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聚乙烯(PE)燃气管与钢管的施工方案对比探讨

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摘 要:本文介绍了聚乙烯pe)管在燃气工程运用的技术特点,在此基础上比较了聚乙烯(PE)管和钢管在施工方式上的不同,从而得出燃气工程中两者的运用范围。

关键词:聚乙烯(PE)管 钢管 施工方案

随着科技的不断进步,聚乙烯(PE)管在燃气工程,特别是城市燃气工程上的运用越来越广泛。聚乙烯管道是一种优质的工程管道材料,国外在聚乙烯(PE)燃气管道应用上起步较早,许多发达国家的城市燃气管网均采用聚乙烯(PE)管道,其发展趋势正在逐步向次高压燃气输配系统延伸,并大面积推广使用PE100级第四代聚乙烯(PE)产品,且拥有一套覆盖从原材料生产、运输、仓储和工程施工的先进和完备的技术标准体系。国内在推广使用聚乙烯(PE)燃气管上比较晚,其产品的产品标准落后,没有相应先进的施工机具,施工技术也比较落后。本文通过比较聚乙烯(PE)管道与钢管施工技术的异同点,较为系统地分析了聚乙烯燃气管道工程施工技术的有关内容,得出聚乙烯(PE)管和钢管在燃气工程运用上的优缺点。

有相关研究资料表明,聚乙烯(PE)管在燃气工程运用的技术特点有:(1)同等内径下直管段聚乙烯管比钢管流通能力大15%至21%左右,但同等外径下聚乙烯(PE)管的流通能力不一定比钢管大,需要计算确定,不能简单地以相同外径的聚乙烯(PE)管与钢管比较。聚乙烯(PE)管道的综合性能优于钢管,更适合做埋地的管道材料,而PE100级聚乙烯(PE)在经济和流通能力上比PE80级聚乙烯(PE)更优,应大力推广使用聚乙烯(PE)管道,特别是PE100级聚乙烯(PE)管道。目前,南昌市燃气公司工程上使用的聚乙烯(PE)管全部为PE100级聚乙烯(PE)管道。(2)聚乙烯(PE)燃气管道的施工速度快,效率高,特别是在非开挖施工技术上,聚乙烯(PE)管道的施工技术较钢管更先进,效率更高,经济性也更优。(3)聚乙烯管道连接口由于不能像钢管焊口那样通过无损检测手段来验证是否合格,所以一定要全自动的连接机具,将人为影响降到最低,并要求焊工除了熟练的操作技术外还应具备高度责任心,严格执行连接施工工艺质量控制要点和操作要领,采取科学是技术手段检测管道焊接质量。

聚乙烯(PE)燃气管道工程有其技术的先进性,也有其独特性,需要一个完善的工程质量保障措施来保证工程质量,以发挥聚乙烯管道的优良性能。在工程质量保障措施中,最关键的因素是人,不单是施工技术人员和具体操作工人,而且包括建设、设计、监理、监督、检测等单位的相关人员,应做到以人为本,规范化操作,加强设备材料、施工机具的管理,加强施工过程、验收、使用的控制,从各个方面保证聚乙烯燃气管道的工程质量。聚乙烯燃气管道的卓越特性是通过施工和使用中表现出来。在施工中,主要表现为其施工方案技术的方便与先进性。本文将研究对比聚乙烯(PE)管与钢管不一样的施工方案技术以提出实际工程中施工方案选择建议。

1、一般情况下的施工方案对比

对于燃气管道工程,一般情况下聚乙烯(PE)管道与钢管的施工方案有很多相似之处,都需成立一个项目部,制定一个完善的项目管理制度,有一套完整的质量保证体系和安全保障体系,都需经过以下工序环节:材料进场检验、施工放线、土方开挖、基础处理、测量、管道连接、隐蔽、回填、吹扫、试压等。但两者也存在明显的区别。如钢管需要防腐,而聚乙烯(PE)管则无需防腐,连接技术不一样。一般情况下聚乙烯(PE)管与钢管的施工方案对比如表1。

表1:一般情况下的施工方案对比

从以上的情况对比可看出,PE管比无缝钢管少了防腐这道既耗工又耗时而且不容易做好的重要环节,并减少很多工作量和材料费,可以专注于连接的质量控制上。

2、非开挖施工方案对比

非开挖技术也称非开挖地下管线施工技术,是指在不开挖地表的情况下,利用地质工程的技术手段,铺设、修复或更换各种地下管线的一种高科技实用新技术。非开挖技术按施工工艺可分为:导向钻进铺管技术、遁地穿梭矛铺管技术、顶管掘进机铺管技术、顶管铺管技术。它广泛用于各类管线穿越高速公路、铁路、建筑物、河流、湖泊,以及在市区、古迹保护区、农作物或植被保护区等进行污水、自来水、煤气、电力、电讯、石油、天然气等地下管线的施工。此外,非开挖技术还可用于降水工程、隧道工程、基础工程以及环境治理工程等。与开挖施工法相比,非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。

