聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术关键点分析

摘 要：城市化进程的加快和人们生活水平的提升，使得人们对燃气管网的施工建设提出了更高的要求。基于此，以聚乙烯燃气管道为研究切入点，结合聚乙烯燃气管道的设计要点及城市管道的建设要求，就聚乙烯燃气管道在整个城市管道建设中的应用情况进行分析，目的是通过分析来带动城市发展。

关键词：聚乙烯燃气管道;施工设计;施工技术;设计要点

中图分类号：TU996.7                                文献标识码：A                                   文章編号：2096-6903（2022）07-0017-03

0 引言

近几年，城市化进程的加快使得政府开始为城市基础建设投入了更多的支持，一时间，城市燃气管网工程得到了快速的发展。在城市燃气管网建设中，聚乙烯燃气管道是其重要组成部分。从实际应用情况来看，聚乙烯燃气管道具有腐蚀性强、抗渗漏性好、使用寿命较长、施工方便等特点，被人们广泛的应用到城市燃气管道中。本文结合市政工程发展实际情况，就聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术关键点进行分析。

1 聚乙烯燃气管道设计的基本要点

聚乙烯管材是一种高分子化合物，主要由碳元素、氢元素以及一些特殊的分子结构组成，从基本结构上来看，聚乙烯管材中不含有有毒有害的物质，因而在使用的时候不会对人们的身体健康带来威胁，也不会在外界环境变化的情况下释放有毒有害的物质。

聚乙烯管材在我国的管网施工中有着广泛的应用，在具体使用的时候聚乙烯燃气管还需要和关联设备密切连接在一起。在施工过程中聚乙烯管材能够完成带气作业操作，在具体实施操作的时候会为施工队伍带来更为便捷的支持，且在不出现意外的情况下还会延长燃气系统的使用寿命，其管道材料的使用拥有广阔的发展空间。但是需要注意的是，聚乙烯管材的使用应避免人为破坏，因此，这种类型的管材常应用于地埋施工，在具体施工应用的时候还应避免受外界环境，特别是温度的干扰[1]。

聚乙烯燃气管道已成为燃气管网建设的主流趋势，该种管材的设计优势十分明显，且能够根据管道系统不同的使用需求来做出调整，除了具有抗震性能和耐腐蚀性能之外，自身还具有可焊接的优越性，在具体应用的时候方便管网工程的施工。聚乙烯燃气管道在性能上的优越性和可焊接性，将其引入到管网工程中会提升工程建设发展成效[2，3]。

1.1 管道设计材料的选择

在聚乙烯燃气管道工程设计中，材料的选择直接影响到其在市政工程的发展。从实际应用上来看，聚乙烯燃气管道在运行使用期间，其构成材料很容易受到外界环境，特别是紫外线的干扰。因此，管材生产过程中，需在材料中添加能够吸收紫外线的氧化剂，并确保生产过程中氧化剂能够均匀的分布在管道材料中。不仅如此，在选择管道材料的过程中，还需要相关人员仔细勘查地质条件，规避周边环境温度对聚乙烯管道使用寿命所产生的不利影响。当前，在市政工程施工中广泛应用的聚乙烯燃气管道材料是PE80和PE100。

1.2 管道工作压力的设计

聚乙烯燃气管道在进行压力设计的时候要充分考虑管道材料的强度、厚度、安全等级，考虑到燃气中所包含的芳香类物质，可以采取以下措施来对聚乙烯燃气管道的工作压力进行设计。

①聚乙烯燃气管道允许最大压力的计算公式。聚乙烯燃气管道所允许的最大工作压力=（2×管道要求的最小工作强度/管道安全系数×（聚乙烯燃气管道标准尺寸大小-1））。②焊接管件对聚乙烯燃气管道的影响。在聚乙烯燃气管道运行过程中，焊接管件是十分重要的零部件，为了能够保证聚乙烯燃气管道的应用质量，需现场施工、监理等人员采取积极的措施来把控量热熔及电熔质量。

1.3 管道的深埋设计

聚乙烯燃气管道深埋设计的过程中需要相关人员严格按照规范的标准来设计覆土的厚度，一般情况下，车道上埋设的聚乙烯燃气管道深度不能够低于0.9 m。在非车行道埋设深度不低于0.6 m。在机动车无法到达的区域上聚乙烯燃气管道需要埋设的深度不低于0.5 m。在水田下埋设聚乙烯燃气管道的时候，管道的深度不低于0.8 m。

1.4 管沟的基础设计

聚乙烯燃气管道的埋设区域不能够出现坚硬的土质和石层，在这个期间如果出现了比较硬的石头，施工人员需要在第一时间采取措施去清理这些石层，清理之后使用细沙来进行基础层的填筑处理，目的是保证土层的质量。如果施工区域的地段处于一种不均匀沉降的状态，则是需要施工人员能够采取积极的措施做好土层的沉降处理，通过必要的沉降处理去确保工程施工质量。

