非開挖燃氣舊管道改造—PE管內(nèi)插法施工
工法特點
一、在舊燃氣管道改造更新施工中，該工法強調(diào)采用定向鉆機等動力設(shè)備，在不開挖路面的情況下實現(xiàn)舊燃氣管道的改造。
二、在非開挖管道更新施工中，如采用定向鉆機可在PE管牽引過程中對回拖力進行監(jiān)視和控制，確保回拖力在PE芯管允許的強度范圍內(nèi)。
三、該工法要求在完成穿管后，對內(nèi)外管道間隙的注漿施工工藝，確保內(nèi)插PE芯性管的穩(wěn)定性、安全性和可靠性，以有效延長管線的使用壽命，滿足管線的運行性能。
四、采用新型的專用燃氣管PE材料敷設(shè)在原有管道內(nèi)，不但具有優(yōu)越的防腐性能和優(yōu)良彎曲性能，而且通過外層舊管道的保護，具有抗擊多重破壞應(yīng)力的影響，能保證燃氣管道安全運行，同時能使燃氣管道的運行壓力和輸送能力都得到有效提高。
五、采用該工法進行施工，能有效減低施工現(xiàn)場的噪聲、揚塵和污水的排放，與傳統(tǒng)管道改造技術(shù)相比，減輕了對施工周圍環(huán)境的影響。
六、該工法能將施工對道路的破壞程度降低到最小，減輕對周圍道路交通的影響，基本保證道路的通暢能力，省去了由于大量開挖道路所花費的時間和費用，縮短了施工周期，節(jié)約了施工成本，特別適合在繁華的鬧市中心進行管道改造更新。
工藝原理
從下圖1和下圖2的施工原理圖中可知，燃氣PE管的內(nèi)插入工法是基于不破壞地面結(jié)構(gòu)的非開挖穿管技術(shù)、燃氣管道輸配技術(shù)、聚乙烯燃氣管的施工技術(shù)、PE材料的應(yīng)用技術(shù)及地下管線探測技術(shù)為一體的綜合性施工工藝。
通過對燃氣PE管材料的屈服強度和允許的最小曲率半徑，管材的口徑、長度和自重，彎管處的受力分布，穿管時產(chǎn)生的摩擦阻力等物理參數(shù)，結(jié)合地下管線位置圖和對管線位置走向的探測，明確管線垂直落差大小，進行綜合分析比較，確定所采用的定向鉆機的規(guī)格型號，同時完成燃氣管道彎管、集水器等零件的定位，開挖并取出彎管集水器等配件，根據(jù)PE管允許的曲率半徑開挖中間作業(yè)過渡坑。清除舊管道內(nèi)的雜物，舊管口界面的處理，在完成焊接后的PE管道上使用保護環(huán)/套，以防燃氣PE管在穿過舊管道時與舊管壁產(chǎn)生摩擦而損傷。根據(jù)施工現(xiàn)場的交通和場地的影響，確定每段PE管材的長度并進行焊接和強度試驗，在回拖兩端開挖入出土坑實施穿管作業(yè)，完成拖管后在兩層管壁間灌注漿液以固定內(nèi)管，提高管道的穩(wěn)定性和運行的安全性。
注圖2：1一舊管；2一蓋板；3一漿液；4—PE管；5一PE保護環(huán)；6一柔性封堵；7一黃沙。
工藝流程
《非開挖燃氣舊管道改造—PE管內(nèi)插法施工》的施工工藝流程如下：
施工準(zhǔn)備→工作坑開挖→舊管道處理→管道清洗→PE芯管回拖牽引→管內(nèi)注漿→管道試驗。具體的施工流程詳見下圖。
操作原理
《非開挖燃氣舊管道改造—PE管內(nèi)插法施工》的操作要點如下：
一、工作坑開挖：
根據(jù)PE管的允許彎曲半徑和舊管道埋設(shè)深度，計算設(shè)定穿管工作坑和中間過渡工作坑的長度，確保穿管操作在大于PE管的允許彎曲半徑條件下進行，避免芯管過度彎曲工作坑計算長度見下表。
序號 | 芯管外徑（毫米） | 工作坑長度（米） | 序號 | 芯管外徑（毫米） | 工作坑長度（米） |
