裂管施工技术在燃气管线改造过程中的应用Word下载.docx
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道受交流干扰的可能性也将更大.本文通过对交流干
扰的产生原因进行了分析,并提了相应的防护措
施,可为今后相关T程建设时的排流设计提供一定的
参考.
2011,04总第434期}11
项目.
1裂管施工的原理
裂管施工的原理是:
用一组裂管器将旧管道切开
并扩径后,带人一根同径或大一到二级的PE管,以
达到修复旧管道或扩容的目的.如图1所示:
…
液压拉杆机支撑架拉杆旧管PE管
图1
裂管施工的过程包括破碎旧管线,然后挤压碎片
进入土壤形成孑L道,同时安装全新的管线.其整个系
统主要由液压动力源,液压拉杆机,支撑架,相应数
量的拉杆以及裂管器组成.
2裂管施工技术的特点
（1）在原有的旧管道上施工,对周围环境影响
较小.
（2）施工方法简单易行,速度快,造价低.
（3）裂管工艺可以替换的旧管包括:
钢管,铸
铁管,瓦管,水泥管等,其管径为DN100～DN400.
（4）替换后的新管直径可大于原来的旧管,同
时可保持或增加原管的设计能力.
（5）一次更换旧管道的长度不大于100m.
（6）不适用于弯管的更换.I21
3裂管施工的具体技术要求
3.1考察施工现场与初始施工方案的制定
3.1.1排土量的影响
如果旧管线埋深较浅或在不可压密的地层中,
可能会引起地表隆起.f21可利用导向钻机在裂管施工
前,沿旧管线方向,在它上面钻一个孔道,以容纳多
余的排土量,从而消除地表隆起的发生.
在实际施工时,一般旧管埋深大于1米的时候或
12j城市燃气.月刊
原回填土为人工方式的时候,一般可以不考虑裂管排
土量的影响.
3.1.2工程地质要求
施工前,必须先勘察穿越工程处的岩土工程地质
情况,确定各岩土层厚度,取样深度,含水量,颗粒
度,承载力标准值等数据,穿越地形和地质钻探剖面
图.按照不同土质条件划分裂管施工的难度系数,难
度系数从低到高依次为:
回填土,可挤压黏土,疏松
鹅卵石,沙滩与流沙层,高密度黏土,沙石层.
3.1.3埋地管道的调查
应对埋地管道的埋设位置,地上（下）主要构
筑物（其它管道）,管道的材质,规格,输送介质进
行调查,并准确的定位管道的埋深,拐点,三通,阀
门,凝水缸及其他管道附件的位置.（一般依据设计
图,运行图,物探图.）
裂管法施工前必须对已停气的待修管段进行全线
现场勘察,全线物探,这主要是考虑到:
（1）裂管法在破开旧管道的同时要进行扩径,
这样可能会引起相邻管线的损坏;
（2）分支管的连接点处需进行开挖施工.根据
物探结果方可进行裂管施工.
通过上述资料的收集,制定施工方案.
3.2开挖工作坑,旧管道清洗及裂管机设备安装的要
求
3.2.1工作坑的准备
施工前,需要开挖设备工作坑和进管工作坑,分
设在待修复管道的两端.在确定工作坑位置及尺寸时
主要要考虑下列影响因素:
①对存在三通,阀门等附件的管线连接处必须暴
露开挖;
②管道走向发生变化处（一般大于10度）必须暴
③根据设备能力及现场施工条件,确定一次施工
长度（一次性裂管的长度一般控制在100m之内）,
然后进行分段开挖;
④工作坑的位置不应影响交通;
⑤工作坑的长度,要能满足安放牵引机架,装拆
拉杆和装卸裂管器的要求.
进管工作坑的长度可以根据聚乙烯管的弯曲半径
R,敷设深度H,管径dn计算出来.公式如下:
[31
L=lHX（4R—H）
式中:
卜工作坑长度（m）
H一敷设（管中距地面）深度（m）
R一聚乙烯管许用弯曲半径（m）R≥25dn.
dn一管径（m）——考虑到旧管必须伸出工作坑
壁和熔接套筒安装操作等因素,坑长应适当放长.
3.2.2内窥仪检测与埋地管道的清理要求
在开挖工作坑后,为实际确认管道水平和垂直的
弯曲量,附件设备等的定位真实数据,宜用内窥仪对
管道进行内窥检查（如果管道较直,起点和终点可相
视和管内沉积物较少时,则可以不用使用内窥仪）.
