U型管非开挖修复管道施工方案

中、低压燃气管道改造工程施工组织设计U型管非开挖施工方案（内衬高密度聚乙烯HDPE管道）合编前言连续长的聚乙烯管用机械使其压制成U型，通过原有的管道插入，用加压的方法使其恢复原状，从而更新修复已损坏的管道。超过30年的实践经验证明这是一种经济实用的方法，它能在很少干扰地面交通下得到一条新的管道；此技术的内在优点是：能形成改进介质输送性能又不泄漏的新管道系统。修复后的管道系统的介质输送性能可以等于或接近损坏前的旧管道系统，同时避免了渗漏。最好的优点是和过去容易腐蚀的管材材料相比，聚乙烯管的寿命长达50年。国内将高密度聚乙烯衬入管应用于中、低压燃气管道改造工程起步较晚，通过工程实践，效果良好，但高密度聚乙烯衬入管材依靠进口。江苏星河集团有限公司研制开发的“星河牌”高密度聚乙烯“U”型燃气用衬入管材，由中国石油天然气第一建设公司在安徽省芜湖市长江路低压燃气管网改造工程中施工应用，改造后的管网经通气运行，其各种性能均达到或超过原管网的技术要求。“星河牌”高密度聚乙烯“U”型燃气用衬入管材及衬入管施工技术已经在芜湖、淮南、常州、镇江等城市燃气管网改造工程中得到广泛应用。目录一、总则----------------------------------------------------1二、编制依据------------------------------------------------1三、施工程序和方案------------------------------------------11、内衬管道工艺流程--------------------------------------12、施工说明及工序技术要求--------------------------------22.1HDPE管穿插长度及操作坑确定------------------------22.2旧管道清理------------------------------------------22.3HDPE管道焊接--------------------------------------32.4HDPE管道压缩、穿插和胀管--------------------------42.5管端法兰制作----------------------------------------72.6吹扫和试验------------------------------------------82.7管道连接及路面恢复----------------------------------83、安装主要技术要求--------------------------------------93.1主要施工顺序----------------------------------------93.2主要部位施工方法及技术要点--------------------------93.2.1土石方工程---------------------------------------93.2.2管道安装-----------------------------------------93.2.3土方回填夯实------------------------------------10四、施工进度计划--------------------------------------------10五、组织结构------------------------------------------------10六、施工机具------------------------------------------------11七、文明施工要求--------------------------------------------12八、安全管理------------------------------------------------12附：施工现场（图一至图四）总则U型管非开挖施工技术是应用于燃气、废水、污水处理和由传统原材料如铸铁、钢、混凝土、黏土材质以及石棉材质的工业管道的非开挖修复方面的一种理想的技术。“星河牌”HDPE“U”型燃气用管材，对于特殊场合不便于进行开挖管道修复工程具有施工便捷、气密性好、可靠性高、使用寿命长、综合造价低等特点。许多中、低压铸铁煤气及天然气管道因老化，不能满足煤气及天然气输送的要求，必须进行重新铺设或改造。