港口工程新材料鋼絲網(wǎng)骨架管埋地施工技術(shù)

徐涎筌 丁 靚

（中交三航局第三工程有限公司， 江蘇 南京 210000）

0 前言

鋼絲網(wǎng)骨架管共分為三層結(jié)構(gòu)（見圖1），以高強(qiáng)度鋼絲網(wǎng)做為增強(qiáng)骨架，經(jīng)內(nèi)外高密度聚乙烯基體連續(xù)擠出復(fù)合成型。該種管材不僅保留了鋼管的抗壓性能，而且具備塑料管的衛(wèi)生性能以及耐腐蝕、易于敷設(shè)、使用壽命長等特點(diǎn)，使金屬管材不耐腐蝕、易結(jié)垢和塑料管材承壓能力差、材質(zhì)易老化的難題得到了解決。

圖1 鋼絲網(wǎng)骨架管結(jié)構(gòu)

1 施工工藝

1.1 施工工藝流程

測量放線→溝槽開挖→管道對接并調(diào)整→電熔焊接→冷卻→系統(tǒng)試驗(yàn)→溝槽回填并夯實(shí)。

1.2 施工方法

1.2.1 測量放線

由于港口位于水域邊，地下水位的高低嚴(yán)重影響著管道施工的難度，須先對施工現(xiàn)場的地下水位進(jìn)行勘測再進(jìn)行溝槽開挖。開挖時(shí)使用全站儀放出管道敷設(shè)的中心軸線，設(shè)置便于觀測的控制木樁并固定牢靠。根據(jù)管道的管徑和埋深，計(jì)算出溝槽的開挖寬度。一般情況下，管道在港區(qū)內(nèi)道路堆場區(qū)域埋深不小于1m，綠化帶內(nèi)埋深不小于0.7m，局部交叉處埋深視情況加深。最后用卷尺測量管道中心線至溝槽開挖的邊緣線距離，并撒灰線以標(biāo)識。溝槽底須預(yù)留施工工作面，開挖寬度可按下式進(jìn)行計(jì)算：

B=D0+2(b1+b2)

式中 B-溝槽底開挖寬度(mm)；

D0-管道外徑(mm)；

b1-管道單側(cè)的工作面寬度(mm)；

b2-如果有支撐要求，管道單側(cè)支撐寬度可以取150～200mm。

注： 1、當(dāng)D0≤500mm時(shí)，b1取300mm，當(dāng)500mm＜D0≤630mm時(shí)，b1取400mm，一般情況下鋼絲網(wǎng)骨架管管徑不超過Dn630；

2、當(dāng)槽底需設(shè)排水溝時(shí)，b1根據(jù)排水溝寬度適當(dāng)增加。

1.2.2 溝槽開挖

溝槽一般采用機(jī)械和人工結(jié)合的方法分段開挖，由于港口工程中的土質(zhì)多為中密的砂土，因此開挖放坡系數(shù)取1∶1。開挖過程中施工人員須隨時(shí)注意邊坡的穩(wěn)定性，禁止施工重型機(jī)械從溝槽邊行駛通過。

開挖過程中保證槽底原土層不受擾動，若使用機(jī)械開挖，槽底須預(yù)留200～300mm土層由人工挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并使用平板振動夯機(jī)將槽底土層夯實(shí)。溝槽開挖須分段實(shí)施，及時(shí)安裝管道，管道底部采用中粗砂墊層進(jìn)行保護(hù)。

溝槽開挖整個(gè)過程須關(guān)注天氣情況，提前考慮好降排水措施。溝槽內(nèi)嚴(yán)禁受到水的浸泡，如果地下水位很高則須采用井點(diǎn)降水的方法將地下水位降至槽底0.5m以下，井點(diǎn)降水示意圖如圖2：

圖2 井點(diǎn)降水示意圖

1.2.3 管道對接并調(diào)整

溝槽開挖完畢，在槽底鋪設(shè)中粗砂墊層，墊層厚度按照下式計(jì)算：

hd≥0.1（1+dn）

式中 hd-管底以下部分中粗砂墊層厚度(mm)，且不小于150mm； dn-管材的公稱直徑（mm）。

管道安裝前，將管內(nèi)的雜物清理干凈，再用兩根麻繩分別系于管道兩端，使用吊具將管道緩緩放入溝槽內(nèi)蜿蜒敷設(shè)。由于鋼絲網(wǎng)骨架管管壁為PE材料，因此在裝卸、搬運(yùn)過程中，不得使用金屬繩索進(jìn)行吊裝，以免劃傷損壞管材，且不得拋擲、拖拽。

為了保證鋼絲網(wǎng)骨架管接頭的焊接質(zhì)量，焊接前須對管材兩端熔焊面的外表皮和電熔套筒的內(nèi)表皮進(jìn)行打磨以去除氧化層，打磨深度為0.2～0.5mm。如果在管道對接時(shí)，管材與管件太緊而不易承插，可以適當(dāng)增加打磨量，打磨過程中不得傷及電熔套筒內(nèi)的銅線圈。根據(jù)電熔套筒承插長度使用標(biāo)識筆在管道上標(biāo)記好插入的標(biāo)識線，并用干凈的毛巾將打磨的氧化皮全部擦除，焊接前再用95%以上濃度的酒精清洗一遍管道及電熔套筒的打磨區(qū)域。打磨工作完成以后，將電熔套筒推入管口適當(dāng)?shù)纳疃?，松緊度適中為宜。

管道在穿越港區(qū)重載道路的部位須加設(shè)鋼套管，鋼套管管徑比鋼絲網(wǎng)骨架管管徑大兩個(gè)規(guī)格，套管兩端各伸出道路結(jié)構(gòu)2m以上，并且在套管表面做三油兩布防腐。

