内插法的主要工艺流程为:施工前准备→开挖工作坑→注浆管的加工→旧管内清淤→安装定位管→新管拖入→注浆→管段清理、工作井封闭、检查井修复→安装完毕。
在内插法施工中,管道通过拉或推的方式穿越旧管道从始发井到接收井,两种铺设方式在安装管道的过程中虽有明显的区别。但是,其基本工作步骤如下:
1)旧管道的检查;
2)管道的清洁和障碍物的清除;
3)内插管道的连接;
4)寻找或施工管道进入坑;
5)插入、固定内衬管道;
6)环状间隙注浆(不必要的情况下可以省去);
7)支管连接;
8)管道端部连接。
1.施工前的准备工作
应根据设计和现场情况确认旧管道的直径、压力,并了解阀井、三通、弯管、抽水缸和支管的分布情况,确定断管部位、工作坑的位置及穿插段的划分等,启用彩色高分辨率(130万像素以上)闭路电视系统核实待穿管段,检查管内障碍物情况,确定旧管道的清理方案。应根据设计方案和现场实际情况制订旧管道的闭路电视检查、清洗、临排和试穿方案,并确定工作坑的位置。工作坑的位置应避开地下构筑物、地下管线及其他障碍物。
穿管前,应采用长度不小于3m的与待插入管同径的聚乙烯检测管段拉过旧管,并检测其表面划痕深度,不超过壁厚的10%时为合格。
2.开挖工作坑
工作坑中的主要工作是穿插内衬管和定位管,工作井的位置应选择有一定作业空间的地方,以方便管材运输和施工人员进出。如工作坑狭小,可考虑采用钢管逐根焊接或按切断后的PE管焊接的方法逐节顶入、逐节连接。新管连接完毕后应使用无损检测方法确认,并做接口防腐处理。
工作坑大小可根据现场的以下因素微调:现有管道的深度、内衬管和旧管道的直径、内衬管的刚度、主要土层的性质、使用的设备、交通及服务要求、工地的地质条件等。
3.旧管道的清理
为了防止旧管道内壁的毛刺划伤新插入的管道,影响新管道的使用性能和寿命,要求在插入新管前对旧管道内部的杂物进行处理和高压清洗。对旧管道中妨碍插管的阀门、管件等都要拆除。在正式插入前应先拖过一根长约4m左右,直径与插入管同径的PE试验管,再朝反方向拉出牵引绳。仔细检查PE试验管外部的划伤情况,若发现严重的划伤,还应用特制的清管器去撞击那些突出的毛刺、焊渣等。总之,在插入新管前,旧管道内壁应保持清洁、光滑,无尖锐的突起,划痕深度不超过壁厚的10%为合格。
旧管道内壁的清理可采用机械清理或高压水清理。清理时必须处理好污水和污物的排放,符合环保要求。清理用高压水的压力应根据管道的材质、壁厚和受损情况确定。清理后必须再用闭路电视系统对旧管道内壁进行内窥检查,内壁不得有沉积物、尖锐毛刺、焊瘤和其他杂物。
4.定位管的安装
由于新插入的内衬管和旧管道间存在间隙,为保证内衬管定位准确,可在新管外围绑扎对称的4根或6根注浆管。这些注浆管是用钢管预先钻孔而成,用于插入到位后注浆。这种方法既可防止新管插入时跑偏,也可防止新管插入过程中的磨损。
注浆管可采用普通钢管,每隔一段距离在钢管上钻出几排注浆孔,其他地方不用钻孔。如每隔1m钻两圈螺旋形钻孔,钻孔直径控制在8~10mm。注浆管的延伸可采用焊接方法。
当修复的管道对坡度有一定要求时,如污水管道,则需要使用塑料或钢制的定位器或间隔器,以保证在旧管道中形成均匀的环形间隙且保证新管居于旧管的中间。
5.新管的拖入(www.xing528.com)
新管可以被拉入或顶入到旧管道中。如果是用拉入的方法,在新管的前端连接一个保护头,保护头的前端通常固定一个鼻锥,将卷扬机的力作用在此处。保护接头的连接需牢靠,不得有应力集中点。新管柱的端部常密封,以防泥浆、碎屑等进入新管中。将连接好的塑料长管或者钢管,或由上述管道及其捆扎的注浆管,通过钢绳由绞车拉入到旧管内。工作时用滚柱支撑长管,以防止损坏。
插入管宜选用盘管,如果选用定长管,在插入前应对聚乙烯管道进行热熔焊接。焊接及焊接后的检查应符合国家现行行业标准,如燃气行业内插修复工程应满足CJJ63—2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》的规定,全部焊口检查合格后方可进行插入施工。
