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【摘要】城市燃气管道的建设是一项相当复杂的工作。要在满足规范要求的基础上进行设计、施工,为整个城市管网的安全运行提供保障。本文具体分析探讨了城市燃气管道设计施工中的常见问题及应对措施。
【关键词】城市燃气管道设计施工
中图分类号： TU996.7 文献标识码： A 文章编号：
燃气管道的施工具有质量隐蔽性及质量波动性的特点。燃气管道工程施工所具有的隐蔽性使得质量监控存在很大的困难，极易造成管道事故隐患的存在。而且，燃气管道施工中受生产环境与施工条件等因素影响，其质量也存在较大的波动。这两项因素造成了燃气管道的施工控制工作的困难，造成了现代燃气管道施工管理工作难点的存在。为了保障现代城市燃气管道使用安全、保障燃气管道施工质量。燃气管道施工企业必须对燃气管道使用特点进行分析与探讨。针对燃气管道施工特点以及影响管道施工质量的因素进行科学的控制。以燃气管道施工质量控制工作的开展保障城市燃气管道使用安全、促进我国燃气能源综合利用脚步的加快。另外，燃气管道所具有的终检局限性也使得燃气管道工程质量控制工作重要性尤为突出。燃气管道工程必须通过严格的施工质量控制保障燃气管道施工质量质量，以此避免终检局限性对整体工程使用的影响，保障城市燃气管道使用安全。
一、管道设计、施工前必须的准备工作
在进行设计阶段, 城市燃气管道的管位必须征得城市规划部门的同意。在施工图路由出来后要提交给规划部门, 由规划部门依据城市总体规划进行审查, 在得到规划部门认可后才可开展施工图的勘测和设计工作。
在进行施工准备阶段施工单位必须首先向规划部门报批, 向路政或公路主管部门提供施工作业计划并获得相关部门的同意施工证件, 以免施工过程中出现各有关部门协调不畅, 施工被阻, 耽误施工时间的情况。
二、道路的穿越
城市燃气管道穿越道路十分频繁。而且随着城市建设的在不断扩大, 城市的道路等级越来越高, 交通量不断上升, 城市主管部门很难同意因燃气施工而长时间阻断交通。因此在进行道路穿越设计时首先对开挖方式穿越和非开挖方式穿越在施工、经济、可行性等方面进行优势比选, 并与业主会同有关部门共同商议一个切实可行、节约投资的实施方案, 以避免出现施工时重复设计。
若采用开挖方式穿越道路, 施工前要向道路主管、交通部门报批施工作业计划, 在相关部门安排的时间内合理组织施工, 尽量减小施工作业对交通的影响, 开挖道路要及时回填, 路面的恢复要按照设计和道路管理部门的要求进行。
除采用开挖方式穿越道路外, 目前非开挖技术也日益成熟, 管道非开挖施工的方法一般有定向钻法及顶管法等, 主要适用于粘土、亚粘土、粉沙土、回填土、流沙层等松软土层。根据不同的地质、环境条件, 可敷设40~ 2 500 mm 的各种管道, 穿越长度可达数百米。目前城市燃气使用的管材多为钢管及PE 管, 直径一般在15~ 1 500 mm, 而燃气管道穿越城市道路一般在回填土层进行穿越。因此, 非开挖敷设施工方法同样适用于城市燃气管道。但是需要注意的是, 城市道路地下管线密集, 施工前一定要在设计的基础上尽量多的收集穿越路段详细的地下管线资料, 做好穿越点的最终定点工作, 必要时还应进行现场打孔试探, 准确了解地下管线的分布情况。
三、管道通过河流
根据《城镇燃气设计规范》第5.3.9 条提出“当条件许可也可利用道路桥梁跨越河流”。也就是说只要对燃气管道采取必要的保护措施, 在客观条件许可时利用桥梁过河是可行的。例如在四川、重庆、上海、广州、湘潭等地都有许多管道随桥敷设, 其输气压力为0.1~ 1.6 MPa, 并且这些随桥敷设的管道长期运行中没有出现过什么问题。