(1)钢管的非开挖敷设技术

对于钢管,由于其管材强度高、不易弯曲的特性,一般只适用于新管线铺设,不适用于管线更换或管线修复,目前钢管的非开挖敷设技术有顶管法、隧道施工法和夯管施工法等。隧道施工法由于需要人力多、时间慢、工作效率低而在实际工程中应用得较少;而夯管施工法对地层的适应性较强,除有大量岩体和较大石块外,几乎可在任何土层中使用。可在覆盖层较浅的情况下施工,铺管直径范围大,设备简单,投资少,操作、维修方便,施工成本低,施工精度较高,水平和高程偏差可控制在2%范围内。由于管材要承受相当大的冲击力,因此,夯管施工法仅限于钢管施工,一般使用无缝钢管,且壁厚要满足一定要求,管径范围为200-2000mm.铺设长度要根据夯管锤的功率、管径、地质条件而定,一般在80m内,最长可达150m.此方法的效率高,施工速度为15-30m/h。夯管锤铺管的特点是设备简单,操作、维护方便,铺管直径范围大,但顶管时钢管的防腐层不易保护好,且遇到障碍物时不宜绕行通过。

(2)聚乙烯(PE)燃气管道的非开挖施工技术

对于聚乙烯管道,由于其具有良好的可弯性,在不需要加热的情况下,可以在管径20倍的弯曲半径下敷设,且具有良好的柔韧性,不会脆裂,可弯曲和耐冲击,不用防腐,具有一定的强度,所以聚乙烯管道不单在非开挖新铺设技术中占有重要的位置,并且在管线更换或管线修复中充分展示其优越性能,发挥出钢管无法替代的重要作用。下面介绍一下聚乙烯(PE)燃气管道非开挖施工技术。

①新管道的非开挖敷设

PE燃气管道既可利用非开挖技术安装的钢管作为套管,从中穿越敷设,也可利用自己独有的性能绕行敷设。目前,用得较多且技术比较先进的新管敷设技术为导向钻道新管敷设技术。导向钻道敷设技术全套设备由导向钻机、液压系统、泥桨系统、钻进钻具及定向导航系统组成。主要用于非开挖穿越公路、铁路、河流、鱼塘和建筑物等,可适用于长距离敷设管道。导向钻非开挖敷管技术最显著的特点是钻孔方向可控,敷管精度高,尤其是在城市管网极为复杂的地区,可精确控制要敷管线的位置,利用PE管道可弯曲特性,避开地下障碍物敷设新管。

②旧管道的在线更换

旧管道的在线更换可分为破碎更换和吞噬更换两种形式。破碎更换是八十年代中期英国煤气公司发明一种用同径和扩径(比旧管大一至三号)的PE管更换旧铸铁管技术。当管道出现局部破裂、缺损、渗漏、堵塞、错位时,或现有管道不堪负荷需增大口径时,使用此法最为合适。目前,破碎更换技术多用于更换中心或不更开挖区域可破碎的铸铁管、水泥管、陶土管及PVC管。该技术仅有极少具有干扰的开挖工程,可用于直径75mm一900mm聚乙烯(PE)管的非开挖敷设。旧管道的在线吞噬更换,是一种在线管的微型隧道技术,有缺陷旧管被破碎后,在外套的管道内连同泥土一起被清除。

③有缺陷管道的翻新

在管道结构不牢固或结构完好但水力性能不足的情况下,翻新旧管比更换旧管将更为经济。

综上所述,对于普通的开挖敷设管道,聚乙烯(PE)管道和钢管的施工方案相差不大,聚乙烯(PE)管道相对来说施工速度快点,效率高点。对于特殊地段的特殊施工方案,如非开挖施工技术,聚乙烯(PE)管道由于具有可弯曲特性、热塑性,以及不担心防腐层破坏的优点,使得聚乙烯(PE)管在非开挖施工技术中占有重要位置,为非开挖施工技术的不断创新提供前提条件,而非开挖施工技术的不断进步也进一步展示出聚乙烯(PE)管所具有的优异性能。在这一点上,PE管是钢管或其它管材无法替代的,聚乙烯(PE)管道的施工技术是先进的。

参考文献:

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[5] 李建生.浅谈燃气管道工程非开挖定向穿越技术应用.企业技术开发.2013.01

作者简介:李炜(1986- ),男,江西南昌人,大学本科,南昌市燃气有限公司,助理工程师,长期从事燃气工程规划、施工管理等工作。