起动绞车等牵引设备将新管从起始工作坑拖至目标工作坑,牵引设备的能力应大于计算最大拖拉力的1.2倍。把聚乙烯管穿入旧管道,每段插入管末端伸出旧管端口的长度以能保证管道拉伸恢复和连接操作为宜。
施工前应在旧管插入端口加装一个漏斗形导滑口,地面和沟底不应有在管道拖拉过程中可能损伤管道表面的石块和突出物,且聚乙烯管应放置在滑轮支架上拖拉。宜在聚乙烯管外安装保护环,“保护环”上涂润滑剂。
施工过程中宜分段进行强度试验,试验应符合国家现行行业标准及合同的规定。当需要连接三通时,应在经过24h松弛变形后进行。
6.管道的连接
PE管的连接可用熔接、承插、挤压焊接等方式进行连接。实壁式PE管通常采用熔接方式,而异形PE管则主要使用承插或挤压焊接方式,管材厂商会推荐使用某种焊接方式。
管道的连接应符合以下要求:
1)连接前应检查管道的损坏情况:管道外表面的刻痕不应超过壁厚的10%,不应有过度或突然弯曲导致的屈曲,对于短管扁平率不应超过5%,内表面不应有任何磨损和切削;
2)对于在工作坑或检查井中使用电子点火或者明火连接设备连接管道的,应事先对可燃气体的含量进行评估;
3)管道的连接宜采用热熔对接的方法,热熔对接应符合GB/T 19809—2005《塑料管材和管件 聚乙烯(PE)管材/管材或管材/管件热熔对接组件的制备》中的要求。
在管道工程施工时,应首先满足现行标准的相关规定。工作坑内聚乙烯插入管之间的连接均应采用电熔焊接。插入管管径较小时,应采取抗浮措施。聚乙烯插入管与旧管道连接时,应选用钢塑转换接头连接或法兰连接。聚乙烯插入管的端部与旧管之间的环形空间应采用柔性透气填料封口。在内衬管直接与周围土体接触的部位应采取相应措施进行保护。必须仔细对连接点验漏,确认无泄漏后,方可拆除工作坑并回填。如果操作正确,熔焊后的PE管在焊接断面处的强度会等于或高于PE管的强度,为保证穿插的顺利进行,熔接头处应做清理,使其表面光滑无突起。在管道进出入检查井处,应用具有弹性以及可以在水下使用的材料对旧管道和内衬管之间的环状间隙进行密封处理。
7.环状间隙注浆
在内衬管稳定和应力完全松弛后方可进行固定和注浆等加固措施。内衬管和原管道间的环状空隙进行注浆处理时,注浆应满足以下规定:
1)对直径800mm以上的管道,内衬管和旧管道之间的环状间隙必须进行注浆。
2)注浆宜分段进行,并均匀注满环状空隙,注浆压力不可过高,以免损坏新管。注浆压力不得高于未来使用中的最大压力和管材所能承受的压力,注浆压力一般由生产商根据规范制定。
3)注浆过程中应通过安装竖管或其他方式调节注浆压力。
4)内衬管直径大于900mm时应在管内进行支护,防止内衬管在注浆压力的作用下发生变形。
5)注浆完成后,应将注浆孔密封。
通常,对煤气管道不要求注浆。当新管强度足够或不需要通过浆体增加新管的刚度时,新旧管之间的充填物可为强度很低的材料,甚至硬黏土,强度在1kPa左右即可,此时的充填物仅起稳定新管的作用。
当管道为污水管道、自来水管道及其他承压管道时,需向环状间隙注浆。此时浆体强度常控制在10~20kPa,水泥可用普通水泥,外加一定量的粉煤灰或添加剂。为使注浆饱满,可采用以下对策:①分段浇铸;②选用适当压力和流量的注浆泵;③在旧管道顶部插入排气管,常用塑料管,最后也可将塑料管拨出;④控制实际注浆量大于理论注浆量;⑤直到排气管中冒浆为止。
8.过程检测与记录
在穿插内衬管的过程中应注意对内衬管的保护,防止杂物进入内衬管,防止对内衬管表面的损伤。施工过程中应目测检查每段插入的聚乙烯管的完整性,拖放到位时以伸出旧管端口1m的长度为宜,表面完好或表面划痕深度不大于聚乙管壁厚的10%为合格。施工过程中应记录下列内容:聚乙烯焊口的焊接情况;聚乙烯焊接工艺评定书;连接点和保护结构大样图。
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