沙特達(dá)曼港SGP項(xiàng)目水網(wǎng)（消防）施工技術(shù)

劉樊程

摘 要：沙特達(dá)曼港是一個(gè)綜合性的碼頭，有碼頭、碼頭附屬設(shè)施、道路、堆場(chǎng)、房建區(qū)、鐵路區(qū)及地下管網(wǎng)的等，專(zhuān)業(yè)門(mén)類(lèi)多，地下管網(wǎng)比較復(fù)雜水電埋管交叉作業(yè)點(diǎn)多，受施工場(chǎng)地影響水電管網(wǎng)帶布置的位置有限，導(dǎo)致水電管道布置很緊湊，給施工帶來(lái)了一定的難度。需要專(zhuān)門(mén)人員梳理統(tǒng)一規(guī)劃組織施工。消防由獨(dú)立的外部消防網(wǎng)和獨(dú)立的內(nèi)部消防外部管網(wǎng)組成均采用HDPE管，HDPE管連接用熱熔法和電熔法二種連接方式。HDPE管（High Density Polyethylene）是一種新型耐酸、耐腐蝕、抗壓、無(wú)毒的綠色環(huán)保管材，屬于環(huán)保節(jié)能型高新技術(shù)產(chǎn)品，廣泛的運(yùn)用在日常生活中。

關(guān)鍵詞：HDPE熱熔焊接；HDPE電熔焊接；消防管網(wǎng)；耐高壓

一、工程概況概述

沙特達(dá)曼港項(xiàng)目消防系統(tǒng)施工范圍長(zhǎng)為900米，寬為500m，消防管道總長(zhǎng)9540米，屬于壓力流管道，工作壓力10bar，試驗(yàn)壓力1.5倍的工作壓力，管材全部采用HDPE管（High Density Polyethylene），管徑DN250mm。整個(gè)系統(tǒng)中布置2個(gè)消防水罐其儲(chǔ)水能力分別為1150m?作為水源，消防泵房提供動(dòng)力，消防栓人孔及配件，閘閥人孔及配件，氣閥室人孔及配件，沖洗室人孔及配件，這些功能性結(jié)構(gòu)構(gòu)成整個(gè)消防網(wǎng)絡(luò)。外部消防服務(wù)于整個(gè)區(qū)域，內(nèi)部消防在每個(gè)房建單體處預(yù)留接口和房建的內(nèi)部消防接口相連。

二、消防系統(tǒng)布置圖

三、消防施工流程工藝

四、施工工藝闡明

（一）材料及設(shè)備采購(gòu)

1、消防系統(tǒng)全部使用HDPE管，管材參數(shù)PN20、PE100、SDR9、DN250。HDPE管的使用壽命超過(guò)100年，很低的維修費(fèi)用，具有很好的柔韌性，抵抗地震時(shí)的破壞力，耐腐蝕，重量輕，便于連接，連接的密封性好，材料到場(chǎng)后組織質(zhì)檢和咨工對(duì)管材進(jìn)行驗(yàn)收，并一一核對(duì)等級(jí)，尺寸，數(shù)量及產(chǎn)品合格證書(shū)，等堆放時(shí)規(guī)劃場(chǎng)地，下方墊木方，整齊堆放，嚴(yán)禁將管材放在尖銳硬物上，避免管道劃傷，所有堆放的管材需要采取防止?jié)L動(dòng)，由于當(dāng)?shù)貧鉁馗撸谜陉?yáng)布覆蓋等。

2、回填材料管道底部及管道周?chē)门渲频幕靥畈牧?，回填材料的配制比例根?jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的篩分要求，篩分要求是一個(gè)大的范圍，實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)多次反復(fù)試驗(yàn)，分析結(jié)果，經(jīng)過(guò)比對(duì)沙和瓜米石的比例，及當(dāng)?shù)厣澈凸厦资膬r(jià)格比對(duì)最終選擇沙和瓜米石配比為，1：1。配制的材料報(bào)批并通過(guò)咨工驗(yàn)收。

3、熱熔焊接，電熱熔焊接，削皮機(jī)等小型機(jī)具采購(gòu)，這些都是專(zhuān)用設(shè)備，只需要告訴廠家要求就會(huì)有對(duì)應(yīng)的焊機(jī)型號(hào)。

