèi)襯法、裂管法等。非開挖的施工技術(shù)具有不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、綜合施工成本相對較低、經(jīng)濟(jì)效益及社會效益碌著等優(yōu)點(diǎn)。隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展， 非開挖鋪設(shè)更換管道技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)越性，日益廣泛地被人們認(rèn)識和接受。我國很多大中城市都已經(jīng)采用了

2、此項(xiàng)技術(shù)，發(fā)揮了非開挖技術(shù)的獨(dú)特作用。現(xiàn)代非開挖鋪管技術(shù)目前已達(dá)到可控制鋪設(shè)方向及埋深的水平，鋪管長度越來越大，可繞過地下障礙，施工精度相當(dāng)高。 特別是在需要穿越高速公路、鐵路、建筑物、河流、鬧市區(qū)街道和保護(hù)區(qū)等情況下進(jìn)行施工時(shí)，非開挖技術(shù)有著比開挖施工更明顯的優(yōu)越性。.裂管法作為非開挖更換管道修復(fù)技術(shù)中的一種，是管線替換的一種新技術(shù)。裂管法施工不但解決了開挖的難題，同時(shí)還可以對原有管道進(jìn)行擴(kuò)容。它是一種高效率低成本的非開挖置換方式，同時(shí)還能提高管線的輸配能力。它適用于氣體置換、小區(qū)改造，輸干、支線擴(kuò)容，舊管道日常維護(hù)和升壓改造等施工項(xiàng)目。1 裂管施工的原理裂管施工的原理是： 用一組裂管器將舊

3、管道切開并擴(kuò)徑后， 帶入一根同徑或大一到二級的PE管，以達(dá)到修復(fù)舊管道或擴(kuò)容的目的。如圖1 所示： 1裂管施工的過程包括破碎舊管線， 然后擠壓碎片進(jìn)入土壤形成孔道，同時(shí)安裝全新的管線。其整個(gè)系統(tǒng)主要由液壓動(dòng)力源、液壓拉桿機(jī)、支撐架、相應(yīng)數(shù)量的拉桿以及裂管器組成。2 裂管施工技術(shù)的特點(diǎn).(1) 在原有的舊管道上施工，對周圍環(huán)境影響較小。(2) 施工方法簡單易行，速度快、造價(jià)低。(3) 裂管工藝可以替換的舊管包括： 鋼管、鑄鐵管、瓦管、水泥管等，其管徑為DN100 DN400。(4) 替換后的新管直徑可大于原來的舊管， 同時(shí)可保持或增加原管的設(shè)計(jì)能力。(5)一次更換舊管道的長度不大于100m。(6

4、) 不適用于彎管的更換。23 裂管施工的具體技術(shù)要求3.1考察施工現(xiàn)場與初始施工方案的制定排土量的影響如果舊管線埋深較淺或在不可壓密的地層中，可能會引起地表隆起。2 可利用導(dǎo)向鉆機(jī)在裂管施工前，沿舊管線方向，在它上面鉆一個(gè)孔道，以容納多余的排土量，從而消除地表隆起的發(fā)生。在實(shí)際施工時(shí)， 一般舊管埋深大于1 米的時(shí)候或原回填土為人工方式的時(shí)候，一般可以不考慮裂管排土量的影響。工程地質(zhì)要求施工前，必須先勘察穿越工程處的巖土丁程地質(zhì)情況，確定各巖土層厚度、取樣深度、含水量、顆.粒度、承載力標(biāo)準(zhǔn)值等數(shù)據(jù)、穿越地形和地質(zhì)鉆探剖面圖。按照不同土質(zhì)條件劃分裂管施工的難度系數(shù)，難度系數(shù)從低到高依次為：回填土，

5、可擠壓黏土，疏松鵝卵石，沙灘與流沙層，高密度黏土，沙石層。埋地管道的調(diào)查應(yīng)對埋地管道的埋設(shè)位置、地上 ( 下) 主要構(gòu)筑物 ( 其它管道 ) 、管道的材質(zhì)、規(guī)格、輸送介質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，并準(zhǔn)確的定位管道的埋深、拐點(diǎn)、三通、閥門、凝水缸及其他管道附件的位置。 ( 一般依據(jù)設(shè)計(jì)圖、 運(yùn)行圖、物探圖。 )裂管法施工前必須對已停氣的待修管段進(jìn)行全線現(xiàn)場勘察、全線物探，這主要是考慮到：(1) 裂管法在破開舊管道的同時(shí)要進(jìn)行擴(kuò)徑，這樣可能會引起相鄰管線的損壞；(2) 分支管的連接點(diǎn)處需進(jìn)行開挖施工。 根據(jù)物探結(jié)果方可進(jìn)行裂管施工。通過上述資料的收集，制定施工方案。3.2開挖工作坑、舊管道清洗及裂管機(jī)設(shè)備安裝的要

