聚乙烯燃氣管道工程設(shè)計與施工技術(shù)關(guān)鍵點分析

摘 要：城市化進程的加快和人們生活水平的提升，使得人們對燃氣管網(wǎng)的施工建設(shè)提出了更高的要求?；诖?，以聚乙烯燃氣管道為研究切入點，結(jié)合聚乙烯燃氣管道的設(shè)計要點及城市管道的建設(shè)要求，就聚乙烯燃氣管道在整個城市管道建設(shè)中的應(yīng)用情況進行分析，目的是通過分析來帶動城市發(fā)展。

關(guān)鍵詞：聚乙烯燃氣管道;施工設(shè)計;施工技術(shù);設(shè)計要點

中圖分類號：TU996.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）07-0017-03

0 引言

近幾年，城市化進程的加快使得政府開始為城市基礎(chǔ)建設(shè)投入了更多的支持，一時間，城市燃氣管網(wǎng)工程得到了快速的發(fā)展。在城市燃氣管網(wǎng)建設(shè)中，聚乙烯燃氣管道是其重要組成部分。從實際應(yīng)用情況來看，聚乙烯燃氣管道具有腐蝕性強、抗?jié)B漏性好、使用壽命較長、施工方便等特點，被人們廣泛的應(yīng)用到城市燃氣管道中。本文結(jié)合市政工程發(fā)展實際情況，就聚乙烯燃氣管道工程設(shè)計與施工技術(shù)關(guān)鍵點進行分析。

1 聚乙烯燃氣管道設(shè)計的基本要點

聚乙烯管材是一種高分子化合物，主要由碳元素、氫元素以及一些特殊的分子結(jié)構(gòu)組成，從基本結(jié)構(gòu)上來看，聚乙烯管材中不含有有毒有害的物質(zhì)，因而在使用的時候不會對人們的身體健康帶來威脅，也不會在外界環(huán)境變化的情況下釋放有毒有害的物質(zhì)。

聚乙烯管材在我國的管網(wǎng)施工中有著廣泛的應(yīng)用，在具體使用的時候聚乙烯燃氣管還需要和關(guān)聯(lián)設(shè)備密切連接在一起。在施工過程中聚乙烯管材能夠完成帶氣作業(yè)操作，在具體實施操作的時候會為施工隊伍帶來更為便捷的支持，且在不出現(xiàn)意外的情況下還會延長燃氣系統(tǒng)的使用壽命，其管道材料的使用擁有廣闊的發(fā)展空間。但是需要注意的是，聚乙烯管材的使用應(yīng)避免人為破壞，因此，這種類型的管材常應(yīng)用于地埋施工，在具體施工應(yīng)用的時候還應(yīng)避免受外界環(huán)境，特別是溫度的干擾[1]。

聚乙烯燃氣管道已成為燃氣管網(wǎng)建設(shè)的主流趨勢，該種管材的設(shè)計優(yōu)勢十分明顯，且能夠根據(jù)管道系統(tǒng)不同的使用需求來做出調(diào)整，除了具有抗震性能和耐腐蝕性能之外，自身還具有可焊接的優(yōu)越性，在具體應(yīng)用的時候方便管網(wǎng)工程的施工。聚乙烯燃氣管道在性能上的優(yōu)越性和可焊接性，將其引入到管網(wǎng)工程中會提升工程建設(shè)發(fā)展成效[2，3]。

1.1 管道設(shè)計材料的選擇

在聚乙烯燃氣管道工程設(shè)計中，材料的選擇直接影響到其在市政工程的發(fā)展。從實際應(yīng)用上來看，聚乙烯燃氣管道在運行使用期間，其構(gòu)成材料很容易受到外界環(huán)境，特別是紫外線的干擾。因此，管材生產(chǎn)過程中，需在材料中添加能夠吸收紫外線的氧化劑，并確保生產(chǎn)過程中氧化劑能夠均勻的分布在管道材料中。不僅如此，在選擇管道材料的過程中，還需要相關(guān)人員仔細勘查地質(zhì)條件，規(guī)避周邊環(huán)境溫度對聚乙烯管道使用壽命所產(chǎn)生的不利影響。當(dāng)前，在市政工程施工中廣泛應(yīng)用的聚乙烯燃氣管道材料是PE80和PE100。

