大管径PE管拖管施工中管件与排气阀井连接技术探讨

湖北望新建设有限公司  万正兵   

摘   要：随着水平定向钻施工技术发展和工程规模延伸，拖管管径达到DN1200mm，工程施工中少不了800mm以上大管径的连接，其中常见的有热熔连接和法兰连接。由于连接施工一般在地面以下进行，受到场地条件、开挖深度限制，管件连接施工因此是拖管中的施工难点。本文通过实际工程对大管径PE管拖管施工中管件与排气阀井的相关施工技术应用及难点进行探讨。

关键词：水平定向钻  管件安装施工  管件连接  密封面修复  排气阀井

引言

随着水平定向钻施工机械向大型化发展，目前800mm大管径PE管采用拖管施工成功案例越来越多，由于可借鉴的大管径PE管道连接案例很少，大管径压力管道与排气阀井的连接成为施工单位的技术难点，若处理不好，可能会因质量问题而严重影响工程进度和验收。

1工程概况

本工程为黄冈城区（禹王路——黄州大道）污水压力管管道工程，位于黄冈市黄州区楟风路，地面总长约7km，采用全程定向钻方式进行管道施工。该段管道为黄婆汊泵站污水出水压力管，本次设计管径为双排DN800PE管，设计通水压力0.5Mpa，试验压力1Mpa。平均一段拖管长度约450米，管件连接安装有蝶阀、三通、伸缩器、熔节弯头、排气阀等，下图是3号连接点连接安装图。

图一 管件连接安装图

2管道连接安装技术

2.1安装前准备

技术交底与管件设备采购、施工工具准备。安装管件、配件按清单备齐。

2.2连接处基坑开挖

按照测量管件总长度、安装间距、深度、地层情况等计算。

2.2.1基坑开挖尺寸。

开挖深度。地面高程21.5米、安装管道流水面高程19.21米，圆形蝶阀井洞中心到垫层底部高度0.7米。深度开挖到比连接井垫层底部高20cm。此次开挖深度：21.5-19.21+0.7-0.2=2.79米。

开挖长度和宽度。管道中心距3米，考虑两边安装空间各1.5米，基坑放坡（土质为粉质粘土），开挖宽度设计为6.525米；开挖长度根据施工实际出土角、开挖深度、及两管出土交叉点埋深，此处开挖长度设计为16米。

2.3安装技术要求及施工难点

2.3.1技术要求

（1）为定位和防止松散，一般不使用基本形缠绕垫片；

（2）法兰连接的管道,不得过于靠近墙壁，否则不易禁固法兰螺栓。

（3）伸缩器所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围,应保证各活动部位的正常。

（4）伸缩器安装长度均定在伸缩范围之内,伸缩量过大，勿强行安装；

（5）安装过程轻吊稳吊，不得碰伤钢制法兰及塑料法兰面；

2.3.2施工难点

（1）开挖基坑时，挖机易碰伤PE管，需要现场专人指挥开挖，开挖前与施工人员说明施工要求；

（2）对接管方位不在一条直线上，偏差较大时，可以酌情增加开挖长度，利用PE管柔性，慢慢扶正对正；

（3）伸缩器最后安装前，预留安装间隙要测量准确，安装间隙等于伸缩节安装长度+两侧密封垫厚度，利用伸缩器的轴向伸缩方便阀门管道的安装；

（4）由于法兰面是垂直布置，密封垫定位较难，可以用万能胶材料固定；

（5）DN800三熔三通与管件焊接难度较大，要在地面焊接加长管件与PE法兰连接；

2.4安装步骤

2.4.1第一步,计算对接管道预留间隙。

从拖管1到拖管3，单根管连接管件见表一和图二，安装件共13件，计算总安装长度为6.6米。

表一 拖管1到拖管3管件表

2.4.2第二步，预留安装间隙及地面管件安装

（1）在基坑内按要求的间距切下多余PE管,此次间距按计算要求为6.625米。见图二

（2）序号3、4、5、6、7管件，地面下料及熔接；序号8闸阀、9伸缩器地面连接，减少坑内作业量，并注意内套筒子的安装方向与介质流动方向一致。

图二 管件图

（3）序号10、11、12作为调整段，待序号1、2、3、4、5、6、7各件在坑内安装后，测量实际间距，根据测量结果确定序号11排气三通加长PE管下料长度，然后在地面熔焊接10、11、12。

2.4.3第三步，从两端往中间安装。

（1）首先在坑内安装1、2管件在拖管1端；

（2）再安装3-7整体；然后测量剩下安装空间计算出序号11排气三通加长PE管下料长度，在地面熔接好管件10、11、12成整体，在拖管3端；

（3）再一步测量剩下安装空间，无误后，把管件8、9已安装成的整体上的伸缩节缩回25cm,整体吊入坑内安装。

安装时检查内套筒子的安装方向与介质流动方向是否一致；蝶阀和伸缩器一端固定后，压盘松开，拉出伸缩器，上紧另一面法兰螺栓，用对角法压紧伸缩器固定螺栓和压盘螺栓。

拖管2与拖管4按上面步骤同步进行，并在件5三通安装后，连接中间管件。

2.4.4第四步，安装手轮、排气阀等其他辅件，整体检查。工程安装效果见图三。

图三 安装效果图

3密封垫片选型

法兰连接很少是因强度不足而遭破坏的，但常由于密封不好导致泄漏。因此，密封问题已成为法兰连接中的主要问题。一般低压、常温（≤100℃）和无腐蚀性的介质的容器多用橡胶板，本工程法兰密封垫开始两个连接点选用的橡胶板，由于DN800法兰直径较大，橡胶板不便于安装，后来选用金属橡胶组合（复合）垫圈。

后期的水压试验过程中，出现法兰密封不好泄漏的现象，均出现在使用橡胶板密封垫安装的法兰连接处。在直径较大的低压管件的法兰面垂直连接中，选用金属橡胶组合（复合）垫圈密封、或其它易固定安装的密封方式。

4法兰密封面修复技术

在本工程管件连接过程中，法兰面损坏主要是挤压损伤，在施工过程中不能保证完全避免。渗漏后的整改对项目施工进度影响很大，能够快速有效的进行修复是保证项目顺利竣工的关键。

钢制法兰损伤。当受损较小时，可以进行局部堆焊金属焊缝后人工现场研磨修复；当受损量大时，需要出去进行机加工修复。目前高分子材料修复可进行现场法兰端面的损坏修复，可以对凸面法兰和平面法兰或者不同形式的端面密封面进行检修，高分子复合材料本质是高分子聚合物，具有抗化学腐蚀和耐高温性能，该材料具有强大的粘结力和抗压性能，此工艺更不受特种环境的影响控制，越复杂的环境工况越能突显该技术的优越性。

PE法兰局部损伤修复。高分子材料堆焊后，人工现场研磨修复。本工程管件连接施工中出现两处PE法兰面局部挤伤，均采用热熔枪堆焊高分子材料现场研磨修复，水压试验中满足了设计压力的要求。

5结论

随着大管径PE管水平定向钻施工工程增多，相关的规范要求会更加完善，管件安装连接技术会更加规范。以上所述工程施工经验，以供探讨。

6参考文献

[1]《工业橡胶板》[S].GB5574-2008；

[2]《板式平焊钢制管法兰》[S].GB-T 9119-2010；

[3]《水平定向钻法管道穿越工程技术规程》[S].CECS382：2014；

[4]《缠绕式垫片分类》[S].GB/T4622.1-2003；