MPP電力管熱熔式焊接接頭施工工法

全良友 （安徽建工集團(tuán)股份有限公司總承包分公司，安徽 合肥 230031）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，在城市改造建設(shè)過程中，對環(huán)境效益的重視越來越高。充分利用地下空間，盡量少占地上空間為一項(xiàng)基本原則，“強(qiáng)電入地”便是由此引出的一個新概念。將城區(qū)內(nèi)高空架設(shè)的縱橫交錯的各類高壓電線，通過預(yù)埋強(qiáng)電套管引入地下，可以充分節(jié)約地上空間，美化環(huán)境，同時(shí)安全性更高。強(qiáng)電套管通常采用優(yōu)質(zhì)MPP管，套管式連接接頭，即在管道接頭處用短套筒包裹固定，套筒上澆筑包封混凝土加固。在城市改建施工中，地下各類綜合管線錯綜復(fù)雜，已知未知的暗井、構(gòu)筑物多，電排管道的線型無法做到設(shè)計(jì)的順直，為避開各類既有障礙物，管道走向大多會有彎曲，如采用傳統(tǒng)的套管式接頭，在彎曲段套筒與管道連接緊密性差，澆筑混凝土包封過程中容易出現(xiàn)漏漿，滲入管道中，影響后期電纜穿線（高壓電纜直徑較大）。且由于管道線型彎曲，電纜穿線過程中阻力大，在電纜拖拉的過程中，摩擦力可能會導(dǎo)致管道與套筒脫節(jié)，電纜線外露，留下質(zhì)量安全隱患。

為了解決以上施工難題，我公司通過項(xiàng)目應(yīng)用研究，在地下情況復(fù)雜段，采用MPP管熱熔式焊接接頭施工技術(shù)，提高管道接頭密封性和抗拉能力，確保管道通暢，施工操作簡單，且為后期高壓電纜穿線施工提高保障。我公司在涇縣桃花潭中路（體育路至財(cái)富大道）改造工程、舒城S351（棠樹至孔集）升級改造工程等項(xiàng)目中成功應(yīng)用MPP電力管熱熔式焊接接頭施工工藝，取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，通過對該工藝的不斷總結(jié)、改進(jìn)，最終形成此工法。

2 工法原理

將兩根MPP電力管端頭切削整齊，然后將兩配合端面緊貼在專用加熱工具上，通過加熱直至熔融，移走加熱工具將兩個熔融的端面緊靠在一起，在外界壓力的作用下保持至接頭冷卻，使兩段管道連接成為一個整體。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

圖1 工藝流程圖

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

①根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，編制實(shí)施性施工方案，依據(jù)批準(zhǔn)后的方案對工人進(jìn)行安全技術(shù)交底。

