邱 迪 劉 振(.天津市自來(lái)水集團(tuán)有限公司 天津 .天津市青成自來(lái)水工程有限公司 天津)
內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接工藝的應(yīng)用
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(1.天津市自來(lái)水集團(tuán)有限公司天津2.天津市青成自來(lái)水工程有限公司天津)
自來(lái)水管道內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工工藝,對(duì)于PE管道熱熔施工及其與鋼管的連接方式加以說(shuō)明。為具有一定局限性的施工工程,提供參考實(shí)例。
熱熔PE管道法蘭
由于城市主干道路交通擁堵,通過(guò)長(zhǎng)距離破路對(duì)給水管道進(jìn)行漏水修復(fù)、配合市政切改、更換管道等工程具有一定的局限性,特別是對(duì)大口徑給水管道,通過(guò)長(zhǎng)距離明開(kāi)作業(yè)的協(xié)調(diào)難度更大。對(duì)于此類(lèi)工程,在過(guò)流斷面影響較小的工況下,可采用材料較輕的內(nèi)襯PE管道拉管嵌入原管道內(nèi)完成施工。在內(nèi)襯PE管道運(yùn)行過(guò)程中,遇到各類(lèi)市政切改、需改變?cè)泄艿缆肪€時(shí),內(nèi)襯PE管道與其他管材連接上具有一定難度。以天津市地鐵線路某段給水配合切改施工為例,介紹內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工,以確保此類(lèi)工程順利實(shí)施后給水管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
由于PE管材抗壓能力相對(duì)較弱,在切改施工結(jié)束后不能直接覆土,須有抗壓性更強(qiáng)的介質(zhì)保護(hù)管材或?qū)E管材與其他轉(zhuǎn)換件連接后延用材料更適合的管道運(yùn)行;同時(shí),PE管材耐熱性相對(duì)較弱,在切改施工工程中不能啟用焊接方式在PE管材上直接作業(yè);再次,PE管材外徑與灰口鑄鐵管外徑間隔較小,在內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管橫斷面上如不剝離兩種材質(zhì)直接作業(yè)對(duì)施工要求較高,難度較大。
基于上述3方面因素,此次地鐵線路給水配合切改施工采用如下施工工藝:剝離少量長(zhǎng)度的灰口鑄鐵管,將露出PE與預(yù)制PE法蘭乙熱熔連接,再用鋼制法蘭一側(cè)將PE法蘭固定,鋼制法蘭另一側(cè)與法蘭柔口連接,柔口后接新制鋼管,此切改段主切應(yīng)力受力對(duì)象為法蘭柔口,為加強(qiáng)法蘭柔口的安全保護(hù),同時(shí)考慮到此區(qū)域無(wú)空間做檢查井,特對(duì)法蘭柔口使用鋼護(hù)套保護(hù),以提高關(guān)鍵部位的運(yùn)行安全。
此工藝施工過(guò)程中需特別注意PE法蘭乙與原PE管材熱熔對(duì)接控制要素:①對(duì)加熱板溫度的控制。這是主要是指加熱板表面的溫度,在測(cè)量溫度時(shí)要充分考慮環(huán)境溫度的影響,既要保證管材端面迅速熔融,又要保證焊制管件不因溫度過(guò)高而發(fā)生降解。②焊接壓力。它的主要作用就是對(duì)管材進(jìn)行強(qiáng)制加熱,去掉管材端面不平整的部分,使管材端面全部與加熱板接觸,均勻的受熱。③卷邊高度。卷邊高度主要來(lái)衡量加熱壓力作用于管材截面的時(shí)間。④吸熱壓力。它的主要的作用就是防止管材回彈,使管材緊貼在加熱板上,從而來(lái)提高加熱效果,減少加熱時(shí)間。加熱階段的時(shí)間與焊制管件的橫截面積、加熱板溫度、環(huán)境溫度都是有關(guān)的。
1.工程項(xiàng)目背景
天津市地鐵某線路站點(diǎn)新建施工(圖1),因地下埋有自來(lái)水給水管道,須自來(lái)水集團(tuán)配合此工程將原有DN1200給水管線切改,切改長(zhǎng)度400 m。該管段起初為灰口鑄鐵管,并作為主供水管道已服役多年,后因管道漏水且現(xiàn)場(chǎng)不具備長(zhǎng)距離施工破路條件下改為基坑作業(yè)內(nèi)襯PE套管,此次切改,需要將內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管斷管,并用鋼管與其接頭并網(wǎng)。
圖1 配合地鐵線路切改自來(lái)水管道示意圖
2.施工流程
依據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、地鐵線路某站給水配合工程施工圖、天津市自來(lái)水集團(tuán)有限公司管理程序文件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘察等內(nèi)容,合理設(shè)置施工方案及人員配備計(jì)劃。