（二）開(kāi)挖

消防管線是壓力流，所以管道的埋深都處在一個(gè)相對(duì)的高度1.2m-1.9m之間，開(kāi)挖不會(huì)到地下水的標(biāo)高，開(kāi)挖全部采用一級(jí)開(kāi)挖，而且盡可能的減少開(kāi)挖量。開(kāi)挖坡比1：1，管道兩側(cè)留50cm的操作空間，即開(kāi)挖最小下口1.25米寬。棄土的安全距離到開(kāi)挖溝槽邊大于等于1米并及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)出沙，并在周?chē)O(shè)置開(kāi)挖標(biāo)識(shí)及布置安全警示帶。

（三）沙基礎(chǔ)夯實(shí)

在開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高上10cm的時(shí)候，這10cm已經(jīng)被開(kāi)挖設(shè)備擾動(dòng)了，灑適量的水浸泡，讓后用夯機(jī)夯實(shí)，夯實(shí)結(jié)束后測(cè)量標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求，并報(bào)請(qǐng)咨工驗(yàn)收，驗(yàn)收通過(guò)后進(jìn)入下一道施工工序。

（四）回填沙夯實(shí)

管道下方填30cm配制的材料，提前按比例混合好后運(yùn)至施工場(chǎng)地，布置回填材料到溝槽，和沙基礎(chǔ)夯實(shí)一樣灑水浸泡夯實(shí)并報(bào)請(qǐng)咨工，驗(yàn)收通過(guò)。

（五）HDPE管道熱熔焊接

1、人員培訓(xùn)

HDPE管道焊接是專(zhuān)業(yè)性比較強(qiáng)的工作，操作人員必須去管道廠家經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后取得證書(shū)方可持證上崗。為此項(xiàng)目部組織了9人去廠家培訓(xùn)，并一一取得合格證書(shū)。

2、熱熔焊接法：在兩個(gè)需連接的表面利用溫度和用力擠壓的方法將其粘接形成一個(gè)接縫。當(dāng)接縫冷卻并低于材料的熔化溫度時(shí)就形成了熱熔連接。對(duì)于特殊的材料，會(huì)在一個(gè)溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生熱熔連接。一種材料的熱熔溫度應(yīng)考慮該種材料的特性，使用的熱熔及焊接環(huán)境。

OD250mm HDPE參數(shù)，PN20、PE100、SDR9、壁厚27.9mm

（1）預(yù)熱階段，預(yù)熱前檢查是否有卡具未緊固。檢查電氣連接是否正確，液壓筒里的油夠不夠，電源供電是否符合焊機(jī)要求，對(duì)銑刀和油泵進(jìn)行試運(yùn)行。切削管端頭把HDPE管用外徑250mm的卡具準(zhǔn)確的卡在焊機(jī)上，固定管道時(shí)，管子應(yīng)伸出最后一個(gè)卡具20cm至50cm避免長(zhǎng)度不夠，管端擦干凈，對(duì)正檢查，合攏兩端管子觀察是否對(duì)正，誤差在1mm。如果誤差過(guò)大，檢查原因，直至誤差控制在1mm以?xún)?nèi)，解開(kāi)安全鎖取出銑刀把銑刀固定放在兩端管子之間銑削直至出現(xiàn)連續(xù)削片，管子分開(kāi)后才能關(guān)閉銑刀電源。如果在銑削過(guò)程中關(guān)閉銑刀，管端上會(huì)出現(xiàn)切痕，并且該管段需重新銑削。取出銑刀，再次合攏兩管，檢查兩端的對(duì)齊情況，誤差控制在1mm內(nèi)，滿(mǎn)足要求后，分開(kāi)管段進(jìn)行清理，清除管端內(nèi)的碎屑，管段下的碎屑及焊機(jī)上的，碎屑集中收集，這樣的好處避免碎屑附著在加熱板上。接通加熱板電源，通電前把加熱板擦干凈、沒(méi)有劃傷、無(wú)油污及粘黏物保證焊接質(zhì)量。加熱板上有溫度可以調(diào)整，具體溫度根據(jù)管子的大小來(lái)定，OD250mm的HDPE管溫度220℃，即在加熱板上把溫度設(shè)置在220℃上，預(yù)熱到達(dá)220℃后有對(duì)應(yīng)的指示燈亮起，這時(shí)候就可以加熱HDPE管了。