1.5 管道的坡度设计

聚乙烯燃气管道输送的期间如果遇到了水燃气，需要在管道的内部设置凝水缸，管道敷设中朝向凝水缸一侧的坡度应该大于0.003。

1.6 穿越工程的设计

如果聚乙烯燃气管道在使用的时候遭遇了雨水的冲击，需要在管道内部增加设置套管;如果聚乙烯燃气管道会直接穿越铁路、电车轨道、隧道等位置，要确保管道设施设备能够实现垂直穿越;如果聚乙烯燃气管道遇到了河流，则是需要尽可能的确保聚乙烯燃气管道在河流的淤泥层下穿越。

2 聚乙烯燃气管道工程施工要点

2.1 管道的运输

在进行聚乙烯燃气管道搬运的时候要注重遵循轻拿轻放的原则，管道的搬运管理要规避使用摔、抛、滚动等方式。如果需使用机械设备实施搬运，要根据聚乙烯燃气管道运输的实际情况来选择适合的搬运设备，在实施操作的时候需要避免使用具有金属性质的绳子来开展吊装操作。

在运输聚乙烯燃气管道的时候还需要操作者能够将管道放置在平整的地方。同时，在固定处理、绑扎处理聚乙烯燃气管道的时候要避免使用金属绳子，在对聚乙烯燃气管道固定好之后对其实施必要的防晒处理。

为了能够保障聚乙烯燃气管道的施工质量，需要相关人员做好管道运输和存储的通风、散热、远离水源等工作，避免雨水淋湿管道。与此同时，聚乙烯燃气管道的摆放还需要将其和化学物品、易燃易爆物品相隔离，并对存放管道的库房做好防火处理[4]。

2.2 管道的开挖

在开展聚乙烯燃气管道开挖操作的时候，需要相关人员严格按照施工规范的要求来设定沟底的宽度。在这个期间，还需要在不影响工程顺利实施和工程验收的情况下合理把控沟槽的宽度。在一般情况下，聚乙烯燃气管道会采取沟边连接的方式，沟底宽度需要超过管道外部直径的0.3 m。在聚乙烯燃气管道开挖的时候，如果沟底遇到了木头、石头等杂物，则是需要相关人员采取积极的措施来开挖管道，并且在沟底敷设一层厚度不低于0.15 m的砂土，通过这样的操作方式使沟底平整度和压实度能够达到工程施工要求[5]。

2.3 管道的连接

聚乙烯燃气管道采用热熔或电熔连接，最常用方式为热熔连接。对于不同质量水平、级别的熔体质量，要将其流动速率控制在0.59/10 min（190 ℃，5 kg）的聚乙烯原材料所加工制造形成的管材、管件和设备在进行彼此连接的时候可以采用电熔的连接方式。

2.4 沟槽的回填

①聚乙烯燃气管道主体设备检验合格之后，相关人员采取积极的措施完成沟槽的回填处理，针对特殊的地段，可以在具体实施检测之前采取必要的措施实施回填操作，但在回填操作的时候因先对聚乙烯燃气管道安装结构强度质量完成检验。若管道处于不稳定状态，则需要相关人员停止回填操作。②在聚乙烯燃气管道施工的时候要记得规避砂石、冻土、垃圾等杂质的干扰，在聚乙烯燃气管道运作的时候需在管道两侧以及管道以上0.5 m的范围内进行回填操作，距离管顶0.5 m以上部位的回填操作所使用的砂石材料不能够超过总体填料的10%。在准备好回填材料之后，按照均匀稳定的原则来实施回填操作。③在实施聚乙烯燃气管道回填操作的时候，操作人员可以通过人工回填的方式来对管沟底部悬空的位置进行压实处理，压实之后按照从中间到两边的顺序来完成材料的回填。在回填操作的时候要注重实现分层压实，每个压实层的厚度在0.2～0.3 m之间。在管顶0.5 m以上的位置回填可以使用小型机械设备进行夯实处理。④在开展聚乙烯燃气管道施工操作的时候可以先采取人工挖掘的方式，在人工挖掘之后使用机械回填的方式來对管道两边的位置实施回填处理，通过人工和机械共同处理的方式来实现对管沟的压实处理。

3 聚乙烯燃气管道施工的具体案例分析

3.1 土方工程

3.1.1路面切割

聚乙烯燃气管道路面切割深度不能低于5 cm，这样设置的目的是确保管沟切边的完整性和整齐性。严格按照规范的标准，在聚乙烯燃气管道路面切割完成之后才能够开展后续的混凝土破碎作业，在这个期间不应出现切边的现象。在具体实施操作的时候，聚乙烯燃气管道的路面切割宽度要严格按照《城镇燃气输配工程的规范和验收标准》进行，具体内容设定如以下两点：