1.2 管道工作壓力的設(shè)計

聚乙烯燃氣管道在進行壓力設(shè)計的時候要充分考慮管道材料的強度、厚度、安全等級，考慮到燃氣中所包含的芳香類物質(zhì)，可以采取以下措施來對聚乙烯燃氣管道的工作壓力進行設(shè)計。

①聚乙烯燃氣管道允許最大壓力的計算公式。聚乙烯燃氣管道所允許的最大工作壓力=（2×管道要求的最小工作強度/管道安全系數(shù)×（聚乙烯燃氣管道標準尺寸大小-1））。②焊接管件對聚乙烯燃氣管道的影響。在聚乙烯燃氣管道運行過程中，焊接管件是十分重要的零部件，為了能夠保證聚乙烯燃氣管道的應(yīng)用質(zhì)量，需現(xiàn)場施工、監(jiān)理等人員采取積極的措施來把控量熱熔及電熔質(zhì)量。

1.3 管道的深埋設(shè)計

聚乙烯燃氣管道深埋設(shè)計的過程中需要相關(guān)人員嚴格按照規(guī)范的標準來設(shè)計覆土的厚度，一般情況下，車道上埋設(shè)的聚乙烯燃氣管道深度不能夠低于0.9 m。在非車行道埋設(shè)深度不低于0.6 m。在機動車無法到達的區(qū)域上聚乙烯燃氣管道需要埋設(shè)的深度不低于0.5 m。在水田下埋設(shè)聚乙烯燃氣管道的時候，管道的深度不低于0.8 m。

1.4 管溝的基礎(chǔ)設(shè)計

聚乙烯燃氣管道的埋設(shè)區(qū)域不能夠出現(xiàn)堅硬的土質(zhì)和石層，在這個期間如果出現(xiàn)了比較硬的石頭，施工人員需要在第一時間采取措施去清理這些石層，清理之后使用細沙來進行基礎(chǔ)層的填筑處理，目的是保證土層的質(zhì)量。如果施工區(qū)域的地段處于一種不均勻沉降的狀態(tài)，則是需要施工人員能夠采取積極的措施做好土層的沉降處理，通過必要的沉降處理去確保工程施工質(zhì)量。

1.5 管道的坡度設(shè)計

聚乙烯燃氣管道輸送的期間如果遇到了水燃氣，需要在管道的內(nèi)部設(shè)置凝水缸，管道敷設(shè)中朝向凝水缸一側(cè)的坡度應(yīng)該大于0.003。

1.6 穿越工程的設(shè)計

如果聚乙烯燃氣管道在使用的時候遭遇了雨水的沖擊，需要在管道內(nèi)部增加設(shè)置套管;如果聚乙烯燃氣管道會直接穿越鐵路、電車軌道、隧道等位置，要確保管道設(shè)施設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)垂直穿越;如果聚乙烯燃氣管道遇到了河流，則是需要盡可能的確保聚乙烯燃氣管道在河流的淤泥層下穿越。

2 聚乙烯燃氣管道工程施工要點

2.1 管道的運輸

在進行聚乙烯燃氣管道搬運的時候要注重遵循輕拿輕放的原則，管道的搬運管理要規(guī)避使用摔、拋、滾動等方式。如果需使用機械設(shè)備實施搬運，要根據(jù)聚乙烯燃氣管道運輸?shù)膶嶋H情況來選擇適合的搬運設(shè)備，在實施操作的時候需要避免使用具有金屬性質(zhì)的繩子來開展吊裝操作。

在運輸聚乙烯燃氣管道的時候還需要操作者能夠?qū)⒐艿婪胖迷谄秸牡胤健Ｍ瑫r，在固定處理、綁扎處理聚乙烯燃氣管道的時候要避免使用金屬繩子，在對聚乙烯燃氣管道固定好之后對其實施必要的防曬處理。

為了能夠保障聚乙烯燃氣管道的施工質(zhì)量，需要相關(guān)人員做好管道運輸和存儲的通風(fēng)、散熱、遠離水源等工作，避免雨水淋濕管道。與此同時，聚乙烯燃氣管道的擺放還需要將其和化學(xué)物品、易燃易爆物品相隔離，并對存放管道的庫房做好防火處理[4]。

