天燃气管道中钢管穿管技术的施工控制

[摘要]文章论述天燃气管遭中钢管穿插技术的控制。并结合工程实例，对穿管技术与开挖施工作经济比较。说明非开挖技术具有良好的发展前景。

[关键词]天燃气管道；钢管穿插技术；控制

[作者简介]黄润明。东莞市常通燃气管道安装工程有限公司，研究方向：燃气管道安装。广东东莞，523560

[中图分类号]TE973，1

[文献标识码]A

[文章编号]1007-7723(2009)06-0058-0002

一、施工技术的控制

(一)收集旧管资料

在制定施工方案前必须详细了解地下旧管的相关资料，包括旧管的埋设时间、运行气体类型、运行压力、管材类型与口径等。同时查验竣工图纸，确定管线中是否存在弯头、水井、阀门等附属零件及其位置，并进行现场勘查确认。做好这一点往往可以事半功倍。

(二)开挖工作坑，停气、断管

根据收集的资料，结合现场条件，确定钢管穿插的段数和各工作坑的位置。综合考虑修路费用、旧管状况、对交通的影响等因素以确定工作坑的长度。在开阔的野外可以开挖较长的工作坑便于焊接较长距离的新管进行穿插；对于交通繁忙地段考虑到对交通的影响以及修路费等因素，则工作坑开挖长度可以取短，一般为单根管道长度加2m左右。工作坑开挖完毕后应进行整理，取出石块等杂物以免穿插工程中造成新管防腐层的损坏。除了在欲穿插旧管两端开挖工作坑外，还应根据旧管是否存在弯头、水井等情况开挖工作坑。关闭两端阀门停气后，用爬刀或摇刀切断工作坑内旧管，随后取出工作坑内旧管。工作前还应准备好相应的设备和附属材料。

(三)管道内窥技术

为了确保顺利地穿插芯管，必须对管内现状作详细的了解，这就涉及到管道内窥技术。管道内窥采用闭路电视检查系统(简称CCTV)，将所有管线的资料及特征记录在文件中作为工程重要的原始资料。该步骤十分重要，是整个工程成功的前提。目前世界知名的CCTV有不少，例如德国mAK(依巴克)地下管道闭路电视检测系统。该系统是德国IBAK Helmut Hunger GmbH研制并发明的适用于污水、自来水、煤气、天然气及电线电缆管道探察的高科技产品，适用的检测范围是50-1600 mm。由于是对旧有燃气管道进行窥探，旧管中存有少量的余气，为防止事故发生应采用防爆的CCTV内窥机器人。

管道内窥的主要目的是了解管道内部的腐蚀及清洁程度，同时对原先资料中大角度弯头、水井等位置进行验证确认。最后根据管道内部情况来安排旧管是否需要清洗以及确认工作坑位置。如果旧管中存在铸铁水井、大角度弯头等，则必须进行开挖，分段穿越。

(四)管道清洗技术

如果需要，内部比较脏的管道可采用超高压水射流清洗技术。该技术是以水为介质，通过专用设备系统使水产生多束、多角度、强度各异的高压水射流。这种水射流有很高的冲击能力和切削能力，对被清洗设备内结垢和附着物以及堵塞物进行彻底的切削、破碎、挤压、冲刷达到完全清洗的目的，清洗质量很好。高压水射流清洗技术具有清洗成本低、质量好、速度快、无环境污染等特点。

(五)管道安装及无损检测

新钢管按设计要求进行焊接，一般采用氩弧焊打底，结507低氢锰钢焊条盖面。焊接表面应均匀、光滑、无油污，焊道按设计要求及规范规定进行外观检验及无损探伤，要求作100％超声波探伤，100％全周长x射线拍片。在施工场地允许的情况下，可以焊接多道焊口后进行拍片，拍片合格后拖管。在受到场地制约的情况下，可以焊接一道焊口后，立即进行拍片、评片，焊接质量不符合要求则立即返修，直至焊接质量符合要求后进行拖管。

(六)管道绝缘防腐工艺

新管外防腐采用加强级环氧粉末，接口采用热收缩套。

借鉴顶管穿芯管的经验，在每根新管上加装镯式锌阳极。为保证绝缘，防止穿插管与套管摩擦损坏防腐层及钢支架腐烂后芯管与套管接触，在芯管上还需安装塑料支架。同时还安装了钢制滚轮支架以减轻穿插时的阻力。

(七)管道穿插方法

管道穿插应根据现场条件，条件允许、作业面大的可以将管道焊接后进行穿管；如果受到现场条件的制约也可采取穿插一根焊接一根的方式。管道穿插时采取卷扬机牵引的方式，同时可以在另一端采取挖机等机械设备提供助力的方式实现长距离穿插。较大口径以及现场条件允许的情况下可以采用水漂法进行穿插。管道穿插也可采用类似于水平定向穿越中钻机牵引的方法，只是省去了管道回扩的工序和泥浆的配置。

(八)套管和芯管端口的处理

套管和芯管端口的处理可以采用顶管施工中的方法，用沥青油麻及沥青膏封闭套管两端，防止泥浆等杂物进入套管和芯管间隙。

二、工程实例分析

东莞市常通燃气管道安装工程有限公司承接的某穿管工程为天然气用气大户，为满足其用气的合理需要，计划为其铺设一根专用线。气源从气厂内的高压调压站引出，沿路铺设，再与厂内既有管线连接。由于路属市重要交通要道，加上地下管位紧张，因此市政管理部门主张采用非开挖工艺进行管线施工。

在这个工程中，采用CCTV对旧管状况进行勘查，管道穿插使用卷扬机提供牵引，挖机提供助力的方式。在与旧管镶接时采用不停输封堵、封闭式打眼等先进的带气作业方法，最终顺利地完成了该工程。

三、结语

通过分析，初步得出以下结论：

第一，施工前应重视前期资料收集工作，充分了解原有管道情况。

第二，根据采集的旧管资料，结合现场施工条件，综合考虑修路费，确定钢管穿插的段数和各工作坑的位置。一般建议在弯管角度>11，5。以及管道存在铸铁水井时，对该部位进行开挖设置工作坑。同时，工作坑的开挖和设置还应综合考虑到地面的交通和修路费等因素。在满足工程顺利施工的前提下使修路费用最低，对交通环境的影响最小。

第三，若旧管内杂质较多会影响新管穿插，就必须采取高压水枪或清管器等方法进行清管。水压压力一般应大于20 MPa，对于杂质较多的管道应采取更大的压力，达到70 MPa左右。

第四，根据工程特点以及现场情况可以选择采取钻机或卷扬机作为穿管动力源。采用钻机作为动力时需要现场有较大的空间位置便于钻杆能够达到水平段。钻机一般采用15 t左右的小型定向钻。考虑到卷扬机将放置在工作坑内，设备体积不能太大。一般采用5 t左右的卷扬机，通过增加滑轮组来提高卷扬机拉力。

第五，为加强保护新管，对新管可采用加装镯式锌阳极的防腐方式。

第六，为了减少管道穿插时的阻力并不损坏新管外防腐，对其可采用安装特制钢制滚轮支架方式。

第七，穿管技术与开挖施工的比较如表1所示：