生活垃圾真空管道收集系统道路预埋管技术

摘要：真空管道垃圾收运系统，在工艺和原理上，完全不同于传统的垃圾收集方式与手段，整个垃圾收集过程中改变了传统的人工收运方式，解决了蚊蝇孳生、臭水横流的二次污染问题，也减轻了环卫工人的劳动强度，是全封闭、自动化的，克服了效率低、成本高，费时、费力、污染环境等弊端，是一种新概念城市垃圾处理系统。本文通过总结此施工技术，旨在为同行同类施工时做参考。

关键词：真空垃圾管道 施工技术检测

中图分类号：R124.3 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

1、前言

随着城市居民区建设的现代化步伐加速，居住区各项软硬件均有质的提高和飞跃。广州市环卫系统首次尝试将生活垃圾全封闭收集系统大面积应用到一个住宅小区中，完工后垃圾将通过专门的垃圾管道利用直空技术传输，收集实现自动化，垃圾将“不见光”，与人流完全隔离。这项系统工程的预埋管道是垃圾传输的重要载体，为今后这一不同于其他城市地下管线的新管线工艺总结形成固定技术。项目建成后，居民区的垃圾收运处理将彻底告别目前这种桶装车运以及由此带来的臭气扰民难题，也将彻底解决垃圾收集过程产生的二次污染问题。

2、技术特点

（1）该管廊由于收集生活垃圾这一载体的特殊性，对管道的走向有严格的要求，管廊只能单向且交叉角必须控制在成一定的弧度。

（2）垃圾收集预埋管材材质较为特殊，为碳钢Q235B的螺旋缝钢管，钢焊接难度大，质量要求高。

（3）管道敷设在地下，运送的介质腐蚀性较强,管道密封要求较高。钢管防腐及焊缝防腐质量要求高。

3、管道布置要求

管道布设是在真空垃圾系统进行管道施工的技术，管道成形的好坏直接影响系统的运行，因此必须对管道布设和设备安装的质量进行严格控制。

首先应根据建筑物的结构及工艺要求确定配管位置和走向。

一般情况下，若遇管道交叉，则小管让大管，不保温管让保温管。专业施工员要根据设计图纸要求经现场勘测，有条件的应安设联合支架，满足安装要求。

管道铺设在地坪架空、地坪整浇层内时设防护波纹管。

管道穿越楼板屋面，在穿越部位应设固定支承点，且应有严格防水措施，穿越墙、梁、柱时应设套管。

管道不宜穿越建筑物沉降缝、伸缩缝，当不得不穿越时，在穿越部位应设置防沉降和伸缩措施。

室外管道穿越基础地下室混凝土墙板时，采取防沉降措施。

管道穿越水池水箱，其进出水管到阀门间管段应采用耐腐蚀金属管材。

4、管道系统的施工技术要点

管道系统由管道组件和管道支撑件组成。管道组件包括管道、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门、膨胀接头、柔性接头、耐压软管、过滤器等。管道支撑件主要包括吊杆、支撑杆、锚固件、滑动支架等安装件和吊夹、紧固件等附着件。其施工技术要点如下：

1、管道材质、管道连接的密封结构、管道伸缩补偿、管道支吊架、管道坡度等，均要符合设计及规范要求。

2、所用的管材，应选用专用高压无缝钢管或不锈耐热钢管。

3、管道安装前必须完成脱脂、内部防腐与衬里等工序，管道安装时，应检查法兰密封面及密封垫片，不得有影响密封性能的划痕、斑点等缺陷。

4、管道的连接应采用耐高压的加强焊缝焊接以及采用高压法兰透镜垫式、凹凸式和梯形槽式等密封结构。

5、管道安装的坡度、坐标、标高、水平管道纵横方向的弯曲、立管垂直度，成排的管段、交叉敷设管道、弯管、阀门及补偿器的安装允许偏差应符合设计要求和规范规定。连接机器的管道，其固定焊口应远离机器。

6、管道安装时应及时固定和调整支、吊、托架安装，其位置应正确，安装应平正牢固，与管子接触应紧密。

7、 管道施工质量的外观检查、焊缝的无损检验、管道的强度、严密性试验以及清洗、吹扫等应符合设计要求和规范规定。

8、管道的铁锈、污垢应在安装前清除干净。管道涂漆的涂料品种、颜色及遍数符合规范规定，涂层应均匀、颜色应一致、漆膜附着良好、无漏涂。管道绝热层施工，除伴热管道外，应单根进行。

