引水管道排气阀新型安装方式的成功经验

赵应华，赵红霞

1.榆林神华能源有限责任公司青龙寺煤矿，陕西榆林 719315

2.神华神东煤炭集团车辆管理中心，陕西榆林 719315

0 引言

榆林神华能源有限责任公司青龙寺煤矿位于府谷县老高川乡境内，其生产生活用水通过一趟Ф325×10螺旋焊管引自府谷县水务公司老高川供水站，管道全长16km，敷设方式为地下开槽直埋敷设，该引水管道由国内某资深煤炭设计院设计，由于当地地形较为狭窄，地貌复杂、地质变化较大，地貌主要呈现为：山坡、山谷、道路、农田、沟壑、河道等，安装难度较大，只能沿当地运煤公路路面敷设（于公路路基施工完毕后、路面硬化之前开始安装），管道沿线共设计31座排气井，该公路属二级公路，且该公路属当地主要运煤通道，通行的重型车辆较多，若在路面上安装排气阀并砌筑排气井，会对公路结构造成不利影响，同时管道的运行也存在较大安全隐患。笔者作为该矿成员之一，负责该管道安装工程的建设工作，与设计院多次进行探讨和可行性研究，对排气井的设置和排气阀的安装方式先后提出2个设计方案，经过反复论证和优缺点对比，最终采用支管侧引的新型安装方式，很好的解决了管道排气问题，值得推广使用。

1 主要配套设施

1）管道起始点设有供水泵站一座，安装潜水泵2台，型号为250QJ125-51/3，额定流量：125m3/h，扬程51米，功率30kW，电压380V，正常情况下一台运行一台备用，正常供水量125m3/h；2）排气井：管道沿线地形复杂，高低起伏变化较大，尤其横穿公路路基涵管较多，因此在每个高低起伏处均设置排气井，共设置Ф1200mm排气井31座，每个排气井内安装DN100、PN=2.5MPa排气阀1只；3）水锤消除器：DN200、PN=2.5MPa，活塞式，竖向安装，2只；4）泄水井：在管道沿线各低洼、且便于泄水处设置泄水口，泄水口采用Ф219无缝管从主管道引出，并砌筑直径Ф1200mm泄水井，共6座；5）闸阀井：每隔2km设置闸阀井1座，共8座；6）计量装置：在供水泵站总出水口和管道终端各安装电磁流量计1台。

2 排气阀安装方式

1）方案1：如图1所示，由于公路两侧大多是山坡，因此将砌筑排气井所在位置的山坡采用大开挖的方式将主管道基槽平移至公路路基以外，把主管道断开后，采用45度弯头将管道进行相应的平移，在平移后的位置砌筑排气井；

2）方案2：通过Ф108×10的无缝刚管从主管道上侧引至公路路基以外，并以2%的坡度坡向排气井，在公路路基外砌筑排气井，并安装排气阀。如图2所示，当主管道通水时气体沿主管道顶部流至支管口部，通过支管和排气阀流向外界，达到排气效果。

由于支管引出后与公路排水沟交叉，支管的埋设深度不能满足防冻要求，另外引出的支管属于整个管线最薄弱环节，因此必须对支管做好防腐、防冻、防压和焊接等专项技术措施。

图1 排气阀安装方式一

图2 排气阀安装方式二

（1）防腐措施：支管及焊接口周边内外壁均做防腐处理，防腐前采用抛丸或喷砂除锈，清除管道表面油垢、灰渣、铁锈见光，至少达到GB/T8923的Sa2.5级标准。支管内壁防腐采用食品级IPN8710-2B饮用水专用涂料，采用两底两面工艺方法，干膜厚度不小于200um。支管外壁防腐采用二布四油工艺方法，即底漆一道、布一道、面漆一道、布一道、面漆二道；其中底漆采用IPN8710-1，布采用10×10目中碱无蜡脱脂玻璃纤维布，面漆采用IPN8710-3防腐涂料；防腐层总厚度不小于500um。

（2）防冻措施：管道闭水试验合格后采用保温层加方包处理，如图2所示，在50mm厚聚胺脂硬质泡沫塑料保温层外包缠厚度为0.4mm～0.6mm的塑料薄膜，再包缠二层中碱无蜡脱脂玻璃丝布后采用C20素砼方包加固。

（3）防压措施：支管下部若遇松散杂填土层采用换填处理，松填土挖净后用角砾土分层振实换填；支管下部若遇沟壑填埋区段，且发现下部土质松软且较深厚，则采用注浆或强夯实加固处理；管道上部采用砾石砂或角砾土回填；支管上、下部压实度必须≥0.93。

（4）焊接措施：支管与主管道连接处以及支管上的每一道焊缝都必须保证焊接质量，接口采用V型坡口全熔性焊缝焊接，焊条的化学成分、机械强度与母材相同且匹配。焊条质量应符合国标《碳钢焊条》、《低合金焊条》的规定。焊缝及焊管端修口尺寸必须满足《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）的相关要求。焊缝等级要求达到二级标准。

3 优缺点对比

1）方案一：

（1）每座排气井处，需在主管道上增加4个45°弯头，共增加124个弯头，大大增加了管道阻力和管损，从而降低水泵的运行效率；（2）由于公路两侧地形较为狭窄，且大多是山坡，采用大开挖的方式具有山体滑坡的危险，且土方量较大，土方开挖及回填费用较高；（3）主管道拐弯处安装及焊接难度较大，导致施工工期延长和安装费用增加。

2）方案二：

（1）主管道均为直线通过，避免拐弯，大大降低了管道阻力和管损，从而提高水泵的运行效率；（2）不需破坏公路两侧山坡，开挖土方量大大减少，没有安全隐患，且降低土方开挖及回填费用；（3）降低管道焊接及安装难度，同时节约材料，节省了施工工期和安装费用。

4 结论

青龙寺煤矿引水管道采用支管侧引这一新型安装方式安装排气阀，很好的解决了引水管道的排气问题，达到设计目标，运行一年来各项指标均正常，没有出现任何异常现象，得出：该排气阀安装方式具有一定的合理性，可以满足排气要求，值得推广使用。

[1]给水排水工程构筑物结构规范 GB50069-2002.

[2]给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程 CECS141：2002.

[3]建筑地基处理技术规范 JGJ79-2002、J220-2002.

[4]给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008.