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燃气管道非开挖技术管材选择的探讨

文章出处:http://www.yamaxunsy.com发布时间:2018-3-23 13:22:47

前言

近年来,燃气管道非开挖技术以其不需要大面积开挖路面即可完成燃气管道的敷设和修复、工期短、污染少等优势,迅速在世界各地推广普及,该技术也在不断的完善,其种类也在逐渐增加。众所周知,新建道路和主要交通干道基本位于繁华地段,开挖路面敷设管道必然会造成城市交通环境污染以及不便,而随着城市的快速发展以及城市规划的加强,这些道路不让随意开挖。在高速公路、铁路、河流等难以实现直接开挖的地方,大多采用非开挖技术完成燃气管道的修复或敷设。非开挖技术的应用减少交通不便以及环境污染,提升了城市居民的生活品质,是一种必不可少的施工方法。

然而,目前的非开挖技术并不能完全替代传统的直接开挖法,本文对现状非开技术管材选择进行了分析,指出了目前非开挖技术在材料方面存在的问题,并介绍了几种新型材料,提出了今后可从研究新型材料的角度出发进一步完善非开挖技术。

2各非开挖技术及管材分析

2.1非开挖技术所需管材分析

燃气管道非开挖技术包括非开挖修复技术和非开挖技术,前者是在原有燃气管道的基础上,针对管道损坏采取相应的修复技术,后者是敷设新的燃气管道。管道在投运15~20年后,会在不同程度上老化或损坏。尤其足早期防腐措施不完善的埋地管道,发生穿孔或泄漏事故的概率大大增加。对这些损坏或老化的燃气管道采用何种修复技术,是燃气公司必须面临和解决的难题。由此产生了管道非开挖修复技术,包括裂管、管道穿插法和翻转内衬法等。当需要在城市主要干道、新建道路、高速公路、铁路、河流等不允许或没条件直接开挖的地方敷设新的燃气管道时,一般采用非开挖技术,包括水平定向钻和顶管。各类非开挖技术各有优势,也在不同程度上存在缺陷,对管材的需求也不一样。

2_2燃气非开挖技术常用管材分析

目前用于燃气行业非开挖技术的管材主要是PE管、钢管、铸铁管、陶瓷管、钢筋混凝土管等。各种管材的性能及适用范围也大不相同。

对于几种非开挖技术,PE管和钢管的适用范围更加广泛。城镇燃气管道穿跨越工程技术规程(CJJ/T250。2016)第4l3.3条明确,水平定向钻穿越的管材选择应符合下列规定:(11当穿越管道的管径大于DN400或长度大于300m时,宜采用钢管,并应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028的有关规定;f2)当采用PE管材时,应采用SDR11系列管材,并应符合现行国家标准《燃气用埋地聚乙烯fPE)管道系统第l部分:管材》GB15558.1的有关规定。由于PE管具有耐腐蚀、使用寿命长、柔韧性好、易于弹性变形便于牵引、焊接及维修方便等优势,使得其在裂管、管道穿插、水平定向钻中得到广泛应用,与同样长度及外径的钢管相比,PE管的施工成本可降低约30%,施工所需的设备能力也可降低约20%,另一方面,PE管的管壁光滑,输送能力比钢管高30%左右。因此,即使在旧燃气管道中穿插较小口径PE管,依然能够满足用户的用气需求。因此大多非开开挖技术住条件允许的情况,会选择PE管。翻转内衬由于其工程特殊性只能选择内衬为防渗层的纤维软管。然而顶箭只能选择强度较大的钢筋混凝土管、钢管,PE管无法满足要求。

由此可以看出,各种管材在不同程度存在缺陷,日前还没有一种管材能完全满足所有非开挖技术对管材的需求。因此,是否可以考虑结合各种管材的优势,研究出新型材料,以使非开挖技术花燃气领域得到更加广泛的应。

3新型管材的应用

虽然PE管已经住非开挖技术普遍使用,但仍然无法满足非开挖技术的所有领域,例如顶管施工中就需要更高强度的塑料管村,住裂管、管道内穿插和翻转内衬法施工中也都要求不同性能的塑料管材。

3.1纤维玻璃

针对上述问题,荚国材料协会(ASTM)对不同的歼挖技术制汀不同的管材标准。我国在塑料管材婀于燃气管道方而远远落后于发达国家。近年来,一种称为纤维玻璃(Fiberglass)的塑料材料逐渐应用于非开挖技术。纤维玻璃缠绕增强热同性树脂夹砂管,又称为玻璃钢夹砂管或夹砂管,其特点是在管的结构层中间层加入优质硅砂填料,以增加管的厚度,增强管的环弯曲惯性矩,使炙砂管在生产成本不大的情况下大大提高了管道的轴向拉伸和环刚度强度,由纤维玻璃做成的管村可在顶管施工的应用,夹砂管优于其它管材的优良特性有耐腐蚀性、使用寿命长、抗沉降能力强、安全性好等方面。这些优势使得夹砂管在非开挖顶管技术中成为新宠。目前.夹砂管在非开挖技术的应用中,一般是DNl800以上的管道,很少采用DN1200~flDN1400等小管径管道。用纤维玻璃做成的内衬可用于管道修复的翻转内衬法,另外,一般的水泥管或钢筋水泥管加人纤维玻璃材料后也可大大加强水泥管的强度,特别是它的韧性。

3.2钢骨架塑料复合管

钢骨架塑料复合管是内层和外层管壁采用聚乙烯(PE),并住中『H]加入两层甚至多层钢丝网格状增强层或网状钢板增强层,高强度钢丝或网状钢扳对PE管进行缠绕增强,大大提高了PE管的强度。钢骨架聚乙烯塑料复合管是一种新型双面防腐压力管道。具有优异的长期使剧和抗快速开裂性能、较低的线性膨胀系数、良好的抗腐性能、极佳的抗紫外线性能、输送阻力小等优点,近年来被普遍应用于燃气、石油、化工及市政建设等行业和领域。钢骨架塑料复合管的安装方面,还没有形成相应的国家或行业的规范,各省市、企业都是根据复合管厂家提供的施工要求或自行编制的企业制度进行施工。目前,钢骨架塑料复合管一般足采用电熔连接,该管道及管件与其它类型的仪表、管道、阀门之基本采用法兰连接。该项技术成果应用后施效率高,经济效益明显,具有广阔的应用前景。

这两样新型管材相比传统的管材,优势非常突出,我们可以尝试从研究新型材料的角度出发,研究出能够普遍使用各类非开挖技术的燃气管道。

4结语

PE管在非开挖技术中应用的优势凸显,以PE管替换铸铁管、陶瓷管、水泥管、钢筋水泥管以及钢管等老式地F管道已成为犬势所趋。PE管具有以下优势,使得其在燃气非开挖施工中更受到欢迎:

(1)PE管的柔软性、重最轻、表面光滑和接少等特点人人促进了其在非开挖施工中的应用:

(2)与相同长度和外径的钢管相比,PE管的施工成本可降低约30%,所需的设备能力也可降低约20%:(3)同时PE管的管壁光滑;输送能力比钢管提高30%;

(4)PE管;具有耐腐蚀、使用寿命长柔韧性好、易于弹性变形便牵引、焊接及维修方便等优势。

管材的提升与非开挖技术可以说是相辅相成的,PE管的普及大大促进非开挖技术的发展,但仍然无法满足非开挖技术的所有领域,因此需研究新型材料,以进一步完善非开挖技术。


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