①管沟沟底的宽度和工作坑的尺寸大小。管沟沟底的宽度和工作坑的尺寸大小设定如下：管道工程直径在50 mm-80 mm时沟底的宽度为0.6 m;管道工程直径在100 mm到200 mm时的沟底宽度为0.7 m;管道工程直径在250 mm到350 mm时的沟底宽度为0.8 m;管道工程直径在400 mm到500 mm时的沟底宽度为1 m;管道工程直径在500 mm到600 mm时的沟底宽度为1.3 m。②深度5 m以内的沟槽最大边坡率。在土壤天然适度、构造均匀、无地下水、水文地质良好、深度低于5 m、不额外设置支撑的时候，沟槽最大的边坡率是不同的，在具体实施操作的时候需要因地制宜的进行操作。

3.1.2混凝土破碎

在路面切割之后实施混凝土破碎，将破碎范围控制在切边的范围。路面破碎之前需要施工人员仔细检查路面的管线布置情况，合理探查其它地下综合管网，目的是避免出现其它管道损坏的问题。

3.1.3管沟开挖

严格按照聚乙烯燃气管道工程的技术规程来开展管沟开挖，聚乙烯燃气管道埋设的最小覆土厚度需要满足以下的规定：聚乙烯燃气管道埋设在车行道的下面不能够低于0.9 m，埋设在非机动车下不能低于0.6 m，埋设在机动车不可到达的地方不能够低于0.5 m。

3.2 管道焊接和敷设

3.2.1 材料和机具的检验

在进行管道焊接操作之前，需要施工人员严格按照规范的标准去检查机具是否处于正常的运作状态，机械设备的参数是否正常，焊接材料是否符合规范的标准。

3.3.2 热熔焊接

热熔焊接期间对接管道的错边量不能够超过壁厚度的10%。热熔焊接热板的温度需要按到规范标准，在使用的时候要密切观察参数的变化。在热熔焊接完成之后，需要操作者对焊接接头开展100%的翻边对称性检验。

3.3.3 电熔焊接

电容焊接要确保管道同轴不存在应力，目的是避免因为管道对接不同轴，应力加大所引起的虚焊现象。在开展电熔焊接操作的时候需要确保管道材料、管道连接部件的干净，上面不能够出现杂物和油污，在检查合格之后做好相应的标记，目的是避免出现漏焊的现象[6]。

3.3 常见聚乙烯管道连接质量问题分析

聚乙烯燃气管道在实施焊接操作的时候出现了不同轴、应力集中的问题。管道材料和管道零部件之间存在缝隙，在管道加热焊接的时候接触面的材料会变成熔融的状态，这个时候缝隙的扩大会加速膨胀的发生，由此也会带动电阻丝的移动，造成短路和焊接不均匀。冷却之后所使用的材料没有及时回填就会使得区域范围内形成较大的熔合面缺陷，在压力的作用下缺口空间会扩大，缺口贯穿内壁，诱发管道泄漏[7]。为了能够规避以上问题，在焊接管材的时候需要保证所有管件的安装到位，期间保持同轴。这个时候，为了能够确保管材穿插到位，需要在插口的端口位置上做好标记。

4 结语

综上所述，在城市化建设的蓬勃发展下，城市燃气工程的数量不断增多，聚乙烯燃气管道在城市燃气管网建设中的作用日益凸现出来。从实际工程发展情况来看，聚乙烯燃气管道在城市化建设的进程中发挥出了十分重要的作用。在新时期，为了能够更好的发挥出聚乙烯燃气管道在城市发展中的作用，需相关人员在了解工程建设基本特点的基础上，严格按照国家规范及标准进行设计及施工，充分发挥聚乙烯燃气管道在燃气工程中的应用优势。

参考文献

[1] 钟艳丽，王力.分析聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点[J].价值工程，2012，31（25）：135-136.

[2] 王恒达.聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点分析[J].中国高新技术企业，2016（9）：62-63.

[3] 张小华.聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点[J].绿色环保建材，2016（2）：74+76.

[4] 李曼曼，陈庆玺，马旭卿，等.聚乙烯燃气管道施工质量控制要点及管控措施[J].劳动保护，2021（9）：100-102.

[5] 邵敏.聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点[J].中国高新技术企业，2013（33）：55-56.

[6] 蔡勤，黄彬，韩佩城，等.聚乙烯燃气管道热熔接头主要缺陷及无损检测技术研究进展[J].化学工程与装备，2020（6）：221-223.

[7] 曹阳.聚乙烯燃气管道施工焊接技术及其质量管理[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（8）：18-19.

收稿日期：2022-03-07

作者简介：费琳娜（1978—），女，辽宁沈阳人，本科，工程师，研究方向：燃气工程设计与施工。