②檢查投入施工的熱熔焊接設(shè)備各項(xiàng)性能（電源，液壓油，加熱板等），確認(rèn)滿足焊接要求。

③對進(jìn)場的MPP電力管，復(fù)核尺寸、壁厚，核驗(yàn)質(zhì)量證明材料，確保投入工程使用的材料質(zhì)量合格。

3.2.2 安裝固定管材

①清除兩段管道端部污物。

②將與管材規(guī)格一致的卡瓦裝入熱熔焊機(jī)機(jī)架。

③將管材置于機(jī)架卡瓦內(nèi)，使對接兩端伸出的長度大致相等，在滿足銑削和加熱要求的情況下應(yīng)盡可能縮短。

圖2 安裝卡瓦固定管道

④管材在機(jī)架以外的部分用定型化支撐架托起，使管材軸線與機(jī)架中心線處于同一高度，然后用卡瓦緊固好。

圖3 管道托架支撐

3.2.3 管道端頭切削、對中

①置入銑刀，緩慢合攏兩管材焊接端，并加以適當(dāng)?shù)膲毫χ羶啥嗣婢羞B續(xù)的切屑出現(xiàn)，撤掉壓力。

圖4 銑刀、管道切削

②切削完成后讓銑刀空轉(zhuǎn)兩、三周后再推開活動架，關(guān)閉銑刀開關(guān)。

③切屑厚度控制在1.0mm以內(nèi)，保證兩對接端面平整、光潔。

④合攏兩端管材，檢查端面對齊情況。管材兩端錯位量不應(yīng)超過管壁厚的10%，合攏時(shí)管材兩端面間沒有明顯間隙，縫隙寬度符合規(guī)定。

3.2.4 加熱熔料

①加熱板溫度升溫，溫度達(dá)到設(shè)定值后（一般的焊接溫度在225℃，氣溫較低時(shí)，可適當(dāng)提高5℃～10℃），放入機(jī)架。

圖5 加熱板

②施加規(guī)定的壓力（視具體管材直徑、壁厚確定），直到管材兩端圓周出現(xiàn)翻邊且最小卷邊達(dá)到規(guī)定寬度（一般為2mm）。

圖6 加熱熔料

③壓力減小到規(guī)定值（視具體管材直徑、壁厚確定），進(jìn)行吸熱。

3.2.5 熔融對接

①吸熱時(shí)間達(dá)到規(guī)定值后（視具體管材直徑、壁厚確定，200MPP管一般吸熱時(shí)間為150s至250s），退開活動架，迅速取出加熱板，合攏兩管端。

圖7 對接

②控制合攏壓力不得過大，否則會將熔融物料擠出，造成焊接質(zhì)量下降。熔融對接過程應(yīng)始終處于熔融壓力之下進(jìn)行。

③首次焊接完成后，將其外層翻邊去掉觀察兩對接端面之間熔融物料，應(yīng)保證兩端面間有足夠的熔融物料。如熔融物料過多，則適當(dāng)增加合攏壓力。反之，則適當(dāng)減小合攏壓力。

3.2.6 冷卻檢查

①將壓力上升至規(guī)定值，保壓冷卻5min。自然冷卻到常溫后，卸壓，松開卡瓦，取出管材，焊接完成。

②檢查焊接位置質(zhì)量，焊縫應(yīng)完整，無缺損和變形，焊縫翻邊的形狀、大小均勻一致，無氣孔、鼓泡和裂紋，兩翻邊之間的縫隙的根部不低于所焊管子的表面。

③抽檢焊縫接頭，做好焊縫焊接力學(xué)性能試驗(yàn)，確保焊縫質(zhì)量滿足要求。

3.2.7 電力管道布管

將焊接完成的電力管道安裝進(jìn)已開挖完成的管道溝槽內(nèi)，進(jìn)行下一道工序施工。

4 材料與設(shè)備

4.1 材料

MPP電力管。

4.2 主要設(shè)備

熱熔焊機(jī)。

5 質(zhì)量控制

5.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

①管材質(zhì)量符合《供電公司電力電纜用導(dǎo)管技術(shù)條件》（DL/T 802.7-2010）的要求。

②管道焊接質(zhì)量參照《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50268-2008）要求。

③管道敷設(shè)符合《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50168-2018）要求

④焊接面管材錯邊不超過管材壁厚的10%。

⑤切屑厚度控制在0.5mm～1.0mm。

⑥切換時(shí)間（從加熱結(jié)束到熔融對接開始）控制在10s內(nèi)，盡量縮短。

5.2 質(zhì)量控制措施

①所有進(jìn)場原材料必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，不合格材料嚴(yán)禁用于現(xiàn)場施工。

②雨雪天氣不得進(jìn)行管材焊接。

③銑刀嚴(yán)禁在較大的壓力下進(jìn)行啟動；銑削好的管材嚴(yán)禁用手觸摸或被污染。

④氣溫低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高加熱溫度和延長吸熱時(shí)間。

⑤焊縫冷卻時(shí)應(yīng)自然冷卻，不得采用強(qiáng)制冷卻。

⑥加熱板表面及管端應(yīng)經(jīng)常用酒精清潔，確保加熱板表面無污漬。

⑦當(dāng)待焊接管材端面有水汽時(shí)，在加熱前，應(yīng)用加熱板烘烤管材端面至水汽完全蒸發(fā)為止，然后進(jìn)行管材加熱。

⑧壓力應(yīng)分階段控制，加熱時(shí)壓力稍大，吸熱時(shí)壓力較小。

⑨MPP電力管加工溫度、時(shí)間、壓力視氣候狀況做相應(yīng)調(diào)整。

6 安全措施

①施工用電及機(jī)械使用應(yīng)遵守《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 46）及《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ 33）的有關(guān)安全規(guī)定。