6、求工作坑的準(zhǔn)備施工前，需要開挖設(shè)備工作坑和進(jìn)管工作坑，分設(shè)在待修復(fù)管道的兩端。在確定工作坑位置及尺寸時(shí)主要要考慮下列影響因素：. 對存在三通、閥門等附件的管線連接處必須暴露開挖； 管道走向發(fā)生變化處 ( 一般大于 10 度 ) 必須暴露開挖； 根據(jù)設(shè)備能力及現(xiàn)場施工條件，確定一次施工長度 ( 一次性裂管的長度一般控制在 100m之內(nèi) ) 然后進(jìn)行分段開挖： 工作坑的位置不應(yīng)影響交通； 工作坑的長度，要能滿足安放牽引機(jī)架、裝拆拉桿和裝卸裂管器的要求。進(jìn)管工作坑的長度可以根據(jù)聚乙烯管的彎曲半徑 R，敷設(shè)深度H，管徑 dn 計(jì)算出來。 公式如下：，3L=H ×(4R-H) 0.5式中： L

7、工作坑長度(m)H 敷設(shè) ( 管中距地面 ) 深度 (m)R 聚乙烯管許用彎曲半徑(m)R25dn。dn 管徑 (m) 考慮到舊管必須伸出工作坑壁和熔接套筒安裝操作等因素，坑長應(yīng)適當(dāng)放長。內(nèi)窺儀檢測與埋地管道的清理要求在開挖工作坑后， 為實(shí)際確認(rèn)管道水平和垂直的彎曲量、附件設(shè)備等的定位真實(shí)數(shù)據(jù)，宜用內(nèi)窺儀對管道進(jìn)行內(nèi)窺檢查( 如果管道較直、 起點(diǎn)和終點(diǎn)可相視和管內(nèi)沉積物較少時(shí)，則可以不用使.用內(nèi)窺儀 ) 。如果管道內(nèi)部污垢較多，需先進(jìn)行管道清洗：當(dāng)管內(nèi)沉積物較為疏松時(shí)( 小于 1cm)，可選用機(jī)械清理；當(dāng)管內(nèi)沉積物較多 ( 大于 1cm)并結(jié)垢特別堅(jiān)硬時(shí)，可選用高水清洗；當(dāng)管內(nèi)沉積物為粘稠油狀

8、物時(shí)，應(yīng)用化學(xué)清洗。液壓裂管機(jī)設(shè)備的安裝要求將非開挖擴(kuò)管設(shè)備吊放在設(shè)備坑內(nèi)，以舊管道中心和所在坑壁面為基準(zhǔn)，安放平整，液壓動(dòng)力站放置在設(shè)備坑外。在進(jìn)行工作前，應(yīng)檢查液壓油、柴油及機(jī)油油位。啟動(dòng)液壓站后必須預(yù)熱液壓系統(tǒng)5min 30min( 根據(jù)季節(jié)及環(huán)境溫度具體確定) ，液壓系統(tǒng)球閥必須置于無壓位置。裂管機(jī)施工時(shí)主要承受拉力，因此，在回拉PE 管時(shí)機(jī)頭前應(yīng)設(shè)置支撐穩(wěn)固裝置。如果槽壁土質(zhì)松軟，需放置鋼質(zhì)抵籠，并給抵籠打入地錨；如果槽壁土質(zhì)堅(jiān)硬，則可以直接將機(jī)頭抵于槽壁。支撐的穩(wěn)固是拉管的前提，影響拉管施工時(shí)對液壓功率的利用，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致拉管失敗。3.3切割刀具的角度設(shè)置在施工過程中，割刀的角度設(shè)