（2）吸熱階段，加熱板溫度達(dá)到220℃時(shí)，把加熱板固定到焊機(jī)上，將兩管端合攏， ，此時(shí)焊機(jī)上有一個(gè)拖動(dòng)壓力，此壓力只要能使兩個(gè)管段相互接觸就夠了，焊機(jī)壓力一直加到46.6bar給管端加溫，此處的壓力不包括管道拖動(dòng)壓力，46.6bar是最終壓力減去管道拖動(dòng)壓力后的壓力值，當(dāng)HDPE管的融環(huán)達(dá)到3mm時(shí)，停止加溫，將壓力降至吸熱維持壓力6.2bar，持續(xù)時(shí)間是10倍的壁厚，OD250mm的HDPE管壁厚為27.9mm，即持續(xù)時(shí)間為279秒，到時(shí)間后取出加熱板。

4.4加熱板就緒

（3）加熱板取出階段，吸熱時(shí)間到后打加熱板開(kāi)安全鎖，垂直于焊接取出加熱板，防止碰傷管端面，因?yàn)槭歉邷?，取出時(shí)小心不被燙傷，焊機(jī)泄壓并向兩端分開(kāi)，盡可能的快取出加熱板，時(shí)間不超過(guò)15秒，快速對(duì)接。

（4）對(duì)接、冷卻階段，加熱板取出后對(duì)接，壓力逐漸達(dá)到46.6bar，然后穩(wěn)壓冷卻34分鐘，這個(gè)時(shí)間段不要碰觸設(shè)備及HDPE管，到達(dá)冷卻時(shí)間后泄壓并取出卡具。

（六）熱熔環(huán)境控制

熱熔時(shí)對(duì)熔焊環(huán)境有一定的要求，必須采取有效的防風(fēng)防塵等防護(hù)措施，最低周?chē)鷾囟炔恍∮?℃，沙特的熱帶和亞熱帶沙漠氣候反映了該國(guó)的一般氣候情況。夏天長(zhǎng)，炎熱而又干燥，冬天短，涼爽。相對(duì)濕度低，沿海地區(qū)除外。年平均溫度25℃。全年基本上都是高于最低周?chē)鷾囟鹊?，如果小?℃，采取在防護(hù)棚加溫的方法，溫度高于5℃后方可操作施工。由于當(dāng)?shù)匮谉岬臍夂驐l件及沙塵暴天氣，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)對(duì)管道焊接一直采取防護(hù)棚遮陽(yáng)擋風(fēng)措施。

（七）熱熔焊縫檢測(cè)

熱熔結(jié)束后對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)，合格的焊縫必須是均勻加熱并熱熔，焊縫錯(cuò)邊不超過(guò)允許錯(cuò)邊誤差，外部焊縫熔環(huán)向兩側(cè)外翻是均勻的，必須完全緊貼管道，OD250mm管道近似熱熔焊縫寬度最大2cm。如果出現(xiàn)不合格的焊縫，如錯(cuò)邊大于容許錯(cuò)邊誤差，熔環(huán)外翻不均勻及兩邊外翻不對(duì)稱(chēng)或變形，必須用切割機(jī)切掉重新安裝流程焊接。在管道焊接過(guò)程中配專(zhuān)職人員對(duì)HDPE管焊接做好跟蹤檢查，并做好日常焊接記錄，對(duì)每個(gè)部位里程的管道焊縫進(jìn)行編號(hào)記錄，以便以后查找。熔接縫外表檢驗(yàn)合格的焊縫按規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)要求進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。

（八）消防栓、閘閥、氣閥，沖洗室人孔安裝及配件安裝

在消防網(wǎng)絡(luò)中，在不同的地方設(shè)置不同的附屬設(shè)施，消防栓人孔布置間距不超過(guò)90米兩個(gè)之間，閘閥人孔，氣閥室設(shè)置線路標(biāo)高的高點(diǎn)提高排氣效率，沖洗室設(shè)置在線路標(biāo)高的低點(diǎn)便于排出廢水。人孔提前預(yù)制，預(yù)制后現(xiàn)場(chǎng)吊裝，人孔現(xiàn)場(chǎng)安裝好后，開(kāi)始對(duì)應(yīng)部分配件施工，配件施工組建專(zhuān)門(mén)的班組施工，各種閘閥的配件組合、消防栓的配件組合、氣閥的配件組合，沖洗室的配件組合并上緊螺栓。上螺栓采用對(duì)稱(chēng)循環(huán)擰緊螺栓的方法。