9、管道施工完成后，管道系统应进行压力试验、泄漏性试验。以校验管道系统的强度和严密性。

5、技术主要施工工艺

施工工艺流程:铁马围蔽 —— 分段开挖 ——管道安装——回填 —— 路面恢复

5.1、管沟挖填施工技术

5.1.1、管沟开挖

（1）基坑的宽度范围应满足管道沟施工工作面和基坑排水的需要，所有开挖均不应带水作业，现场必须有相当的排水系统以防止地下水入侵基坑。如果项目监理确认为施工详图规定的开挖高程的地基土仍不理想，就继续开挖到项目监理认定的新开挖线，修正基础的开挖。

（2）为了保护管底土层不受扰动。挖土机挖到管底设计标高15cm时，用人工开挖至管底标高以下10cm，然后原土打夯平整，回填一层10cm厚砂基础夯实。

（3）管沟开挖时应经常检查管沟壁的稳定情况并及时安装管道。如发现基底土质与设计不符时，需经有关人员研究处理，并做好隐蔽记录。

（4）管沟开挖完成后及时通知甲方、监理进行管沟验收，验收合格后应及时进行管道安装工作。

5.1.2、基底处理

由于金沙洲居住新城在施工期间可能会赶上雷雨季节，管沟开挖好后，基底多半都浸在地下水或雨水中，所以在对基底进行处理以前必须将沟底的积水排干。积水排干后，应先测量管沟底部土层的承载力，当土层的承载力≤80Kpa时，则管沟底部应加垫15cm素混凝土垫层。

5.1.3、管沟回填

（1）土方回填利用机械、人工配合、其回填土必须分层夯实，土料运至施工现场应有专职人员检验土质，是否符合要求，用插钎检验铺土厚度。有密实度要求的土方工程中，每层填土压实之后，要对碾压(夯实)质量进行检验，检验方法一般采用环刀法(或灌砂法)取样试验干密度，求出密实度，或用轻便触探仪直接通过锤击数来检验干密度和密实度。

（2）管沟开挖后回填至道路稳定层，稳定层结构要求（由上至下）：6%水泥稳定石屑30cm、4%水泥稳定石屑15cm。

（3）管顶以上25cm范围内回填土表层的压实不应小于87%，其他部位回填土的压实度要求则与路基压实度要求一致，路槽底0～80cm范围的压实度要求大于95%，路槽第80cm以下压实度要求达到93%。

5.2、管道安装及焊缝检验

5.2.1、管道铺设

（1）管道外径为508mm的石油天然气用三层（3PE）钢管。

（2）管材材质为不低于碳钢Q253B的螺旋焊缝钢管。生产制造标准执行石油天然气行业标准SY/T5037-2000《低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管》。

（4）管道铺设时采用“先大管后小管”施工顺序。先铺垃圾收集主管道，后铺敷设电力/控制电缆和压缩空气管线的预埋套管。

（5）待用的管节应按产品标准进行逐节质量检验，不符合标准者不得使用，并应做好记号，另行处理。

（6）管节现场搬运一般可用人工搬运，搬运时必须轻抬轻放，严禁管材在地面上拖拉。

（7）下管

在开始下管前，再一次确认管沟底部标高和中心线是否正确；检查沟底是否平整，沟底砂层是否达到规定的密实程度和坡度。待上述的准备工作都做好后，开始下管，这时注意管中心必须对准定位中心线，并找准管底标高。另外，下管时应尽量保证前后两条管的接口处及其接头套管位于管道接口工作坑内，以便后续的焊接和保温作业能够顺利进行。

（8）管道对口时，在距离接口中心200mm处测量平直度，当管子公称直径小于100mm时，允许偏差为≤1mm；当管子公称直径大于等于100mm时，允许偏差为≤2mm。但全长允许偏差均为 10mm

（9）管道接口后，应复核管道的高程和直线使之符合设计要求。

5.2.2管道切割

（1）碳钢管道可采用氧乙炔焰或用机械（砂轮切割机）切割下料。镀锌管用机械方法切割。用砂轮进行切割或修磨时，要使用专用砂轮片。

（2）切割后的坡口要平整，坡口表面要清理干净，碳钢管用锉刀和砂轮机清理.

