地下管道接口金屬軟連接施工工法-市級(jí)優(yōu)秀工法

1、地下管道接口金屬軟連接施工工法一、前言金屬軟管在工業(yè)應(yīng)用中經(jīng)常作為一種柔性補(bǔ)償件安裝于液體輸送系統(tǒng)中，用以補(bǔ)償管道或機(jī)器、設(shè)備連接端的相互位移，吸收振動(dòng)能量，能夠起到減震、消音等作用，具有柔性好、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗疲勞、耐高低溫等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。我們可以借鑒金屬軟管在工業(yè)應(yīng)用中的成功經(jīng)驗(yàn)，將金屬軟連接應(yīng)用于市政工程地下管道接口中，可以避免開挖，變明開挖施工為暗接法施工，本工法詳細(xì)闡述了地下管道接口金屬軟連接的施工方法。1、關(guān)鍵技術(shù)、綜合考慮管徑、連接長(zhǎng)度、角度、高差、沉降量等因素，確定適合的波距和峰高，以滿足軟連接最小彎曲半徑和最大變形量的要求。、軟連接和其他材質(zhì)的管道焊接必須采用亞弧焊，對(duì)焊接技術(shù)

2、要求較高，必須由水平較高的電焊工進(jìn)行操作。、軟連接保護(hù)套管的細(xì)部處理要求較高，其質(zhì)量直接影響軟連接的使用壽命。2、本工法獲獎(jiǎng)情況 本工法榮獲中鐵十八局集團(tuán)有限公司局級(jí)優(yōu)秀工法。二、工法特點(diǎn)市政工程頂管施工中，新舊管道之間接口傳統(tǒng)的作法為鋼筋混凝土沉降縫施工方法。這種傳統(tǒng)的施工方法必須明開挖施工，施工周期長(zhǎng)，開挖深度較大，極易受施工環(huán)境的制約而影響正常施工。如開挖范圍周邊鄰近管道、建筑物等，需采取可靠的支護(hù)方案，施工措施費(fèi)用較高，且安全系數(shù)較低，易發(fā)生基坑塌方，建筑物傾斜、裂縫，既有管線滑移、破壞等事故。而采用金屬軟連接方法施工，可避免明開挖采用暗接法施工。無需進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，大大縮短工期；無需

3、開挖及支護(hù)，施工成本及安全風(fēng)險(xiǎn)都大大降低。金屬軟管柔性非常好，能夠更好的滿足不同基礎(chǔ)及新舊管道之間不均勻沉降產(chǎn)生的變形，且金屬軟連接允許更大的施工偏差，在管道軸線和高差相差較大的情況下，都可以成功的進(jìn)行連接。金屬軟連接施工簡(jiǎn)便易行，優(yōu)點(diǎn)非常突出，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都非常顯著。三、適用范圍本工法運(yùn)用于頂管管道接口，管徑D1500時(shí)施工最為方便可行，經(jīng)濟(jì)合理。1、可用于相同管徑之間的鋼管連接。2、可用不相同管徑之間的鋼管連接。3、可用于相同管徑之間的鋼承口鋼筋混凝土管連接。4、可用于不同管徑之間的鋼承口鋼筋混凝土管連接。5、可用于相同管徑之間的鋼管和鋼承口鋼筋混凝土管連接。6、可用于不同管徑之間的

4、鋼管和鋼承口鋼筋混凝土管連接。四、工藝原理金屬軟連接施工就是利用金屬軟管在管道內(nèi)壁進(jìn)行焊接，從而把兩段管道連接成一個(gè)整體，這是一種非開挖的連接地下管道的施工方法，所連接的兩段管道軸線間的夾角可以為任意角度，施工非常方便，參見下圖。 五、工藝流程及操作要點(diǎn)1、工藝流程施工準(zhǔn)備管道軸線、高程復(fù)測(cè) 保護(hù)套管設(shè)置 接口處調(diào)整取土保護(hù)套管安裝確定軟連接管徑、長(zhǎng)度 金屬軟連接加工金屬軟連接安裝施工驗(yàn) 收 2、操作要點(diǎn)、管道軸線、高程復(fù)測(cè)在頂管剩余23米即將頂進(jìn)完畢時(shí)停止頂進(jìn)，復(fù)測(cè)頂管管口及擬連接管道接口處的高程和軸線。、設(shè)置保護(hù)套管保護(hù)套管的作用主要是保護(hù)金屬軟連接免受壓力（主要是土壓力）和地下水的腐蝕。

5、為施工方便，管材通常為鋼管，壁厚1cm。根據(jù)擬連接兩段管道的軸線和高程偏差，可初步判定金屬軟連接的長(zhǎng)度，從而可確定保護(hù)套管的長(zhǎng)度，保護(hù)套管以短于金屬軟連接1015cm為宜，因套管為鋼管，長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需要任意確定。保護(hù)套管的管徑應(yīng)同于或稍小于頂管管徑。、接口處調(diào)整取土根據(jù)擬連接兩段管道的高程和軸線偏差進(jìn)行調(diào)整取土，取土?xí)r應(yīng)向頂管偏差的反方向取土，以消除擬連接兩段管道的高程偏差和軸線偏差。反方向取土可解釋為：頂管向下偏離時(shí)，即應(yīng)向上取土；頂管向左偏離時(shí)，即應(yīng)向右取土；反之亦然。取土量以剛好能夠消除頂管的高程偏差和軸線偏差為宜。、保護(hù)套管安裝接口處調(diào)整取土后，即可進(jìn)行保護(hù)套管安裝。當(dāng)頂管為鋼管時(shí)，

