内插法在城镇燃气管道修复改造中的应用

摘要：介绍了已运行时间超限或存在多处漏点需要修复改造燃气管道，采用内插法在原有钢制燃气管线内插入小一级口径的聚乙烯燃气管道，实现因地面条件受限的城镇燃气管道非开挖修复。工程实践表明，实施内插法非开挖修复作业技术可行，效果良好。

关键词：埋地燃气管道；内插法非开挖修复；管道施工

中图分类号：TH138文献标识码： A

一、前言

随着城市化进程的不断加快，行政主管部门对于管网的建设监管力度逐渐加强。而大量的地埋管道在投入运营若干年后，由于外力或自身使用寿命等原因，都会不可避免的出现穿孔或泄漏事故，根据相关资料，国内埋地燃气管线一般运行不超过20年就进入了腐蚀泄漏的事故多发期，当在役管道腐蚀泄漏而影响输送效率或造成安全隐患时，修复原有管道或是更换新管道是解决该问题的两种选择。传统处理手段一般为开挖维修或更换。老旧管网基本身处城市主干道下或构筑物边缘，维修或更换等工作将牵扯路政、地面障碍物拆除及恢复、公众协调等诸多因素，全线开挖更换新管的施工协调和操作难度非常大，因此采用非开挖技术来恢复燃气管道的输送能力、消除安全隐患越来越受到燃气行业的关注。 2010年7月23日由住房和城乡建设部《城镇燃气管道非开挖修复更新工程技术规程》行业标准已经,自2011年1月1日起实施。目前国内主要采用插入法、静压裂管法、折叠管内衬法、缩径管内衬法和翻转内衬法对旧燃气管道进行沿线修复、更新。

二、工程实例

我公司待修复燃气管道已运行11年，规格为DN200钢管，输送介质为天然气，运行压力为0.2-0.4MPa，因地下水位高，钢管道腐蚀严重、存在漏气、严重影响燃气的安全运行，急待修复更新。由于管线位于霸州市胜芳镇芳繁华商业街，总长约1700m、埋深约 1.5 m，沿街商铺众多，支线12处。无法实施全线开挖换管施工，经过专家技术研讨，本次工程采用插入法工艺进行燃气管道改造，即在原DN200钢管道内穿插dn160 SDR11 PE管，原有的支线阀门全部改用PE球阀，干线安装3处PE球阀作为总控阀。我公司根据待修复燃气管线的实际情况，经过现场踏勘、方案对比、经济评价采用了在原有钢制燃气管线内插入小一级口径的聚乙烯燃气管道（以下简称PE管）的内插法非开挖修复更新技术，有效的消除了原有管线的安全隐患。

1、施工工艺：将管道施工作业段的两端开挖作业坑和断管，以牵引绞车为动力，驱动清管器彻底清除管内壁垢渣、污物及穿插障碍物体，并经CCTV管道内窥仪检测，符合穿插要求后，进行管线插入作业。

PE管在实施安装前，需在现场完成热熔对焊，在牵引绞车和钢绳的牵引作用下，从待修管一端进入待修管内，并从管道另一端牵引出端口。在穿插完毕的PE管两端口与原有管线之间缝隙用柔性材料做好密封，最后将所有穿插完的PE管连头试压，试压合格后与上游燃气管线接驳投产置换。

2、工艺流程：

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3、主要工序技术说明及技术要求：

一般情况下，一次PE穿插作业段不宜超过1000m，作业坑的位置应尽可能选在管线三通、阀门、弯头等管件处。

（1）、施工作业坑及技术要求：

①施工目的：为管线清洗及PE管穿插作业工序提供施工作业面。

②施工方法：根据现场的环境要求，作业坑开挖采用人工或机械开挖。

③施工技术要求：施工作业坑分为牵引坑、穿插坑两种，

④施工质量要求:管道断口端面必须平整，断面与管道轴线的垂直偏差为0.3cm；作业坑防护须牢固、美观，防护完毕后加装警示牌及警示灯。

(2)、管道检测及管线清洗：

①施工目的：清除管道内的污物便于穿插作业。检查管道内障碍物情况，对管道错口情况，管线的清洗质量和内衬质量进行内窥检测。

②施工方法：采用机械式清管器，以牵引装置为动力对管内进行清洗，将管道内的障碍物剥离并清出管外，最后经TV内窥检测清管质量，满足穿插内衬质量要求。

③施工技术要求:

所用管道机器人及TV内窥系统在施工前必须检查试运转，图像传输质量符合规定要求；

清垢过程中钢丝绳拉力超过预定的拉力时停止施工，查清原因排除故障后方可继续施工；

④施工安全要求:

施工过程中设警示围栏，禁止行人围观；

清管过程中，任何人员不得跨越钢丝绳。

⑤施工质量要求:清管结果必须用TV内窥系统检测，确保管道内无防碍穿插的异物。

(3)、PE内衬管焊接连管及施工技术要求

①施工目的：现场焊接PE管，为穿插作业进行准备。

②施工方法：采用“PE管道热熔对接机”进行热熔对接焊。将单根的PE管的两个端口端面用铣刀铣平，用可控温电加热板对焊连的两个端面按设定温度和加热时间进行加热，然后抽出加热板，迅速将两个端面在一定的压力下，进行熔融对接，待对接焊口自然冷却至规定温度后方可撤压，严禁人为强制降温操作。