因此在进行施工图设计时首先与桥梁主管部门进行沟通, 根据规范在燃气管道工作压力不超过0.4 MPa 时、桥梁荷重及管位准许的情况下, 尽量争取有关部门同意采用挂桥等随桥敷设方式通过。它的优点是施工简便, 施工周期短, 造价低, 便于检修和维修, 不影响城市景观。
在现实条件不准许随桥敷设的条件下考虑采用跨越和穿越的方式过河。在施工图的设计阶段应该对不同的过河方式在经济性、施工难易程度和对环境的影响等方面进行详细比较, 最后设计单位会同业主、相关主管部门共同商议确定一个实施方案。
四、燃气管道的安全间距
《城镇燃气设计规范》GB 50028 - 2002 在表5.3.2-1 和表5.3.2-2 中明确规定了地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距和垂直净距, 这是燃气设计人员必须严格遵守执行的。但是在实际操作中由于城市地下管线密集, 很难确保此净距得到满足。同时说明“如受地形限制布置有困难, 而又的确无法解决时, 经与有关部门协商,采取行之有效的保护措施后, 表5.3.2-1 和表5.3.2-2 规定的净距, 均可适当缩小”。根据现场施工情况主要有以下几种问题:
（1）地下燃气管道与其他相邻管道水平净距不够
当管线不长时, 可采用燃气管道外加套管的方法, 套管直径应比燃气管道直径大两个等级, 套管选用20 号无缝钢管, 同时注意燃气管道与其它管道间的绝缘。
当管线较长时, 可在燃气管道与相邻管道之间砌一道120 隔墙, 隔墙采用Mu10 砖, 两边抹面两遍。
（2）地下燃气管道与检查井、管沟净距不够
地下燃气管道管沟开挖过程中会遇到距离电力、通讯检查井、管沟净距较近, 在有绕行施工条件的情况下可采取加弯管绕行通过; 不具备绕行条件时将管沟沟壁先用1.2 的水泥砂浆勾缝, 再用1.3及1.2 的水泥砂浆分别抹面两遍, 抹面总厚度不小于20 mm, 同时要求对燃气管道焊缝进行100% 射线探伤, Ⅱ级以上为合格。
（3）管道埋深局部不满足
有时管道预计埋设深度由于各种原因不能满足, 那就必须对管道进行安全保护。在短距离时可以采用外加套管两侧用沥青麻丝封堵方式( 套管内尽量避免出现焊口) ; 距离稍长时采用砌筑管沟顶部加盖板内充沙的保护方法。
五、管道阴极保护
由于城市燃气管道基本上是直接面对用户, 因此在中压管道上开有很多预留头。中压燃气管道在进行阴极保护设计时只针对在建部分的中压管道,而接入小区的燃气管道没有在保护范围内, 为了保证保护电流不流失, 因此应该在预留头处加装绝缘接头, 阻断保护电流, 有效保护在建中压管道, 而接入小区的燃气管道单独考虑阴极保护。
六、燃气管道无损探伤
城市管网施工中常用的无损探伤方法一般包括射线探伤和超声波探伤, 但是两种探伤方式在使用范围和侧重点方面有所差别。
管线施工常用的射线探伤一般为X 射线探伤,它具有透视灵敏度高, 能永久保存记录等优点。但是费用高, 设备笨重, 不能发现裂纹等一类线性缺陷等。另外透照工件厚度与采用的射线能量大小有关。
超声波探伤使用范围广, 灵敏度高, 对人体无害, 运用灵活, 它对危害性缺陷如裂纹、未溶合等检测, 灵敏度高, 能测定缺陷的深度位置, 可立即得出探伤结论, 费用低。适用于现场工作, 能对正在运行的设备进行检测。但是只能检测简单形状工件, 表面要求高。不能确定缺陷性质和尺寸, 检测精度取决于探伤人员的经验, 不能保存永久检测记录等缺陷。可检测出任何部位( 表面、近表面、内部) 缺陷。