(1)施工前準(zhǔn)備。準(zhǔn)備趴刀,云齒鋸,氧氣乙炔4套,應(yīng)急設(shè)備DN1200×600 mm卡子1個(gè)。將新建DN1200管道東側(cè)DN1400排水管道管頂覆土清除,減輕DN1400排水管側(cè)壓力,防止排水管道滾落。與排水部門(mén)溝通,確認(rèn)管線東側(cè)DN1400排水管道暢通,保證自來(lái)水管道進(jìn)行接頭時(shí),排水管內(nèi)低水位,確保自來(lái)水的水質(zhì)安全。
(2)施工前開(kāi)挖溝槽,使用長(zhǎng)鐵板插入原DN1200管道與DN1400管道之間的縫隙,穩(wěn)定加固排水井,使用木板支模,混凝土澆筑將DN1400排水井固定,防止施工時(shí)破壞排水井井壁。
(3)接頭位置前后共3.5 m的位置在管底下挖500 mm,以便于熱熔機(jī)從側(cè)面推入,當(dāng)退出時(shí)如無(wú)法順利退出,則需要拆除油缸。
3.施工機(jī)械、材料配置
施工機(jī)械設(shè)備、材料配置見(jiàn)表1~表3。
表1 施工機(jī)械配置
表2 施工設(shè)備配置表
表3 施工主材配置表
4.施工步驟及主要施工方法
因地處主干道路,此次內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工需在短時(shí)間內(nèi)完成,因此南北兩側(cè)接頭須同時(shí)進(jìn)行。切改施工主要步驟如下。
(1)關(guān)閉DN1200給水管道切改段前后2處閘門(mén),閘段相距約1.2 km,待閘門(mén)關(guān)嚴(yán)后對(duì)原DN1200管道泄壓。通過(guò)壓力表讀數(shù)確認(rèn)閘門(mén)密閉性后,用趴刀將切改段灰口鑄鐵管切開(kāi),用起重機(jī)將管段移出工作坑。
(2)用2臺(tái)6英寸潛水泵和2臺(tái)4英寸潛水泵將1.2 km管段內(nèi)積水從工作坑內(nèi)抽出,引流排至排水井,清除管內(nèi)積水。
(3)將灰口鑄鐵管剝開(kāi)1.5 m露出內(nèi)襯PE管,將內(nèi)襯PE管與預(yù)制PE法蘭乙熱熔連接。熱熔連接前用支架將管墊平,保證兩管在同一水平線上,固定在焊機(jī)上;調(diào)整同心度,利用夾具校正管材圓度,并且留有足夠的焊接距離;銑削足夠的厚度(圖2),使焊接斷面光潔、平行,確保對(duì)接面間隙<0.3 mm,錯(cuò)邊量小于焊接處壁厚的10%;放置加熱板(圖3),加熱至210~230℃后調(diào)整焊接壓力,當(dāng)加熱板兩側(cè)焊接處圓周卷邊凸起高度達(dá)到1~2 mm時(shí),停止加壓;降壓至拖動(dòng)壓力,在確保加熱板與焊接端面緊密貼合的條件下,開(kāi)始吸熱加時(shí);吸熱時(shí)間到達(dá)后迅速使加熱板與管材分離,盡快抽出加熱板;立即貼合焊接面,迅速將壓力升至焊接壓力,嚴(yán)禁高壓碰撞;在此壓力下冷卻。
(4)熱熔完成后,用鋼制法蘭將PE法蘭乙固定,其中鋼制法蘭一側(cè)通過(guò)螺栓連接PE法蘭,鋼制法蘭另一側(cè)與法蘭柔口連接(圖4)。
(5)法蘭柔口另一側(cè)接新制鋼管,此切改段主切應(yīng)力受力對(duì)象為法蘭柔口,為加強(qiáng)法蘭柔口的安全保護(hù),同時(shí)考慮到此區(qū)域無(wú)空間做檢查井,特對(duì)法蘭柔口使用鋼護(hù)套保護(hù),以提高關(guān)鍵部位的運(yùn)行安全。
(6)通過(guò)人孔通道對(duì)鋼管之間進(jìn)行焊接操作,確保焊接質(zhì)量。焊接鋼管彎頭,封人孔,并用鋼樁對(duì)彎頭后背加固。
總計(jì)時(shí)長(zhǎng)26 h。此方式接頭具有一定難度,如接頭過(guò)程因突發(fā)事件導(dǎo)致無(wú)法施工,可在連接PE管的位置焊接厚皮鋼制短管,在保證鋼管圓度的情況下外徑應(yīng)與灰口鑄鐵管一致;使用卡子連接灰口鑄鐵管與鋼制短管,恢復(fù)供水。
圖2 銑削設(shè)備對(duì)熱熔管道斷面清潔
圖3 加熱板對(duì)熱熔管道加熱
圖4 鋼管與PE法蘭連接圖
內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工在自來(lái)水管道施工中較為少見(jiàn),此次施工作業(yè)是在充分考慮應(yīng)急方案的前提下嘗試完成的。通過(guò)預(yù)制PE法蘭與鋼制法蘭的連接完成不同管材的銜接,同時(shí)為確保管道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,采用柔口與鋼制法蘭連接,使管道接口承壓受力方式更為合理,較好地完成了配合地鐵線路切改施工工作。
〔編輯利文〕
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