9、置應(yīng)以不破壞周圍的構(gòu)筑物、管道，不破壞管頂與管頂以上的回填土之間的力平衡為原則。目前，一般角度設(shè)定為“5點(diǎn)或 7點(diǎn)”位置。如圖2 所示。.3.4 PE 管的保護(hù)在拉管的過程中，在起點(diǎn)， 新管道被牽引進(jìn)舊管的初期，由于受進(jìn)管坑的長度限制，會出現(xiàn)新管道上部外壁與舊管端口相互磨擦的情況，這會給 PE管材造成很嚴(yán)重的劃傷，因此在牽引前，一般使用氧氣/乙炔將進(jìn)管坑內(nèi)的舊管端口煨成弧狀，并且在舊管內(nèi)壁與新管外壁之間填入膠皮等柔性材料，減少摩擦損害。4 裂管施工過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法(1) 在回拉管的過程中， 在中段某處， 拉管突然停止前進(jìn)，通過升高液壓拉力仍舊無法前進(jìn)。這種情況的出現(xiàn)可能是舊管被重

10、物壓住所引起的，需將被卡住的地點(diǎn)挖開， 將重壓物起出， 再繼續(xù)完成回拉管。.(2) 在回拉管的過程中， 在起點(diǎn)， 裂管頭就被卡住，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這種情況的出現(xiàn)可能是舊管的回填土質(zhì)的密實(shí)度過大所引起的。可以先將裂管頭取下，只用割刀將舊管從頭到尾割裂，在工作坑和進(jìn)管坑內(nèi)圍著舊管管頭各壘一道水壩，壩的上沿高過舊管的管頂高度，向舊管內(nèi)注水，以沒了舊管管頂為宜。蓄水后保持一天，由于水的作用軟化了舊管周圍的土層，可以使得土對舊管的壓力大大減少，裂管所需的拉力將會大大降低。將舊管內(nèi)的蓄水抽走后，再繼續(xù)完成回拉管。(3) 經(jīng)過物探檢測， 如發(fā)現(xiàn)燃?xì)夤芫€周圍近距離有其他管線， 其垂直交叉距離小于 1Ocm時(shí)，為避免

11、裂管后土對相鄰管道的擠壓， 此處應(yīng)開挖作為工作坑，以減少土對其他相鄰管道的壓力影響。5 工程實(shí)例北京市煤氣工程有限公司在2006 年購置了某公司的 800G裂管設(shè)備， 并于近年來先后在老山小區(qū)技改工程、安德路北街中壓線、靜安里中壓線天然氣管網(wǎng)改造工程中采用了裂管法完成了舊管道非開挖替換施工。下面，以靜安里中壓線天然氣管網(wǎng)改造工程為實(shí)例，具體介紹一下裂管施工技術(shù)在燃?xì)夤芫€改造丁程中的應(yīng)用。.5.1工程概況本工程起點(diǎn)為東北三環(huán)內(nèi)環(huán)輔路現(xiàn)狀DN200中壓 A 天然氣管線，終點(diǎn)為靜安里中低壓調(diào)壓站，沿途無用戶支線且靜安里中低壓站具有連通線可以停氣改造。原管線為DN200無縫鋼管，采用原位裂管等徑換管。

12、其中裂管管長為477m，管材為SDR11的 de200PE管。本工程根據(jù)設(shè)計(jì)共設(shè)置工作坑8 座，因管線運(yùn)行多年，管線縱斷資料不齊全，如在施工中遇到特殊情況 ( 拐點(diǎn)超過施工允許角度) ，需臨時(shí)增加工作坑位。工期預(yù)計(jì)26 天 ( 不含切接 ) 。5.2裂管施工工藝流程裂管施工的工藝過程是在施工段管線設(shè)置一個(gè)設(shè)備坑和一個(gè)進(jìn)管坑。將 800G 裂管機(jī)設(shè)備放置于設(shè)備坑內(nèi)，首先將快裝桿從舊管道推向進(jìn)管坑，在進(jìn)管坑將導(dǎo)向桿卸下， 更換相應(yīng)規(guī)格尺寸的脹破裝置( 主要是膨脹器與擴(kuò)刀) ，與按照要求長度焊接好的PE管連接后，裂管機(jī)開始回拉，在破碎舊管道的同時(shí)，拉入新的 PE管，完成管道的替換施工。施工工藝流程：