2.2 管道的開挖

在開展聚乙烯燃氣管道開挖操作的時候，需要相關(guān)人員嚴格按照施工規(guī)范的要求來設(shè)定溝底的寬度。在這個期間，還需要在不影響工程順利實施和工程驗收的情況下合理把控溝槽的寬度。在一般情況下，聚乙烯燃氣管道會采取溝邊連接的方式，溝底寬度需要超過管道外部直徑的0.3 m。在聚乙烯燃氣管道開挖的時候，如果溝底遇到了木頭、石頭等雜物，則是需要相關(guān)人員采取積極的措施來開挖管道，并且在溝底敷設(shè)一層厚度不低于0.15 m的砂土，通過這樣的操作方式使溝底平整度和壓實度能夠達到工程施工要求[5]。

2.3 管道的連接

聚乙烯燃氣管道采用熱熔或電熔連接，最常用方式為熱熔連接。對于不同質(zhì)量水平、級別的熔體質(zhì)量，要將其流動速率控制在0.59/10 min（190 ℃，5 kg）的聚乙烯原材料所加工制造形成的管材、管件和設(shè)備在進行彼此連接的時候可以采用電熔的連接方式。

2.4 溝槽的回填

①聚乙烯燃氣管道主體設(shè)備檢驗合格之后，相關(guān)人員采取積極的措施完成溝槽的回填處理，針對特殊的地段，可以在具體實施檢測之前采取必要的措施實施回填操作，但在回填操作的時候因先對聚乙烯燃氣管道安裝結(jié)構(gòu)強度質(zhì)量完成檢驗。若管道處于不穩(wěn)定狀態(tài)，則需要相關(guān)人員停止回填操作。②在聚乙烯燃氣管道施工的時候要記得規(guī)避砂石、凍土、垃圾等雜質(zhì)的干擾，在聚乙烯燃氣管道運作的時候需在管道兩側(cè)以及管道以上0.5 m的范圍內(nèi)進行回填操作，距離管頂0.5 m以上部位的回填操作所使用的砂石材料不能夠超過總體填料的10%。在準備好回填材料之后，按照均勻穩(wěn)定的原則來實施回填操作。③在實施聚乙烯燃氣管道回填操作的時候，操作人員可以通過人工回填的方式來對管溝底部懸空的位置進行壓實處理，壓實之后按照從中間到兩邊的順序來完成材料的回填。在回填操作的時候要注重實現(xiàn)分層壓實，每個壓實層的厚度在0.2～0.3 m之間。在管頂0.5 m以上的位置回填可以使用小型機械設(shè)備進行夯實處理。④在開展聚乙烯燃氣管道施工操作的時候可以先采取人工挖掘的方式，在人工挖掘之后使用機械回填的方式來對管道兩邊的位置實施回填處理，通過人工和機械共同處理的方式來實現(xiàn)對管溝的壓實處理。

3 聚乙烯燃氣管道施工的具體案例分析

3.1 土方工程

3.1.1路面切割

聚乙烯燃氣管道路面切割深度不能低于5 cm，這樣設(shè)置的目的是確保管溝切邊的完整性和整齊性。嚴格按照規(guī)范的標準，在聚乙烯燃氣管道路面切割完成之后才能夠開展后續(xù)的混凝土破碎作業(yè)，在這個期間不應(yīng)出現(xiàn)切邊的現(xiàn)象。在具體實施操作的時候，聚乙烯燃氣管道的路面切割寬度要嚴格按照《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程的規(guī)范和驗收標準》進行，具體內(nèi)容設(shè)定如以下兩點：

①管溝溝底的寬度和工作坑的尺寸大小。管溝溝底的寬度和工作坑的尺寸大小設(shè)定如下：管道工程直徑在50 mm-80 mm時溝底的寬度為0.6 m;管道工程直徑在100 mm到200 mm時的溝底寬度為0.7 m;管道工程直徑在250 mm到350 mm時的溝底寬度為0.8 m;管道工程直徑在400 mm到500 mm時的溝底寬度為1 m;管道工程直徑在500 mm到600 mm時的溝底寬度為1.3 m。②深度5 m以內(nèi)的溝槽最大邊坡率。在土壤天然適度、構(gòu)造均勻、無地下水、水文地質(zhì)良好、深度低于5 m、不額外設(shè)置支撐的時候，溝槽最大的邊坡率是不同的，在具體實施操作的時候需要因地制宜的進行操作。

