內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接工藝的應(yīng)用

邱　迪　劉　振（.天津市自來(lái)水集團(tuán)有限公司　天津　.天津市青成自來(lái)水工程有限公司　天津）

內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接工藝的應(yīng)用

邱迪1劉振2
（1.天津市自來(lái)水集團(tuán)有限公司天津2.天津市青成自來(lái)水工程有限公司天津）

自來(lái)水管道內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工工藝，對(duì)于PE管道熱熔施工及其與鋼管的連接方式加以說(shuō)明。為具有一定局限性的施工工程，提供參考實(shí)例。

熱熔PE管道法蘭

一、前言

由于城市主干道路交通擁堵，通過(guò)長(zhǎng)距離破路對(duì)給水管道進(jìn)行漏水修復(fù)、配合市政切改、更換管道等工程具有一定的局限性，特別是對(duì)大口徑給水管道，通過(guò)長(zhǎng)距離明開(kāi)作業(yè)的協(xié)調(diào)難度更大。對(duì)于此類(lèi)工程，在過(guò)流斷面影響較小的工況下，可采用材料較輕的內(nèi)襯PE管道拉管嵌入原管道內(nèi)完成施工。在內(nèi)襯PE管道運(yùn)行過(guò)程中，遇到各類(lèi)市政切改、需改變?cè)泄艿缆肪€時(shí)，內(nèi)襯PE管道與其他管材連接上具有一定難度。以天津市地鐵線路某段給水配合切改施工為例，介紹內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工，以確保此類(lèi)工程順利實(shí)施后給水管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二、內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工工藝

由于PE管材抗壓能力相對(duì)較弱，在切改施工結(jié)束后不能直接覆土，須有抗壓性更強(qiáng)的介質(zhì)保護(hù)管材或?qū)E管材與其他轉(zhuǎn)換件連接后延用材料更適合的管道運(yùn)行；同時(shí)，PE管材耐熱性相對(duì)較弱，在切改施工工程中不能啟用焊接方式在PE管材上直接作業(yè)；再次，PE管材外徑與灰口鑄鐵管外徑間隔較小，在內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管橫斷面上如不剝離兩種材質(zhì)直接作業(yè)對(duì)施工要求較高，難度較大。

基于上述3方面因素，此次地鐵線路給水配合切改施工采用如下施工工藝：剝離少量長(zhǎng)度的灰口鑄鐵管，將露出PE與預(yù)制PE法蘭乙熱熔連接，再用鋼制法蘭一側(cè)將PE法蘭固定，鋼制法蘭另一側(cè)與法蘭柔口連接，柔口后接新制鋼管，此切改段主切應(yīng)力受力對(duì)象為法蘭柔口，為加強(qiáng)法蘭柔口的安全保護(hù)，同時(shí)考慮到此區(qū)域無(wú)空間做檢查井，特對(duì)法蘭柔口使用鋼護(hù)套保護(hù)，以提高關(guān)鍵部位的運(yùn)行安全。

此工藝施工過(guò)程中需特別注意PE法蘭乙與原PE管材熱熔對(duì)接控制要素：①對(duì)加熱板溫度的控制。這是主要是指加熱板表面的溫度，在測(cè)量溫度時(shí)要充分考慮環(huán)境溫度的影響，既要保證管材端面迅速熔融，又要保證焊制管件不因溫度過(guò)高而發(fā)生降解。②焊接壓力。它的主要作用就是對(duì)管材進(jìn)行強(qiáng)制加熱，去掉管材端面不平整的部分，使管材端面全部與加熱板接觸，均勻的受熱。③卷邊高度。卷邊高度主要來(lái)衡量加熱壓力作用于管材截面的時(shí)間。④吸熱壓力。它的主要的作用就是防止管材回彈，使管材緊貼在加熱板上，從而來(lái)提高加熱效果，減少加熱時(shí)間。加熱階段的時(shí)間與焊制管件的橫截面積、加熱板溫度、環(huán)境溫度都是有關(guān)的。

三、內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工的應(yīng)用

1.工程項(xiàng)目背景

天津市地鐵某線路站點(diǎn)新建施工（圖1），因地下埋有自來(lái)水給水管道，須自來(lái)水集團(tuán)配合此工程將原有DN1200給水管線切改，切改長(zhǎng)度400 m。該管段起初為灰口鑄鐵管，并作為主供水管道已服役多年，后因管道漏水且現(xiàn)場(chǎng)不具備長(zhǎng)距離施工破路條件下改為基坑作業(yè)內(nèi)襯PE套管，此次切改，需要將內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管斷管，并用鋼管與其接頭并網(wǎng)。

圖1　配合地鐵線路切改自來(lái)水管道示意圖

2.施工流程

依據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、地鐵線路某站給水配合工程施工圖、天津市自來(lái)水集團(tuán)有限公司管理程序文件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘察等內(nèi)容，合理設(shè)置施工方案及人員配備計(jì)劃。