在《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-89 第4.2.2 中规定“管道焊缝的无损探伤数量,应按设计规定执行。当设计无规定时, 抽查数量应不小于焊缝总数的15%。对于穿越铁路、公路、河流、城市主要道路及人口稠密地区的管道焊缝, 均必须进行100% 的无损探伤”。实际上在操作的时候出现很多矛盾, 首先15% 的无损探伤是采用哪种探伤方式, 另外城市管道有很大一部分都在人口聚集区, 即使现在不是以后也肯定是人口聚集区, 那是不是所有的管道都进行100%的探伤。
这些问题是关系到管道运行质量的大事, 一般情况下我们都采取100%超声波探伤加20% 射线探伤, 在人口特别密集的地区采用100% 超声波探伤和100% 射线探伤来保证安全。但这又无形中增加了投资。因此建议有关部门对《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ 33-89 参照长输管道的验收规范进行必要的修订, 以使工程的设计、施工人員有“法”可依, 不断适应城市燃气管道建设的需要。
七、燃气管道试压
城市管道与长输管道的建设不同, 城市管道建设在城市内部, 一般是分街道施工, 因此给管道的试压带来很大麻烦。管道试压介质一般为压缩空气,吹扫试压长度不超过3 km, 因此整个城市管网要根据施工情况被划分成许多试压段, 然后段与段之间通过碰死口方式连接, 焊口进行100%射线探伤。
参考文献：
[1]舒安庆,刘小丽,吴开斌,魏化中.城市燃气管道设计方法比较[J]. 化工设备与管道. 2009(01)
[2]秦红利,李亚忠.室内燃气管道设计和施工有关问题的分析[J]. 上海煤气. 2006(06)
[3]于洋.城市燃气管道设计若干问题的探讨[J]. 煤气与热力. 2007(11)
[4]曾海静.浅谈住宅楼室内外燃气管道的设计与施工[J]. 中国科技信息. 2005(12)
【关键词】城市燃气管道设计施工
中图分类号： TU996.7 文献标识码： A 文章编号：
燃气管道的施工具有质量隐蔽性及质量波动性的特点。燃气管道工程施工所具有的隐蔽性使得质量监控存在很大的困难，极易造成管道事故隐患的存在。而且，燃气管道施工中受生产环境与施工条件等因素影响，其质量也存在较大的波动。这两项因素造成了燃气管道的施工控制工作的困难，造成了现代燃气管道施工管理工作难点的存在。为了保障现代城市燃气管道使用安全、保障燃气管道施工质量。燃气管道施工企业必须对燃气管道使用特点进行分析与探讨。针对燃气管道施工特点以及影响管道施工质量的因素进行科学的控制。以燃气管道施工质量控制工作的开展保障城市燃气管道使用安全、促进我国燃气能源综合利用脚步的加快。另外，燃气管道所具有的终检局限性也使得燃气管道工程质量控制工作重要性尤为突出。燃气管道工程必须通过严格的施工质量控制保障燃气管道施工质量质量，以此避免终检局限性对整体工程使用的影响，保障城市燃气管道使用安全。
一、管道设计、施工前必须的准备工作
在进行设计阶段, 城市燃气管道的管位必须征得城市规划部门的同意。在施工图路由出来后要提交给规划部门, 由规划部门依据城市总体规划进行审查, 在得到规划部门认可后才可开展施工图的勘测和设计工作。
在进行施工准备阶段施工单位必须首先向规划部门报批, 向路政或公路主管部门提供施工作业计划并获得相关部门的同意施工证件, 以免施工过程中出现各有关部门协调不畅, 施工被阻, 耽误施工时间的情况。
二、道路的穿越