3.1.2混凝土破碎

在路面切割之后實施混凝土破碎，將破碎范圍控制在切邊的范圍。路面破碎之前需要施工人員仔細檢查路面的管線布置情況，合理探查其它地下綜合管網(wǎng)，目的是避免出現(xiàn)其它管道損壞的問題。

3.1.3管溝開挖

嚴格按照聚乙烯燃氣管道工程的技術(shù)規(guī)程來開展管溝開挖，聚乙烯燃氣管道埋設(shè)的最小覆土厚度需要滿足以下的規(guī)定：聚乙烯燃氣管道埋設(shè)在車行道的下面不能夠低于0.9 m，埋設(shè)在非機動車下不能低于0.6 m，埋設(shè)在機動車不可到達的地方不能夠低于0.5 m。

3.2 管道焊接和敷設(shè)

3.2.1 材料和機具的檢驗

在進行管道焊接操作之前，需要施工人員嚴格按照規(guī)范的標準去檢查機具是否處于正常的運作狀態(tài)，機械設(shè)備的參數(shù)是否正常，焊接材料是否符合規(guī)范的標準。

3.3.2 熱熔焊接

熱熔焊接期間對接管道的錯邊量不能夠超過壁厚度的10%。熱熔焊接熱板的溫度需要按到規(guī)范標準，在使用的時候要密切觀察參數(shù)的變化。在熱熔焊接完成之后，需要操作者對焊接接頭開展100%的翻邊對稱性檢驗。

3.3.3 電熔焊接

電容焊接要確保管道同軸不存在應(yīng)力，目的是避免因為管道對接不同軸，應(yīng)力加大所引起的虛焊現(xiàn)象。在開展電熔焊接操作的時候需要確保管道材料、管道連接部件的干凈，上面不能夠出現(xiàn)雜物和油污，在檢查合格之后做好相應(yīng)的標記，目的是避免出現(xiàn)漏焊的現(xiàn)象[6]。

3.3 常見聚乙烯管道連接質(zhì)量問題分析

聚乙烯燃氣管道在實施焊接操作的時候出現(xiàn)了不同軸、應(yīng)力集中的問題。管道材料和管道零部件之間存在縫隙，在管道加熱焊接的時候接觸面的材料會變成熔融的狀態(tài)，這個時候縫隙的擴大會加速膨脹的發(fā)生，由此也會帶動電阻絲的移動，造成短路和焊接不均勻。冷卻之后所使用的材料沒有及時回填就會使得區(qū)域范圍內(nèi)形成較大的熔合面缺陷，在壓力的作用下缺口空間會擴大，缺口貫穿內(nèi)壁，誘發(fā)管道泄漏[7]。為了能夠規(guī)避以上問題，在焊接管材的時候需要保證所有管件的安裝到位，期間保持同軸。這個時候，為了能夠確保管材穿插到位，需要在插口的端口位置上做好標記。

4 結(jié)語

綜上所述，在城市化建設(shè)的蓬勃發(fā)展下，城市燃氣工程的數(shù)量不斷增多，聚乙烯燃氣管道在城市燃氣管網(wǎng)建設(shè)中的作用日益凸現(xiàn)出來。從實際工程發(fā)展情況來看，聚乙烯燃氣管道在城市化建設(shè)的進程中發(fā)揮出了十分重要的作用。在新時期，為了能夠更好的發(fā)揮出聚乙烯燃氣管道在城市發(fā)展中的作用，需相關(guān)人員在了解工程建設(shè)基本特點的基礎(chǔ)上，嚴格按照國家規(guī)范及標準進行設(shè)計及施工，充分發(fā)揮聚乙烯燃氣管道在燃氣工程中的應(yīng)用優(yōu)勢。

參考文獻

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收稿日期：2022-03-07

作者簡介：費琳娜（1978—），女，遼寧沈陽人，本科，工程師，研究方向：燃氣工程設(shè)計與施工。