（3）对焊壁厚相同的管子、管件时，其内壁要做到平齐，内壁错边量应符合规范规定。

5.2.3、管道焊接

（1）管材的焊接方法为电弧焊，焊缝系数为1。

（2）焊接接头形式为对接，焊缝为开坡口的V形焊缝。

（3）管节焊条的化学成分、机械强度应与母材相同且匹配，焊条质量应符合现行国家标准《碳钢焊条》的规定。

5.2.4、管材防腐

（1）钢管防腐层为三层PE防腐结构：第一层环氧粉末（FBE）》100um，第二层胶粘剂（AD）170～250um，第三层聚乙烯（PE）为3mm。生产制造标准执行：石油天然气行业标准SY/T0413-2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》和德国标准DIN30670《钢管和管件的聚乙烯涂层技术要求与试验》

（2）聚乙烯防腐层应进行漏点检测，单管有两个或者两个以下漏点时可进行修补；单管有两个以上漏点时，则为不合格。

（3）单管管端聚乙烯防腐层涂敷完成后应除去管端部位的聚乙烯层，预留长度应为100～150mm，聚乙烯层端面呈45度倒角。

（4）焊接口应涂敷防腐层，执行德国标准DIN30670中的规定，且PE保护层搭接宽度不小于50mm。

5.2.5、检验

钢管焊接质量的检验可采取焊缝表面无损检验和水压试验两种方式。按照《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB 50235-97）的规定，焊缝的表面无损检验方法可采取着色探伤法：采用水洗型着色渗透剂—湿式显像剂（VA-W）进行着色探伤 ，其具体过程如下：

（1）前处理：即对焊口进行表面清理，然后用清洗剂进行一次预清洗，以去除检测表面的污垢。

（2）渗透：采用喷罐来施加渗透剂。

（3）清洗：渗透后，采用清洗剂清洗，然后用干净不脱毛的布依次擦拭，直至大部分多余的渗透剂被消除后，再用加有清洗剂的干净不脱毛布依次擦拭，直至被检测表面的多余渗透剂全部擦净。

（4）显像：完成清洗工作后，直接施加湿式显像剂在检查面上。

（5）干燥：采用自然干燥，时间为5min－10min。

（6）观察：观察显示痕迹在显像剂施加7－30min内进行，当出现显示痕迹时，必须确定痕迹是真缺陷还是假缺陷，必要时要进行复检。

（7）后处理：检测结束后，为防止残留的显像剂腐蚀破坏工件的表面或影响其使用，擦除显像剂。在进行完上述操作步骤并确认焊缝无缺陷后（有缺陷的要进行补焊处理），焊口的表面无损检验即视为合格。

5.3、管道压力试验

管道在安装过程中需进行压力试验，压力试验就是利用空气压缩机向管道内充入压缩空气，借助空气压力来检验管道接口和材质的致密性的试验。根据检验目的又分强度试验和气密性试验。

(1) 强度试验 一般情况下试验压力为设计输气压力的1．5倍，但钢管不得低于0．3MPa，塑料管不得低于0．1MPa。当压力达到规定值后，应稳压1h，然后用肥皂水对管道接口进行检查，全部接口均无漏气现象认为合格。若有漏气处，可放气后进行修理，修理后再次试验，直至合格。

(2) 气密性试验

气密性试验是用空气压力来检验管道的管材和接口的致密性。气密性试验需在管道全部安装完成后进行，若是埋地敷设，必须回填土至管顶0.5m以上后才可进行。气密性试验压力根据管道设计压力而定，当设计压力≤5kPa时，试验压力为20kPa；当P>5kPa时，试验压力应为设计压力的1．15倍，但不得低于0．1MPa。气密性试验前应向管道内充气至试验压力，管道的气密性试验持续时间一般不少于24h，实际压力降不超过允许值为合格。

（3）管网试压合格后，均要作验收记录。

6、质量监控

（1）建立完善的工序交接制度，各工序作业人员在本工序检查验收合格后，做好工序检查状态标识，出具工序交接卡并得到下道工序作业人员及质检部门签证后，方可将工程转交下道工序。未办理工序交接手续不得进行下道工序的施工。

（2）坚持施工技术交底制度，通过施工技术交底落实质量目标、质量标准、质量保证措施和各级技术责任制。

（3）对专业施工人员和特种作业人员实施上岗资格控制管理，特别是焊工和无损检测人员。

（4）无损检测作业，建立无损检测记录，质量控制由无损检测质量负责人负责组织和管理。并接受甲方质量监督部门或监理公司的监督和检查。

（5）管线图上的所有焊缝编有唯一鉴别号，并标出无损检测焊缝。在无损检测工作结束后，提交甲方监督部门或监理公司全部原始无损检测检测报告和射线底片。

7、结语

垃圾真空收集系统现在我国的运用还处于初步阶段，该系统的施工技术在我国还没有形成一套成熟的施工工艺。随着人们生活水平的不断提高，人们对于自己生活的环境必然也会有更高的要求，而垃圾真空收集系统的运用也会越来越广泛，因而对于它的施工技术要不断的进行总结和完善。因此在设计、施工和运行过程中对系统的输送动力系统、长距离的运送困难等都将是需要解决的难题，这需要不断地进行探索、实践、总结，为今后该系统的普及运用总结经验，使该技术在我国也日趋成熟