（九）HDPE管道電熱熔焊接

比起熱熔焊接，電熱熔焊接更為簡(jiǎn)便易于操作，OD250mmHDPE管道需要采購(gòu)對(duì)應(yīng)ID250mmHDPE管道的連接套筒，套筒上面有條形碼，接通電熱熔焊機(jī)后，焊機(jī)上有一根激光筆，激光筆掃一掃條形碼，就開(kāi)始給套筒加熱達(dá)到預(yù)設(shè)加熱時(shí)間后，焊機(jī)自動(dòng)停止工作，成功的連接會(huì)在套筒兩端突出二個(gè)指示點(diǎn)，有知識(shí)點(diǎn)突出來(lái)表示焊接成功，對(duì)應(yīng)不同的管徑加熱的時(shí)間不一，可以查詢(xún)廠家說(shuō)明查找對(duì)應(yīng)管徑的加熱時(shí)間，這些都已經(jīng)是預(yù)設(shè)，不用操作時(shí)單獨(dú)設(shè)置。電熱熔焊接適用于已經(jīng)焊接好的管道需要更換或者在管道中添加控制設(shè)備需要截?cái)嗟牟课?，因?yàn)槭且呀?jīng)焊好的管道不能移動(dòng)，不能提供熱熔焊機(jī)所需的行程，只能用電熱熔焊。此方法可以作為一種管道完成后的一種補(bǔ)救措施，大面積使用不建議，因?yàn)檫@需要采購(gòu)專(zhuān)用連接套筒，而套筒的價(jià)格比較貴，不利于成本控制。

五、消防栓、閘閥、氣閥、沖洗室安裝

消防栓、閘閥、氣閥，沖洗室由兩部分組成，一部分是砼人孔，另一部分是各種功能性組件（如閘閥，消防栓，氣閥，法蘭，伸縮節(jié)，橡膠墊圈等）。混凝土人孔分部位提前預(yù)制，分為底板，墻體及蓋板，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中需要安裝時(shí)，先安裝底板，管道連接過(guò)底板或連接各個(gè)功能構(gòu)件的三通，管底到底板訂預(yù)留30cm距離，便于設(shè)置砼支撐，安裝墻體前安裝對(duì)應(yīng)每種功能性組件，沒(méi)有墻體施工人員可以有大的操作空間，各種功能性組件用螺栓連接，由于消防管道的高壓力，采用等級(jí)8.8的高強(qiáng)螺栓，螺栓連接操作安裝相應(yīng)的規(guī)章操作，螺栓連接的好壞直接影響管道與構(gòu)件直接的氣密性。連接完成后，安裝蓋板。

六、壓力試驗(yàn)

在整個(gè)消防管道焊接完成后檢測(cè)并合格后，準(zhǔn)備壓力試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)有二個(gè)獨(dú)立的外部消防網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部消防網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，分別做壓力試驗(yàn)，管材OD250mm的HDPE管，消防網(wǎng)絡(luò)的工作壓力是10bar，試驗(yàn)壓力是1.5倍的工作壓力即15bar。用淡水作為試壓介質(zhì)，試壓前對(duì)管道進(jìn)行沖洗，沖洗掉管道內(nèi)的雜質(zhì)及沙子，排空管道內(nèi)的氣體，管道上設(shè)置了排氣閥，分多次排空氣體，氣體的排空與否影響試壓時(shí)的穩(wěn)壓數(shù)值，最后氣體排空后開(kāi)始緩慢加壓，達(dá)到壓力后，穩(wěn)壓30分鐘，檢查管網(wǎng)，無(wú)泄漏，無(wú)變形。

七、回填

在壓力試驗(yàn)完成后，合格并取得見(jiàn)證后，可以回填管道，回填前溝槽內(nèi)的雜物清除干凈，管頂以上30cm不得含有有機(jī)物及大塊磚石，用配制的回填材料回填，對(duì)稱(chēng)回填，不得用壓力機(jī)碾壓，管頂30cm以上可以用小型夯機(jī)夯實(shí)，鋪設(shè)警示帶，30cm一層回填料用水浸泡后夯實(shí)，壓實(shí)度驗(yàn)收通過(guò)再繼續(xù)回填。

八、結(jié)束語(yǔ)

消防網(wǎng)絡(luò)使用HDPE管，HDPE有其優(yōu)越的特性，給焊接帶來(lái)很多方便，易于操作，而且使用年限長(zhǎng)，更換維修費(fèi)用低，相信在HDPE會(huì)有更廣泛的運(yùn)用。本工程HDPE管道長(zhǎng)9540米，施工量比較大，需合理的協(xié)調(diào)組織施工，交叉施工時(shí)的先后順序，減小穿插作業(yè)的影響，更快的推進(jìn)工程進(jìn)度。