裂管施工技术在燃气管线改造过程中的应用..doc

裂管施工技术在燃气管线改造过程中的应用
2011-5-17张园媛
由于燃气管道埋地时间较长,受电、化学腐蚀严重,目前,有大量陈旧管线需要置换升压。对旧有管线的改造与维护,传统的管线替换方法是开挖地面取州日管埋入新管,再进行回填,这种方式的劣势是显而易见的。因此,人们在维护与改造旧管线的过程中创造了许多新颖的工法,主要是非开挖修复技术的应用,如内插法、内衬法、裂管法等。非开挖的施工技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本相对较低、经济效益及社会效益碌著等优点。
    随着城市经济的不断发展,非开挖铺设更换管道技术以其独特的优越性,日益广泛地被人们认识和接受。我国很多大中城市都已经采用了此项技术,发挥了非开挖技术的独特作用。
    现代非开挖铺管技术目前已达到可控制铺设方向及埋深的水平,铺管长度越来越大,可绕过地下障碍,施工精度相当高。特别是在需要穿越高速公路、铁路、建筑物、河流、闹市区街道和保护区等情况下进行施工时,非开挖技术有着比开挖施工更明显的优越性。
    裂管法作为非开挖更换管道修复技术中的一种,是管线替换的一种新技术。裂管法施工不但解决了开挖的难题,同时还可以对原有管道进行扩容。它是一种高效率低成本的非开挖置换方式,同时还能提高管线的输配能力。它适用于气体置换、小区改造,输干、支线扩容,旧管道日常维护和升压改造等施工项目。
1 裂管施工的原理
    裂管施工的原理是:用一组裂管器将旧管道切开并扩径后,带入一根同径或大一到二级的PE管,以达到修复旧管道或扩容的目的。如图1所示:[1]
 
    裂管施工的过程包括破碎旧管线,然后挤压碎片进入土壤形成孔道,同时安装全新的管线。其整个系统主要由液压动力源、液压拉杆机、支撑架、相应数量的拉杆以及裂管器组成。
2 裂管施工技术的特点
  (1) 在原有的旧管道上施工,对周围环境影响较小。
    (2) 施工方法简单易行,速度快、造价低。
    (3) 裂管工艺可以替换的旧管包括:钢管、铸铁管、瓦管、水泥管等,其管径为DN100~DN400。
    (4) 替换后的新管直径可大于原来的旧管,同时可保持或增加原管的设计能力。
    (5) 一次更换旧管道的长度不大于100m。
    (6) 不适用于弯管的更换。[2]
3 裂管施工的具体技术要求
考察施工现场与初始施工方案的制定

    如果旧管线埋深较浅或在不可压密的地层中,可能会引起地表隆起。[2]可利用导向钻机在裂管施工前,沿旧管线方向,在它上面钻一个孔道,以容纳多余的排土量,从而消除地表隆起的发生。
    在实际施工时,一般旧管埋深大于1米的时候或原回填土为人工方式的时候,一般可以不考虑裂管排土量的影响。

    施工前,必须先勘察穿越工程处的岩土丁程地质情况,确定各岩土层厚度、取样深度、含水量、颗粒度、承载力标准值等数据、穿越地形和地质钻探剖面图。按照不同土质条件划分裂管施工的难度系数,难度系数从低到高依次为:回填土,可挤压黏土,疏松鹅卵石,沙滩与流沙层,高密度黏土,沙石层。

    应对埋地管道的埋设位置、地上(下)主要构筑物(其它管道)、管道的材质、规格、输送介质进行调查,并准确的定位管道的埋深、拐点、三通、阀门、凝水缸及其他管道附件的位置。(一般依据设计图、运行图、物探图。)
    裂管法施工前必须对已停气的待修管段进行全线现场勘察、全线物探,这主要是考虑到:
    (1) 裂管法在破开旧管道的同时要进行扩径,这样可能会引起相邻管线的损坏;
    (2) 分支管的连接点处需进行开挖施工。根据物探结果方可进行裂管施工。
    通过上述资料的收集,制定施工方案。
开挖工作坑、旧管道清洗及裂管机设备安装的要求

    施工前,需要开挖设备工作坑和进管工作坑,分设在待修复管道的两端。在确定工作坑位置及尺寸时主要要考虑下列影响因素:
    ①对存在三通、阀门等附件的管线连接处必须暴露开挖;
    ②管道走向发生变化处(一般大于10度)必须暴露开挖;
    ③根据设备能力及现场施工条件,确定一次施工长度(一次性裂管的长度一般控制在100m之内),然后进行分段开挖:
    ④工作坑的位置不应影响交通;
    ⑤工作坑的长度,要能满足安放牵引机架、装拆拉杆和装卸裂管器的要求。
    进管工作坑的长度可以根据聚乙烯管的弯曲半径R,敷设深度H,管径dn计算出来。公式如下:[3]
    L=[H×(4R-H)]
    式中:L——工作坑长度(m)
    H——敷设(管中距地面)