②施工現(xiàn)場的臨時(shí)用電嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

③操作人員必須經(jīng)過技術(shù)交底和安全教育方可上崗，操作人員必須嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工。

④安排專人收聽天氣預(yù)報(bào)，做好防風(fēng)防雨工作。

⑤清潔管材端面時(shí)，應(yīng)有人監(jiān)督，以防管材合攏夾傷手。

⑥工作人員不要穿肥大的服裝或戴首飾，工作人員應(yīng)戴保護(hù)手套，穿工作服和工作鞋。

⑦操作過程中應(yīng)避免口袋、長發(fā)、鞋帶和其他部位太靠近機(jī)器，以免其被卷入機(jī)器對操作人員和設(shè)備造成損害。

⑧預(yù)熱過程中，不能觸碰加熱板，防止?fàn)C傷。

7 環(huán)保措施

①居民區(qū)附近22點(diǎn)至次日6點(diǎn)禁止施工，以免影響施工現(xiàn)場周邊居民的正常生活。

②施工材料機(jī)具整齊、有序停放，禁止在道路上堆放材料。

③所有現(xiàn)場使用材料應(yīng)工完場清，堆放整齊，標(biāo)識清楚，保持場地文明。

8 效益分析

8.1 社會效益

①采用熱熔式焊接接頭施工，提高了管道接頭密封性和抗拉能力，為后期的高壓電線穿纜提供便利。

②操作簡單，施工快捷，安全性高。

③施工過程噪音小，粉塵少，節(jié)能環(huán)保。

8.2 經(jīng)濟(jì)效益

①該工藝不需要使用過多的大型機(jī)械設(shè)備，節(jié)省了設(shè)備折舊、備件消耗及電費(fèi)成本。

②管道接頭密封性、抗拉性好，有效減少管道接頭處堵塞情況，彎曲線型下，更好地承受電纜穿線拉力，大大降低了后期若電纜穿線不暢所必需的返工費(fèi)用。

9 結(jié)語

本工法已成功應(yīng)用于舒城S351（棠樹至孔集）升級改造工程、涇縣桃花潭中路（體育路至財(cái)富大道）改造工程等項(xiàng)目工程，工程質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求，有效地提高了管道接頭質(zhì)量，提高電纜穿線成功率，得到了同行及專家的肯定，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。涇縣桃花潭中路（體育路至財(cái)富大道）改造工程，西起體育路，東至財(cái)富大道，其間依次與氣象路、中山路、交通路、稼祥南路、涇川大道、李村路相交，全長2647.07m，設(shè)計(jì)時(shí)速40km/h。設(shè)計(jì)兩側(cè)非機(jī)動車道、人行道下埋設(shè)MPP電力套管，總長約5600m，采用熱熔式焊接接頭進(jìn)行管道連接，應(yīng)用總長度約2200m。舒城S351（棠樹至孔集）升級改造工程，項(xiàng)目路線起點(diǎn)位于金安區(qū)與舒城縣的行政分界點(diǎn)，即棠樹凌家渡大橋，路線經(jīng)柏林鄉(xiāng)、穿越舒城縣經(jīng)發(fā)區(qū)、桃溪鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)、終點(diǎn)位于孔集鎮(zhèn)路里橋處，段路線全長19.5km（K41+540～K61+062.1），設(shè)計(jì)埋設(shè)MPP電力套管總長約3400m，采用熱熔式焊接接頭進(jìn)行管道連接，應(yīng)用總長度約1100m。