（1）施工前準(zhǔn)備。準(zhǔn)備趴刀，云齒鋸，氧氣乙炔4套，應(yīng)急設(shè)備DN1200×600 mm卡子1個(gè)。將新建DN1200管道東側(cè)DN1400排水管道管頂覆土清除，減輕DN1400排水管側(cè)壓力，防止排水管道滾落。與排水部門(mén)溝通，確認(rèn)管線東側(cè)DN1400排水管道暢通，保證自來(lái)水管道進(jìn)行接頭時(shí)，排水管內(nèi)低水位，確保自來(lái)水的水質(zhì)安全。

（2）施工前開(kāi)挖溝槽，使用長(zhǎng)鐵板插入原DN1200管道與DN1400管道之間的縫隙，穩(wěn)定加固排水井，使用木板支模，混凝土澆筑將DN1400排水井固定，防止施工時(shí)破壞排水井井壁。

（3）接頭位置前后共3.5 m的位置在管底下挖500 mm，以便于熱熔機(jī)從側(cè)面推入，當(dāng)退出時(shí)如無(wú)法順利退出，則需要拆除油缸。

3.施工機(jī)械、材料配置

施工機(jī)械設(shè)備、材料配置見(jiàn)表1～表3。

表1　施工機(jī)械配置

表2　施工設(shè)備配置表

表3　施工主材配置表

4.施工步驟及主要施工方法

因地處主干道路，此次內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工需在短時(shí)間內(nèi)完成，因此南北兩側(cè)接頭須同時(shí)進(jìn)行。切改施工主要步驟如下。

（1）關(guān)閉DN1200給水管道切改段前后2處閘門(mén)，閘段相距約1.2 km，待閘門(mén)關(guān)嚴(yán)后對(duì)原DN1200管道泄壓。通過(guò)壓力表讀數(shù)確認(rèn)閘門(mén)密閉性后，用趴刀將切改段灰口鑄鐵管切開(kāi)，用起重機(jī)將管段移出工作坑。

（2）用2臺(tái)6英寸潛水泵和2臺(tái)4英寸潛水泵將1.2 km管段內(nèi)積水從工作坑內(nèi)抽出，引流排至排水井，清除管內(nèi)積水。

（3）將灰口鑄鐵管剝開(kāi)1.5 m露出內(nèi)襯PE管，將內(nèi)襯PE管與預(yù)制PE法蘭乙熱熔連接。熱熔連接前用支架將管墊平，保證兩管在同一水平線上，固定在焊機(jī)上；調(diào)整同心度，利用夾具校正管材圓度，并且留有足夠的焊接距離；銑削足夠的厚度（圖2），使焊接斷面光潔、平行，確保對(duì)接面間隙＜0.3 mm，錯(cuò)邊量小于焊接處壁厚的10%；放置加熱板（圖3），加熱至210～230℃后調(diào)整焊接壓力，當(dāng)加熱板兩側(cè)焊接處圓周卷邊凸起高度達(dá)到1～2 mm時(shí)，停止加壓；降壓至拖動(dòng)壓力，在確保加熱板與焊接端面緊密貼合的條件下，開(kāi)始吸熱加時(shí)；吸熱時(shí)間到達(dá)后迅速使加熱板與管材分離，盡快抽出加熱板；立即貼合焊接面，迅速將壓力升至焊接壓力，嚴(yán)禁高壓碰撞；在此壓力下冷卻。

（4）熱熔完成后，用鋼制法蘭將PE法蘭乙固定，其中鋼制法蘭一側(cè)通過(guò)螺栓連接PE法蘭，鋼制法蘭另一側(cè)與法蘭柔口連接（圖4）。

（5）法蘭柔口另一側(cè)接新制鋼管，此切改段主切應(yīng)力受力對(duì)象為法蘭柔口，為加強(qiáng)法蘭柔口的安全保護(hù)，同時(shí)考慮到此區(qū)域無(wú)空間做檢查井，特對(duì)法蘭柔口使用鋼護(hù)套保護(hù)，以提高關(guān)鍵部位的運(yùn)行安全。

（6）通過(guò)人孔通道對(duì)鋼管之間進(jìn)行焊接操作，確保焊接質(zhì)量。焊接鋼管彎頭，封人孔，并用鋼樁對(duì)彎頭后背加固。

總計(jì)時(shí)長(zhǎng)26 h。此方式接頭具有一定難度，如接頭過(guò)程因突發(fā)事件導(dǎo)致無(wú)法施工，可在連接PE管的位置焊接厚皮鋼制短管，在保證鋼管圓度的情況下外徑應(yīng)與灰口鑄鐵管一致；使用卡子連接灰口鑄鐵管與鋼制短管，恢復(fù)供水。

圖2　銑削設(shè)備對(duì)熱熔管道斷面清潔

圖3　加熱板對(duì)熱熔管道加熱

圖4　鋼管與PE法蘭連接圖

四、結(jié)語(yǔ)

內(nèi)襯PE灰口鑄鐵管與鋼管連接施工在自來(lái)水管道施工中較為少見(jiàn)，此次施工作業(yè)是在充分考慮應(yīng)急方案的前提下嘗試完成的。通過(guò)預(yù)制PE法蘭與鋼制法蘭的連接完成不同管材的銜接，同時(shí)為確保管道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，采用柔口與鋼制法蘭連接，使管道接口承壓受力方式更為合理，較好地完成了配合地鐵線路切改施工工作。

〔編輯利文〕

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