经考证、调研和综合比较，对原铸铁管道采取内衬高密度聚乙烯HDPE燃气用管道（简称HDPE管）。编制依据施工及工程相关用图纸。参照标准和施工规范：《燃气用埋地聚乙烯管道系统第1部分:管材》（GB15558.1-2003）《阀门的检测与安装规范》（SY／T4102-95）《天然气管道试运投产规范》（SY/T6233-1996）《城镇燃气管道工程施工及验收规范》（CJJ33-89）《聚乙烯燃气管道工程技术规程》（CJJ63-95）施工程序和方案1.旧管道内衬HDPE管道工艺流程：（见下图）旧管道清理旧管道清理清理情况检查HDPE管道焊接HDPE管道缩径HDPE管道穿插HDPE管道胀径管端HDPE法兰制作HDPE管道胀径检查强度、气密试验完成分段修复直管段两端开挖管端法兰对接回填、路面恢复交桩、测量2.施工说明及工序技术要求：2.1HDPE管每次穿插长度及操作坑确定HDPE管段的穿插只能在直管段进行，每次的穿插长度根据旧管道内壁摩擦阻力和HDPE的抗拉强度决定，一般不超过1500米；从材料本身特性和穿插时力学性能方面考虑，HDPE管穿插时最大转角不宜超过15°，因此，每段直管段两端必须取掉弯头、三通等管件，并根据一次性穿插的HDPE管道长度决定穿管操作坑的位置。穿管操作坑的宽度B一般为1.5-2.0米，深度和长度要根据待修复旧管道的深度来决定：操作坑深度H要比待修复旧管道管底低0.3米左右，长度为L=（H-0.3）×ctg35°(HDPE管道穿插时的倾角一般取35°左右)。2.2旧管道清理2.2.1旧管道采用机械法拖拉清管器方法进行清理，清理时应去掉尖锐毛刺、高度大于10mm的局部突起等硬质结垢。（见图一）图一旧管道的清理2.2.2清理情况采用小型电动拖车进入管道内部进行检查，电动拖车上面配备强穿透力的高压钠灯和内窥系统，并配备现场录像系统，做实况录像。2.3HDPE管道焊接2.3.1HDPE管道在穿插进入旧管道前必须进行焊接。（见图二）图二HDPE管道的焊接2.3.2HDPE管道的焊接设备和焊接参数一般由HDPE管道生产厂家提供，热熔对接温度一般控制在200±5℃范围之内；焊接过程必须严格按照热熔焊机使用说明书进行操作。2.3.3焊接过程质量控制◎所焊接管道的端面焊接时必须保持同样的熔接温度（夏天必须采取措施防止太阳光照射）。◎在粉尘、刮风或低温的环境下应使用帐篷。环境温度低于0℃时帐篷内须采取加热措施。◎焊接期间必须避免各种机械应力，特别是冷却期间。◎已焊管口必须封堵，以免风吹引起管道冷却。◎为保证焊接质量，要求操作人员持证上岗，并做好熔接记录，记录内容应包括环境温度和气候条件，管子的直径和厚度，焊机的操作压力和加热板的设置温度等。◎为避免操作过程中将手上油污、汗液等影响焊接质量的杂质沾到所要焊接的部位，操作者应带胶皮手套（新手套一般外表有一层油膜，所以在使用前须用少量无水乙醇清洗手套），严禁操作者或其他人直接用手接触焊接部位。◎焊接所需要的机具应保持清洁，焊接前将所需要的机具放到易于焊接操作的位置，其他人在搬动机具时不得接触仪器操作部位，以免操作者在使用中污染手套。◎焊接端面及加热板要保持干净，做到无油、无水、无灰，如有以上污垢或潮湿，须用干净毛巾或洁净长纤维纸擦净，禁止用手直接接触焊接部分。2.4HDPE管道规格选择、压缩、穿插和胀管2.4.1为了保证管道改造后有最大的介质输送截面，要尽量选择外壁紧贴旧铸铁管道内壁的HDPE管道，其规格选择SDR不大于50或按设计要求。2.4.2HDPE管道在进行穿插进入旧管道之前必须利用设备压制成“U”型，当压缩到管端截面积减少至原截面积的70%时，用超薄粘性胶带进行环绕捆扎处理，以保证管道在穿插时“U”型形状不变。（见图三、图四）图三HDPE管道在穿插前压缩成U型图四环绕捆扎处理后的U型管2.4.3捆扎用超薄型透明胶带的拉断极限必须提前进行计算，确保HDPE管道在穿插后能够顺利胀管恢复原状。2.4.4压制成“U”型形状的HDPE管道在进行穿插时宜前、后两端受力：前端为钢索的拖力，后端为压“U”设备的给进力,避免不均匀受力。（见图五、图六）图五穿插前钢索与管材的连接图六压缩设备给进2.4.5HDPE管穿插时的牵引力不应超过HDPE管道允许用应力的二分之一。PE100的许用应力为24Mpa。2.4.6穿插后的HDPE管道内注入压缩空气（0.2Mpa左右），迸断周围捆扎用的超薄粘性胶带，同时胀开HDPE管道，使其外壁紧贴待内衬的旧管道内壁。