1 | 160 | 4.5 | 3 | 250 | 7.0 |
2 | 200 | 6.0 | 4 | 315 | 11 |
注：當(dāng)溝槽深度為1.0米時參照以上數(shù)據(jù)，當(dāng)溝槽深度增加時，工作坑長度相應(yīng)增加。 | |||||
二、舊管道處理：
1、切斷氣源，排除舊管內(nèi)燃氣并進行吹掃，取樣合格。
2、根據(jù)舊管道附屬設(shè)備和零件情況，將舊管道上的集水器、閥門、彎管、三通等割除，割除長度以使PE芯管能順利通過該割除點為宜。
3、利用管道爬行器（CCTV）對管線內(nèi)的雜質(zhì)及零件進行檢查，并根據(jù)穿管要求進行清理。
三、舊管道清洗：
1、方法一：利用管道爬行器，在爬行器尾部帶入一根有長度標(biāo)記的尼龍繩，尼龍繩從另一端穿出后將清管球固定在尼龍繩后端，將尼龍繩回拖，對舊管道內(nèi)的固體雜物進行清掃。若爬行器遇堵不能前進，可確定堵塞位置，開挖后進行處理。
2、方法二：在利用定向鉆機作為動力設(shè)備時，在鉆桿端部安裝專用清管器，利用鉆桿旋轉(zhuǎn)對舊管道進行清管。清洗過程中應(yīng)密切注意鉆桿的晃動情況和返出沖洗液中攜帶物的情況，判斷清洗情況。以沖洗液量的大小決定管內(nèi)清洗后的沉渣是否能被水流沖出，清洗過程中轉(zhuǎn)速應(yīng)盡量放慢，控制在每分鐘10轉(zhuǎn)左右。管道清洗二次，至管內(nèi)無垃圾清出為止，最后一次清管采用皮碗式橡膠清管器進行。
3、舊管道清洗結(jié)束后，采用管道爬行器（CCTV）對內(nèi)壁情況進行檢查，合格后進入下一工序。
四、芯管保護：
1、PE芯管安裝和回拖時，采用專用滾輪支架，防止PE芯管劃傷。
2、PE芯管回拖時，在芯管上隔一段距離設(shè)置保護環(huán)/套（間距見下表），防止芯管在回拖時與舊管內(nèi)壁過度摩擦而損傷PE芯管。
PE管口徑（毫米） | 90 | 110 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 450 |
保護環(huán)/套間距（米） | 0.8 | 0.8 | 1.0 | 1.7 | 1.9 | 3.5 | 3.9 | 4.2 |
3、在舊管的插入端口安裝內(nèi)襯耐磨橡膠的漏斗形導(dǎo)滑口。在插入的PE管端部焊上拉管頭，并在拉管頭上安裝用于牽引的套環(huán)。
4、為確保PE芯管在回拖過程中不被舊管內(nèi)壁劃傷，在各管段正式回拖前先進行一段3~4米的、與芯管同口徑的PE管的預(yù)穿越，預(yù)穿越后仔細檢查原金屬管對PE管外表面的損傷情況，若發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的劃傷應(yīng)重新對原管道內(nèi)壁進行清理，用組合式原油管道清蠟器去清除那些突出的毛刺、焊渣等，直至預(yù)穿越合格。
5、芯管回拖后，對工作坑內(nèi)的PE管采取兩側(cè)砌磚墻灌砂并加蓋水泥蓋板的措施進行保護。
五、芯管回拖：
1、把準(zhǔn)備插入的PE管按設(shè)計要求進行強度試驗。在芯管的一端設(shè)置拖管頭后與定向鉆機或其他動力設(shè)備連接牢固。
2、將拉管頭插入導(dǎo)滑口內(nèi)，通過動力設(shè)備的緩慢牽引將芯管插入舊管道中。根據(jù)定向鉆機上的拉力顯示，對牽引力的大小進行控制。拉力不能超出下表列出的數(shù)值。