如果管道内部污垢较多,需先进行管道清洗:
当管内
沉积物较为疏松时（小于lcm）,可选用机械清理;
当管内沉积物较多（大于lcm）并结垢特别坚硬时,
可选用高压水清洗;
当管内沉积物为粘稠油状物时,
应用化学清洗.
3.2.3液压裂管机设备的安装要求
将非开挖扩管设备吊放在设备坑内,以旧管道
中心和所在坑壁面为基准,安放平整,液压动力站放
置在设备坑外.在进行1=作前,应检查液压油,柴油
及机油油位.启动液压站后必须预热液压系统5min一
30min（根据季节及环境温度具体确定）,液压系统
球阀必须置于无压位置.
裂管机施工时主要承受拉力,因此,在回拉PE
管时机头前应设置支撑稳固装置.如果槽壁土质松
软,需放置钢质抵笼,并给抵笼打人地锚;
如果槽壁
土质坚硬,则可以直接将机头抵于槽壁.支撑的稳固
是拉管的前提,影响拉管施工时对液压功率的利用,
严重时可导致拉管失败.
3.3切割刀具的角度设置
在施工过程中,割刀的角度设置应以不破坏周围
的构筑物,管道,不破坏管顶与管顶以上的回填土之
间的力平衡为原则.目前,一般角度设定为"
5点或7
点"
位置.如图2所示.
3.4PE管的保护
在拉管的过程中,在起点,新管道被牵引进旧管
的初期,由于受进管坑的长度限制,会出现新管道上
部外壁与旧管端口相互磨擦的情况,这会给PE管材造
成很严重的划伤,因此在牵引前,一般使用氧气/乙炔
将进管坑内的旧管端口煨成弧状,并且在旧管内壁与
新管外壁之间填入胶皮等柔性材料,减少摩擦损害.
9
l2
6
图2割刀轮位置
3
4裂管施工过程中可能出现的问题及解决方法
（1）在回拉管的过程中,在中段某处,拉管突
然停止前进,通过升高液压拉力仍旧无法前进.这种
情况的出现可能是旧管被重物压住所引起的,需将被
卡住的地点挖开,将重压物起出,再继续完成回拉
管.
（2）在回拉管的过程中,在起点,裂管头就被
卡住,根据经验,这种情况的出现可能是旧管的回填
土质的密实度过大所引起的.可以先将裂管头取下,
只用割刀将旧管从头到尾割裂,在工作坑和进管坑内
围着旧管管头各垒一道水坝,坝的上沿高过旧管的管
顶高度,向旧管内注水,以没了旧管管顶为宜.蓄水
后保持一天,由于水的作用软化了旧管周围的土层,
可以使得土对旧管的压力大大减少,裂管所需的拉力
将会大大降低.将旧管内的蓄水抽走后,再继续完成
回拉管.
（3）经过物探检测,如发现燃气管线周围近距
离有其他管线,其垂直交叉距离小于10cm时,为避
免裂管后土对相邻管道的挤压,此处应开挖作为工作
坑,以减少土对其他相邻管道的压力影响.
5工程实例
北京市煤气工程有限公司在2006年购置了某公司
的800G裂管设备,并于近年来先后在老山小区技改
工程,安德路北街中压线,静安里中压线天然气管网
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改造工程中采用了裂管法完成了旧管道非开挖替换施
丁.
下面,以静安里中压线天然气管网改造工程为实
例,具体介绍一下裂管施工技术在燃气管线改造工程
中的应用.
5.1工程概况
本工程起点为东北三环内环辅路现状DN500中压
A天然气管线,终点为静安里中低压调压站,沿途无
用户支线且静安里中低压站具有连通线可以停气改
造.原管线为DN200无缝钢管,采用原位裂管等径换
管.其中裂管管长为477m,管材为SDRt1的de200PE
本工程根据设计共设置工作坑8座,因管线运行多
年,管线纵断资料不齐全,如在施T中遇到特殊情况
（拐点超过施丁允许角度）,需临时增加工作坑位.
工期预计26天（不含切接）.
5.2裂管施工工艺流程
裂管施工的T艺过程是在施工段管线设置一个设
备坑和一个进管坑.将800G裂管机设备放置于设备
坑内,首先将快装杆从旧管道推向进管坑,在进管坑
将导向杆卸下,更换相应规格尺寸的胀破装置（主要
是膨胀器与扩刀）,与按照要求长度焊接好的PE管
连接后,裂管机开始回拉,在破碎旧管道的同时,拉
入新的PE管,完成管道的替换施工.