2.4.7胀管情况同样采取小型电动拖车进入管道内部进行检查，电动拖车上面配备强穿透力的高压钠灯和内窥系统，并配备现场录像系统，做实况录像。2.5管端法兰制作管端HDPE法兰制作也是一种新的施工工艺，是利用HDPE管的本身材料，在管端翻边压制而成（成型后的法兰见图七）。图七管端成型后的法兰2.5.1法兰的大小要根据待修复管道的法兰的水纹线决定，一般简易法兰的边和待修复管道法兰水纹线重合为宜。2.5.2法兰形成后，撤掉加热板，保持一定的压力直至冷却。采取自然冷却的方法，不要采用其他强制性的冷却方法，以避免产生内应力。2.5.3法兰中轴线应该和管子的中轴线重合，法兰表面不允许有凹陷、气泡等现象。2.6吹扫和试验2.6.1分段衬管完毕，要用压缩空气进行吹扫，吹扫时要求排气口空气流速不低于20米/秒，吹扫应用靶板检查，以5min内靶上无水分、灰尘及其杂物为合格；2.6.2吹扫合格后，方可进行强度试验和气密性试验。中压管道的强度试验压力为0.3Mpa，气密试验压力为0.23Mpa;低压管道的强度试验压力为0.15Mpa，气密试验压力为0.1Mpa。试验介质为空气。2.6.3强度试验要求达到试验压力后，稳压1小时，没有压降为合格；2.6.4气密试验要求达到压力后，保压24小时。2.6.5实测压力降∆P'=(P1+B1)-(P2+B2)×（273+T1）/（273+T2）∆P'-----实测压力降P1、P2-------试验开始和结束时的压力计读数B1、B2--------试验开始和结束时的气压计读数T1、T2--------试验开始和结束时的管内温度例：DN300管道允许压力降0.533kPa;2.7管段连接和路面恢复经过强度、气密试验后，用甲、乙管（旧钢制管道修复直接用钢制法兰）、套筒等管件将修复后的管段连接起来，就完成了旧管网进行内衬HDPE管道的分段改造工作。路面恢复工作遵照规范、设计和道路部门的要求进行。3、安装铸铁管和PE管工程及主要技术要点3.1主要施工顺序确定管位→放线→原始测量→开挖沟槽→施工测量→验槽→安装管道→测量记录→部分回填→强度试验→气密性试验→全部回填夯实→通气→交付使用3.2主要部位施工方法及技术要点3.2.1土石方工程土方开挖前，由现场工程师按设计图纸放出管道埋设开挖的边线，用石灰水作出标记，在开挖过程中，对土质、地下水位的变化经常检查，作好原始记录，绘出开挖沟槽的断面图。若遇基槽内有地下水时，立即用潜水泵将槽内的积水抽送道路排污井内。沟槽开挖至设计深度及时通知业主、监理验沟槽。验收符合设计要求后，方可进行下道工序施工。检查土方开挖状况，对土质较松的地段要放边坡或加支撑，以防大面积塌方伤人。符合回填质量要求的土方用于回填沟槽，多余土方及时外运出场。3.2.2管道安装地下燃气管道与构筑物或相邻管道之间水平、垂直间距应满足设计图纸要求，如受地形限制调整布置有困难，而又确实无法解决时，经与有关部门协商，采取有效措施后，上述距离可适当缩小，地下燃气管道穿过排水管、热力管沟、联合地沟及其它各种用途沟槽时，应将燃气管敷设于套管内，套管伸出构筑物外壁不应小于规范要求的水平净距，地下燃气管道严禁穿越窨井、电缆井。所有的管材、管道附件等材料均应有出厂材料合格证书，在安装前按有关要求进行检查。施工时做到管基不走线、不下沉。管道安装完后，应用压缩空气进行吹扫，压缩空气流速不小于20m/s，吹扫完后进行管道强度试验，压力为0.15Mpa进行气密性试验，并对所有接口处进行自检，保持24小时经换算后无压降为合格。3.2.3土方回填夯实燃气管道经试压合格后，方可进行土方回填夯实。回填前先将沟槽内积水排完干净，严禁带水回填，回填土分3层夯实，符合设计及验收规范要求。四、施工进度计划1、施工段划分、施工进度计划、施工进度横道图等。2、划分工段流水节拍每一工段内衬高密度聚乙烯管道的改造，都需要进行以下流水节拍为：开挖断气切管清管穿管复径试压通气连接○○○○○五、组织结构根据本工程实际情况，以精干高效为原则建立统一的施工管理系统，其中熔焊、穿插连口及试压为核心流程，扫线、开挖、管理、后勤及安全质检为支持流程，组织结构见图：施工队长扫线开挖组穿插组熔焊组施工队长扫线开挖组穿插组熔焊组连口组试压组安全质检后勤六、施工机具序号名称型号规格单位数量备注1U型缩径机S300台12倒链2t台23空压机0.8m3/12.5MMpa台24汽车吊8t辆15卡车5T辆16客货车辆17热熔焊机FM--300套18清管牵引机5T台19CCTV成像系统统RC--300套