1.2.4 電熔焊接

目前，鋼絲網(wǎng)骨架管通常采用電熱熔連接，該種連接方式是將管道承插到電熱熔套筒中,通過對電熱熔套筒內(nèi)的電熱絲接以220V±2V電壓的電流使其發(fā)熱,先讓套筒內(nèi)表面熔化產(chǎn)生熔體,受熱膨脹的熔體使得管材與管件的間隙全被充滿,直至接頭處管材外表面被熔體全部包裹,使之與電熔套筒相互融合在一起,待冷卻成型以后,管材與電熔套筒便緊密連接成整體。

管道與電熔套筒裝配完成后，將進(jìn)行焊接工作，焊接步驟如下：

1）將電熔焊機(jī)輸出端插頭與電熔接頭插孔對接，檢查是否插實(shí)以保證良好的接觸。

2）保持管道焊接位置與焊機(jī)操作人員的安全距離。

3）打開焊機(jī)將電壓調(diào)整到焊接所需的數(shù)值，然后啟動焊機(jī)進(jìn)行焊接，過程中隨時(shí)監(jiān)測參數(shù)顯示是否為正常值。

4）在電熔過程中，不得觸碰管道使其發(fā)生位移，也不得在接頭部位施加任何的外在壓力。

5）注意觀察電熔套筒的觀察孔，如果塑料熔融充滿觀察孔并突出孔外3 mm 以上，則可認(rèn)為焊接完成。如果未達(dá)到要求，則須延長焊接時(shí)間直至焊好為止。鋼絲網(wǎng)骨架管電熔連接示意如圖3：

圖3 電熔連接示意圖

與鋼制管道焊接不同，如果鋼絲網(wǎng)骨架管接頭未焊好，則無法進(jìn)行返修補(bǔ)焊，將會造成管道、管件的報(bào)廢，因此整個(gè)焊接過程的每個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格把控，每個(gè)接頭都要確保一次焊接成功。

1.2.5 冷卻

電熔焊接完成后，采用自然冷卻的方法使接頭降溫。在冷卻過程中，必須保證焊接接頭不受任何外力的影響，以免對未完全熔融結(jié)合的接頭造成損傷。鋼絲網(wǎng)骨架管接頭的冷卻和固化時(shí)間要充足，以接頭表面溫度冷卻至環(huán)境溫度為宜。

1.2.6 系統(tǒng)試驗(yàn)

管道焊接并冷卻完畢經(jīng)檢驗(yàn)合格后分段進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)（管道強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)），進(jìn)行試驗(yàn)的每段管線長度不超過1.0km。試驗(yàn)前對除管道接頭外的部位進(jìn)行回填，管道兩側(cè)及管頂以上回填高度不小于500mm。

管道系統(tǒng)試驗(yàn)前做好準(zhǔn)備工作，用法蘭盲板將試驗(yàn)管段端部密封牢固，并設(shè)置臨時(shí)支撐將其可靠固定。盲板上設(shè)置壓力表和DN25的排氣閥，排氣管高度超過試驗(yàn)管線頂部500mm。試驗(yàn)加壓設(shè)備采用5Mpa往復(fù)式試壓泵，灌水設(shè)備采用DN32潛水泵。系統(tǒng)試驗(yàn)步驟如下：

1）用潛水泵向管道內(nèi)充水，邊灌水邊排氣，當(dāng)管線端部排氣管向外冒水時(shí)，說明管道內(nèi)部已基本充滿。

2）管道充滿水后可接加壓設(shè)備進(jìn)行加壓試驗(yàn)，使用校準(zhǔn)好的壓力表來監(jiān)測試驗(yàn)壓力。

3）管道升壓時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)壓力表指針擺動不穩(wěn)則須重新排氣再升壓。

4）管道的試驗(yàn)壓力一般為工作壓力的1.5倍，在水壓升至試驗(yàn)壓力后，停加壓設(shè)備并關(guān)閉閥門，保持恒壓10Min，壓降不大于0.05Mpa為管道強(qiáng)度試驗(yàn)合格。然后降至工作壓力并穩(wěn)壓30Min，無降壓無泄漏為管道嚴(yán)密性試驗(yàn)合格。

1.2.7 溝槽回填并夯實(shí)

管道系統(tǒng)試驗(yàn)合格后及時(shí)對整條管線未回填的部分進(jìn)行回填，槽底至管頂以上500mm范圍內(nèi)，不得有大于50mm的磚、石等硬物，承插口處以細(xì)粒料回填為宜，且溝槽內(nèi)不得有積水。管道回填須兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，兩側(cè)高差須在300mm以下?；靥顣r(shí)每層土的回填高度不超過250mm，并使用振動平板夯機(jī)將土層進(jìn)行夯實(shí)，每兩層回填土搭接夯實(shí)層成階梯狀，且不得損傷管道，管道回填要求如圖4：

圖4 鋼絲網(wǎng)骨架管回填剖面圖

2 結(jié)束語

新材料鋼絲網(wǎng)骨架管完美地結(jié)合了既耐壓又耐腐蝕的特點(diǎn)，而且內(nèi)壁光滑、對水質(zhì)無污染、安裝施工簡便，其特點(diǎn)非常適合在港口工程中使用。筆者根據(jù)自己參與建設(shè)的港口工程，總結(jié)了以上鋼絲網(wǎng)骨架管埋地安裝施工方法和要點(diǎn)，希望能夠?qū)Υ朔N管材的施工提供技術(shù)參考。