施工工艺流程:
收集资料,现场勘查,沿线物探,施工前准备工
作一接通临时线并X~IFI管线停气置换一开挖工作坑一
断管后CCTV内窥仪检测一旧管道清洗一裂管机设备
安装一PE管焊接一PE管道试压一裂管施工一回填坑
位一全线试压一恢复路面一恢复供气一竣T测绘
5.3工作坑的布置及具体施工方案
此次裂管施T分7段进行,所有折点,与其它管
线垂直间距不够安全距离处开挖工作坑.本工程共设
置:
3个设备坑:
6号,7号,8号工作坑;
4~J'
-进管坑:
l号,3号,4号,5号工作坑;
2个复合坑（即用作进管坑又用作设备坑）:
1-1号,2号工作坑.
但如在施工中遇到折点及折点位置与施工图不符
时,还将增加工作坑数量,具体情况根据施工现场情
况而定.施丁示意图如图3所示.
（1）具体施工分段
第一段:
改造管线全长54.6m,1#32作坑至1—1#
T作坑之间,1号T作坑作为进管坑,I-1号坑作为设
备坑.
第二段:
改造管线全长19.7m,1-1#32作坑至2#
北
静安西街永中
14城市燃气.月刊
图3静安里中压线天然气管网改造工程施工示意图
工作坑之间,1-1号工作坑作为进管坑,2号坑西南向
作为设备坑.
第三段:
改造管线全长97m,2#工作坑至6#工作
坑之间,2号工作坑东北向作为进管坑,6号坑西南向
第四段:
改造管线全长45m,3#512作坑至6#7-_作
坑之间,3号工作坑东北向作为进管坑,6号坑作为设
第五段:
改造管线全长50m,3#工作坑至7#工作
坑之间,3号工作坑东北向作为进管坑,7号坑作为设
第六段:
改造管线全长78.7m,4#工作坑至7#I2
作坑之间,4号工作坑东北向作为进管坑,7号坑作为
设备坑.
第七段,改造管线全长102m,4#I2作坑至8#丁
作坑之间,4号工作坑东北向作为进管坑,8号坑作为
第八段:
改造管线全长19.9m,5#I2作坑至8#7-_
作坑之间,5号工作坑东北向作为进管坑,8号坑作为
（2）各工作坑的规格尺寸
各工作坑情况的明细表,如表1所示.
新管线与新设备整体连接后进行整体严密性试
验.
5.4裂管替换施工过程注意事项
①当导向杆已经到达进管坑口时,应停止连接快
表1各工作坑情况明细表
序号工作坑编号囊鬻工作坑规格一备注j一_（长x宴E）
Il样工作坑Ilm×
3m
含拆除原DN300×
21—
1#下作坑11m×
3mDN200闸井
2#I2作坑（西南向）5m×
2m
2#工作坑（东北向）l1ITI×
46#I2作坑5m×
53#1二作坑l1m×
67#T作坑5m×
74#工作坑llm×
88#工作坑7m×
95#工作坑l1m×
装杆.
②拆卸导向杆,连接铰接杆,穿人定位档套和胀
破刀,将铰接杆与快装杆连接好.将磁性档块放入铰
接杆两端的凹窝内.放人定位档块后用钢丝圈固定,
再用胶带缠绕密封住,以防水和杂物进入.
③滚刀在进入旧管道管口时,应保证刀刃在5点
或7点位置上.
④施工时,记录推拉杆连接的数量,通过连接数
量掌握推拉杆进入施丁段的位置.
⑤PE管在拉人拖动过程中,设备坑操作人员应
随时注意回拉压力表显示值,记录最大压力值的变
化.两端工作坑人员随时保持联系,如遇异常情况应
暂停施工.
⑥现场操作过程要严格填写施T纪录.
6结论
静安里中压线天然气管网改造工程在施T中不存
在扩径问题,因此裂管过程相当顺利,并且裂管速度
加快了许多.该T程又一次充分显示了采用裂管施工
替换旧管道的优越性.
目前,我国有许多城市,每年都要大规模进行城
市建设和地下基础设施建设,急待铺设,扩容,修复
和更换大量地下公用管线.随着城市主干道不断的加
宽,高速公路,高等级公路的网络化,以及人们环保
意识的不断增强,传统的开槽埋管已不适应现代化建
设的需要,现代非开挖铺管技术将逐步成为地下管线
施工的主流.
地下管网的现状和发展状况在很大程度上反映了
非开挖施工的市场潜力,非开挖铺设更换地下管线将
是现代文明发展的必然趋势,非开挖技术必将在今后
的基础设施建设中发挥更大的作用.
2011/04总第434期15
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