城市燃气管道穿越道路十分频繁。而且随着城市建设的在不断扩大, 城市的道路等级越来越高, 交通量不断上升, 城市主管部门很难同意因燃气施工而长时间阻断交通。因此在进行道路穿越设计时首先对开挖方式穿越和非开挖方式穿越在施工、经济、可行性等方面进行优势比选, 并与业主会同有关部门共同商议一个切实可行、节约投资的实施方案, 以避免出现施工时重复设计。
若采用开挖方式穿越道路, 施工前要向道路主管、交通部门报批施工作业计划, 在相关部门安排的时间内合理组织施工, 尽量减小施工作业对交通的影响, 开挖道路要及时回填, 路面的恢复要按照设计和道路管理部门的要求进行。
除采用开挖方式穿越道路外, 目前非开挖技术也日益成熟, 管道非开挖施工的方法一般有定向钻法及顶管法等, 主要适用于粘土、亚粘土、粉沙土、回填土、流沙层等松软土层。根据不同的地质、环境条件, 可敷设40~ 2 500 mm 的各种管道, 穿越长度可达数百米。目前城市燃气使用的管材多为钢管及PE 管, 直径一般在15~ 1 500 mm, 而燃气管道穿越城市道路一般在回填土层进行穿越。因此, 非开挖敷设施工方法同样适用于城市燃气管道。但是需要注意的是, 城市道路地下管线密集, 施工前一定要在设计的基础上尽量多的收集穿越路段详细的地下管线资料, 做好穿越点的最终定点工作, 必要时还应进行现场打孔试探, 准确了解地下管线的分布情况。
三、管道通过河流
根据《城镇燃气设计规范》第5.3.9 条提出“当条件许可也可利用道路桥梁跨越河流”。也就是说只要对燃气管道采取必要的保护措施, 在客观条件许可时利用桥梁过河是可行的。例如在四川、重庆、上海、广州、湘潭等地都有许多管道随桥敷设, 其输气压力为0.1~ 1.6 MPa, 并且这些随桥敷设的管道长期运行中没有出现过什么问题。
因此在进行施工图设计时首先与桥梁主管部门进行沟通, 根据规范在燃气管道工作压力不超过0.4 MPa 时、桥梁荷重及管位准许的情况下, 尽量争取有关部门同意采用挂桥等随桥敷设方式通过。它的优点是施工简便, 施工周期短, 造价低, 便于检修和维修, 不影响城市景观。
在现实条件不准许随桥敷设的条件下考虑采用跨越和穿越的方式过河。在施工图的设计阶段应该对不同的过河方式在经济性、施工难易程度和对环境的影响等方面进行详细比较, 最后设计单位会同业主、相关主管部门共同商议确定一个实施方案。
四、燃气管道的安全间距
《城镇燃气设计规范》GB 50028 - 2002 在表5.3.2-1 和表5.3.2-2 中明确规定了地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距和垂直净距, 这是燃气设计人员必须严格遵守执行的。但是在实际操作中由于城市地下管线密集, 很难确保此净距得到满足。同时说明“如受地形限制布置有困难, 而又的确无法解决时, 经与有关部门协商,采取行之有效的保护措施后, 表5.3.2-1 和表5.3.2-2 规定的净距, 均可适当缩小”。根据现场施工情况主要有以下几种问题:
（1）地下燃气管道与其他相邻管道水平净距不够
当管线不长时, 可采用燃气管道外加套管的方法, 套管直径应比燃气管道直径大两个等级, 套管选用20 号无缝钢管, 同时注意燃气管道与其它管道间的绝缘。
当管线较长时, 可在燃气管道与相邻管道之间砌一道120 隔墙, 隔墙采用Mu10 砖, 两边抹面两遍。
（2）地下燃气管道与检查井、管沟净距不够
地下燃气管道管沟开挖过程中会遇到距离电力、通讯检查井、管沟净距较近, 在有绕行施工条件的情况下可采取加弯管绕行通过; 不具备绕行条件时将管沟沟壁先用1.2 的水泥砂浆勾缝, 再用1.3及1.2 的水泥砂浆分别抹面两遍, 抹面总厚度不小于20 mm, 同时要求对燃气管道焊缝进行100% 射线探伤, Ⅱ级以上为合格。