③施工技术要求

根据PE衬管的管径和壁厚，计算出热熔对接的参数：对接压力、加热时间和加热板的温度。

在热熔对接施工中，加热板每完成一次加热，必须用测温仪对电加热板的温度进行测量，至少测量“上、下、左、右”4个点，各点的温度之差不能超过5－10℃，确保“加热板”对HDPE衬管的端面加热是均匀的。否则重新焊接。

在PE管对接的施工过程中，用塑料布将PE管的端口密封，要避免杂物进入PE管内。

PE管进行热熔对接时，对口的错位率不能超过管壁厚的10%。

对每道热熔焊口都要进行外观检验，并对每一道焊口进行编号和记录，以便保证焊接质量。

PE管的现场移动，应采用托滚支架，避免锋利的物体对管体造成划伤。

④施工安全要求:

施工前必须对热熔焊机的液压、机械、电气系统进行检查并试运转;

设备周围禁止无关行人围观；

操作人员必须按安全操作规程操作铣刀、加热板，以防事故发生；

(4)、PE管安装作业：

①施工目的：将在地面热熔对接到一定施工长度的PE衬管，穿插到已清洗合格的待修复管道中。

②施工方法:在牵引绞车的拉力作用下使PE内衬管从待修管线的一端穿插作业至另一端。穿插完毕之后，PE管两端口与原有管线之间缝隙用柔性材料做好密封。

③施工技术要求:

搬运时要在PE管的底部安放滚轮支架，防止衬管受到地面利物的划伤。最大的局部划痕不能超过内衬管壁厚的10%。

钢丝绳要有足够的强度和PE管的牵引头等设备的连接要安全可靠，保证拉力器拉力指示安全可靠，避免在施工过程中，出现钢丝绳断裂及脱扣等现象的发生。

牵引速度控制在8－12m/min。

④施工安全要求:

所有人员不能在两台固定设备之间逗留或操作，以防出现意外。指挥及参观指导人员在施工轴线5m以外。

在整个施工现场，沿PE衬管的走向及待修管道两端等岗位，必须保持通讯联络畅通，防止配合出现问题。

在施工现场周围，设置警戒标志，防止与施工无关的人员及设备进入，造成安全隐患。

⑤施工质量要求

PE衬的各项指标必须达到设计要求。

待修管段的长度一定要专人测量，PE管的热熔对接总长度应大于待修复管道的2%。

(5)、PE管段间的连接：

①施工目的:完成内衬管段之间的连接及内衬管段与未内衬管段之间的连接。

②工方法：采用PE电熔焊机，通过相应规格的PE电熔套筒PE管端口连接。

③施工技术要求：

施工期间做好防火、防爆措施，场地周围严禁烟火，落实施工人员用电安全。

PE管端面要平整，不得有杂物。

④施工安全要求：

从事焊接操作人员，必须进行专门培训，经过考试合格取得操作合格证方可操作。

施焊场地周围应清除易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离。

(6)、管线试压：

①施工目的：检验插入后PE管道的承压及严密性能。

②施工方法：向管内充入带压空气，压力缓慢上升至30%和60%试验压力时，应分别停止升压，稳压30min，并检查系统有无异常情况，如无异常情况继续升压管内压力升至严密性试验压力后稳压24小时。

③工技术要求：依据《城镇燃气输配工程施工及验收规范》试压时的升压速度不宜过快，压力缓慢上升至30%和60%试验压力时，应分别停止升压，稳压30min，并检查系统有无异常情况，如无异常情况继续升压管内压力升至严密性试验压力后稳压24小时。以无泄漏、无压降为合格。检验采用在焊口、法兰、密封处刷检漏液的方法。

④施工安全要求：试压过程中管线节点处必须安排专人巡视，保持联络畅通，做好应急预案；在盲板的正面禁止站人；设警示标志，无关人员禁止靠近。

⑤施工质量要求：将压力降至设计压力，以无泄漏、目测无变形为合格。

这条管线改造面临着非常大的困难。这条路段商户众多，其中大部分为餐馆、浴池、超市、学校等，每天人口流动能达到3万余人，各种车辆几千辆，属于胜芳镇人口密集地区，如采取开挖更换钢管的方法，势必会对商户及学校的日常经营、工作、交通造成很大的影响。公司领导及工程人员经过大量的调研和论证，他们通过网上查询、周边油田和燃气单位进行了大量的调研，针对相关技术疑点、难点等与国内实力比较雄厚的几家管道修复、管力非开挖技术工程公司反复咨询、论证。决定采用非开挖插入法工艺进行燃气管道改造，这项技术的运用在我公司实属首次，此项改造工程从2011年10月11日开工，于10月29日全线修复完成并通气，历时18天。在施工人员和工程管理人员共同努力下，按照预定时间圆满完成了改造任务，有效地保障了人民群众安全用气和公司的安全平稳运营。通过这次改造实践，证明该项新工艺比较适合地处繁华城镇区域不便大面积开挖的燃气管线修复和改造，为各燃气公司今后管线维抢修提供了宝贵经验。