13、收集資料、現(xiàn)場勘查、沿線物探、施工前準(zhǔn)備工作接通臨時(shí)線并對舊管線停氣置換開挖工作坑.斷管后 CCTV內(nèi)窺儀檢測舊管道清洗裂管機(jī)設(shè)備安裝 PE管焊接 PE管道試壓裂管施工回填坑位全線試壓恢復(fù)路面恢復(fù)供氣竣工測繪 5.3 工作坑的布置及具體施工方案此次裂管施工分 7 段進(jìn)行， 所有折點(diǎn)、 與其它管線垂直間距不夠安全距離處開挖工作坑。本工程共設(shè)置：3 個(gè)設(shè)備坑： 6 號、 7 號、 8 號工作坑；4 個(gè)進(jìn)管坑： 1 號、 3 號、 4 號、 5 號工作坑；2 個(gè)復(fù)合坑 ( 即用作進(jìn)管坑又用作設(shè)備坑) ： 1-1 號、 2 號工作坑。但如在施工中遇到折點(diǎn)及折點(diǎn)位置與施工圖不符時(shí)，還將增加工作坑數(shù)量，具

14、體情況根據(jù)施工現(xiàn)場情況而定。施工示意圖如圖3 所示。.(1) 具體施工分段第一段：改造管線全長54.6m， 1#工作坑至 1-1# 工作坑之間， 1 號工作坑作為進(jìn)管坑，1-1 號坑作為設(shè)備坑。第二段：改造管線全長 19.7m， 1-1# 工作坑至2#工作坑之間， 1-1 號工作坑作為進(jìn)管坑， 2 號坑西南向作為設(shè)備坑。第三段：改造管線全長97m， 2#工作坑至6#工作坑之間， 2 號工作坑?xùn)|北向作為進(jìn)管坑，6 號坑西南向作為設(shè)備坑。第四段：改造管線全長45m， 3#工作坑至6#工作坑之間， 3 號工作坑?xùn)|北向作為進(jìn)管坑，6 號坑作為設(shè)備坑。.第五段：改造管線全長50m， 3#工作坑至7#工作

15、坑之間， 3#工作坑?xùn)|北向作為進(jìn)管坑，7 號坑作為設(shè)備坑。第六段：改造管線全長78.7m，4#工作坑至 7#工作坑之間， 4 號工作坑?xùn)|北向作為進(jìn)管坑，7 號坑作為設(shè)備坑。第七段，改造管線全長102m，4#工作坑至 8#工作坑之間， 4 號工作坑?xùn)|北向作為進(jìn)管坑，8 號坑作為設(shè)備坑。第八段：改造管線全長19.9m，5#工作坑至 8#工作坑之間， 5 號工作坑?xùn)|北向作為進(jìn)管坑，8 號坑作為設(shè)備坑。(2) 各工作坑的規(guī)格尺寸各工作坑情況的明細(xì)表，如表1 所示。表 1 各工作坑情況明細(xì)表工作坑序工作坑編規(guī)格(長備注號號×寬 )11#工作坑 11m×3m含拆除原1-1# 工作211

16、m×3mDN300×DN200坑閘井.2#工作坑5m× 2m(西南向)32#工作坑11m×3m(東北向)4 6#工作坑 5m× 2m5 3#工作坑 11m×3m6 7#工作坑 5m× 2m7 4#工作坑 11m×3m8 8#工作坑 7m× 2m9 5#工作坑 11m×3m新管線與新設(shè)備整體連接后進(jìn)行整體嚴(yán)密性試驗(yàn)。5.4裂管替換施工過程注意事項(xiàng) 當(dāng)導(dǎo)向桿已經(jīng)到達(dá)進(jìn)管坑口時(shí)，應(yīng)停止連接快裝桿。 拆卸導(dǎo)向桿，連接鉸接桿、穿入定位檔套和脹破刀，將鉸接桿與快裝桿連接好。將磁性檔塊放入鉸接桿兩端的凹窩內(nèi)。放入定位檔塊后用鋼絲罔固定，再用膠帶纏繞密封住，以防水和雜物進(jìn)入。 滾刀在進(jìn)入舊管道管口時(shí)，應(yīng)保證刀刃在5 點(diǎn)或 7 點(diǎn)位置上。 施工時(shí)，記錄推拉桿連接的數(shù)量，通過連接數(shù)量掌握推拉桿進(jìn)入施工段的位置。. PE 管在拉入拖動(dòng)過程中，設(shè)備坑操作人員應(yīng)隨時(shí)注意回拉壓力表顯示值，記錄最大壓力值的變化。兩端工作坑人員隨時(shí)保持聯(lián)系，如遇異常情況應(yīng)暫停施工。 現(xiàn)場操作過程要嚴(yán)格填寫施工紀(jì)錄。6 結(jié)論靜安里中壓線天然氣管網(wǎng)改造丁程在施工中不存在擴(kuò)徑問題，因此裂管過程相當(dāng)順利，并且