（3）管道埋深局部不满足
有时管道预计埋设深度由于各种原因不能满足, 那就必须对管道进行安全保护。在短距离时可以采用外加套管两侧用沥青麻丝封堵方式( 套管内尽量避免出现焊口) ; 距离稍长时采用砌筑管沟顶部加盖板内充沙的保护方法。
五、管道阴极保护
由于城市燃气管道基本上是直接面对用户, 因此在中压管道上开有很多预留头。中压燃气管道在进行阴极保护设计时只针对在建部分的中压管道,而接入小区的燃气管道没有在保护范围内, 为了保证保护电流不流失, 因此应该在预留头处加装绝缘接头, 阻断保护电流, 有效保护在建中压管道, 而接入小区的燃气管道单独考虑阴极保护。
六、燃气管道无损探伤
城市管网施工中常用的无损探伤方法一般包括射线探伤和超声波探伤, 但是两种探伤方式在使用范围和侧重点方面有所差别。
管线施工常用的射线探伤一般为X 射线探伤,它具有透视灵敏度高, 能永久保存记录等优点。但是费用高, 设备笨重, 不能发现裂纹等一类线性缺陷等。另外透照工件厚度与采用的射线能量大小有关。
超声波探伤使用范围广, 灵敏度高, 对人体无害, 运用灵活, 它对危害性缺陷如裂纹、未溶合等检测, 灵敏度高, 能测定缺陷的深度位置, 可立即得出探伤结论, 费用低。适用于现场工作, 能对正在运行的设备进行检测。但是只能检测简单形状工件, 表面要求高。不能确定缺陷性质和尺寸, 检测精度取决于探伤人员的经验, 不能保存永久检测记录等缺陷。可检测出任何部位( 表面、近表面、内部) 缺陷。
在《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-89 第4.2.2 中规定“管道焊缝的无损探伤数量,应按设计规定执行。当设计无规定时, 抽查数量应不小于焊缝总数的15%。对于穿越铁路、公路、河流、城市主要道路及人口稠密地区的管道焊缝, 均必须进行100% 的无损探伤”。实际上在操作的时候出现很多矛盾, 首先15% 的无损探伤是采用哪种探伤方式, 另外城市管道有很大一部分都在人口聚集区, 即使现在不是以后也肯定是人口聚集区, 那是不是所有的管道都进行100%的探伤。
这些问题是关系到管道运行质量的大事, 一般情况下我们都采取100%超声波探伤加20% 射线探伤, 在人口特别密集的地区采用100% 超声波探伤和100% 射线探伤来保证安全。但这又无形中增加了投资。因此建议有关部门对《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ 33-89 参照长输管道的验收规范进行必要的修订, 以使工程的设计、施工人員有“法”可依, 不断适应城市燃气管道建设的需要。
七、燃气管道试压
城市管道与长输管道的建设不同, 城市管道建设在城市内部, 一般是分街道施工, 因此给管道的试压带来很大麻烦。管道试压介质一般为压缩空气,吹扫试压长度不超过3 km, 因此整个城市管网要根据施工情况被划分成许多试压段, 然后段与段之间通过碰死口方式连接, 焊口进行100%射线探伤。
参考文献：
[1]舒安庆,刘小丽,吴开斌,魏化中.城市燃气管道设计方法比较[J]. 化工设备与管道. 2009(01)
[2]秦红利,李亚忠.室内燃气管道设计和施工有关问题的分析[J]. 上海煤气. 2006(06)
[3]于洋.城市燃气管道设计若干问题的探讨[J]. 煤气与热力. 2007(11)
[4]曾海静.浅谈住宅楼室内外燃气管道的设计与施工[J]. 中国科技信息. 2005(12)