6、保護(hù)套管直接利用頂管本身，將需要長(zhǎng)度的套管直接頂進(jìn)即可；當(dāng)頂管為鋼筋混凝土管時(shí)，保護(hù)套管可從頂管內(nèi)部運(yùn)至接口處進(jìn)行安裝（此時(shí)套管管徑應(yīng)稍小于頂管管徑）。頂進(jìn)（安裝）時(shí)套管和擬連接管道之間的距離為1015cm時(shí)為宜。保護(hù)套管頂進(jìn)完畢后，應(yīng)在套管起始位置處和原管道斷開（可用氣焊切割）。為最大程度地滿足變形和不均勻沉降的要求，套管本身也應(yīng)斷開，每段以1米左右為宜，但最少不得少于2段，套管之間縫隙以23cm為宜。套管之間的縫隙應(yīng)在管道內(nèi)壁用膠粘貼橡膠止水帶予以封閉，防止地下水的侵入。橡膠止水帶在套管每側(cè)的粘結(jié)寬度不宜小于20cm，橡膠止水帶用膠粘結(jié)后應(yīng)用鐵錘逐點(diǎn)擊實(shí)以粘結(jié)牢固。粘結(jié)劑強(qiáng)度達(dá)到100后，

7、才允許下道工序施工，在此期間，套管不允許承受任何外力作用。、確定金屬軟連接管徑、長(zhǎng)度根據(jù)保護(hù)套管的長(zhǎng)度和擬連接兩段管道軸線夾角，即可確定金屬軟連接的長(zhǎng)度，金屬軟連接的長(zhǎng)度以長(zhǎng)于保護(hù)套管20cm以上為宜。金屬軟連接的管徑應(yīng)小于保護(hù)套管內(nèi)徑，為方便施工，同時(shí)又保證最小的截面流量損失，金屬軟連接的管徑應(yīng)小于套管管徑20cm左右。、金屬軟連接加工金屬軟連接應(yīng)在生產(chǎn)廠家定做加工，材質(zhì)為不銹鋼，應(yīng)不低于SUS304級(jí)。金屬軟連接的波高、波距及壁厚應(yīng)根據(jù)所承受的最大變形、管道工作壓力、管徑、連接長(zhǎng)度等綜合確定。通常情況下，金屬軟連接管徑比保護(hù)套管管徑小20cm左右，此差異可用鋼制喇叭口處理，即用A3鋼制作一

8、段長(zhǎng)3040cm的喇叭口形狀的連接段，直徑從軟連接直徑漸變到保護(hù)套管直徑。金屬軟連接外壁應(yīng)做環(huán)氧瀝青特加強(qiáng)級(jí)防腐處理（三布四油作法）。、金屬軟連接安裝施工金屬軟連接就位后，在兩端喇叭口處分別和擬連接的兩段管道內(nèi)壁進(jìn)行焊接，鋼筋混凝土管時(shí)和鋼承口進(jìn)行焊接。六、材料1、主要材料規(guī)格金屬軟管總成由內(nèi)部的金屬波紋管、外層的不銹鋼絲(或不銹鋼帶)編織層以及兩端的接頭構(gòu)成，其內(nèi)部使用的波紋管的結(jié)構(gòu)類型根據(jù)ISO/TC5黑色金屬管及其金屬配件技術(shù)委員會(huì)和金屬軟管分技術(shù)委員會(huì)以及中華人民共和國(guó)推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T14525-93波紋金屬軟管通用技術(shù)條件的規(guī)定分為兩種: 螺旋形波紋管(結(jié)構(gòu)如圖一所示)，環(huán)形波紋管

9、(結(jié)構(gòu)如圖二所示)。螺旋波金屬軟管的波紋呈不間斷的螺旋形，其波紋按一定角度軸向延伸構(gòu)成軟管的管體，在世界各國(guó)被廣泛使用。環(huán)形波金屬軟管具有完整閉合的360度環(huán)形波紋，每一個(gè)波紋自身都是一個(gè)完整的環(huán)形波，整個(gè)管體就由各個(gè)相互串聯(lián)的環(huán)形波構(gòu)成。耐壓金屬軟管使用日本進(jìn)口SUS304（0Cr18Ni9Ti）、SUS316 (OCr17Ni12Mo2)和SUS316L (00Cr17Ni14Mo2)不銹鋼制造，柔韌性好，耐腐蝕，耐高低溫，減震降噪，密封性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T1452594<<波紋金屬軟管通用技術(shù)條件>>的規(guī)定，性能完全達(dá)到日本國(guó)JIS工業(yè)

10、標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量水平在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。2、技術(shù)術(shù)語介紹、波紋類型環(huán)形波波紋軟管由延軸線平行排列的單獨(dú)的環(huán)狀波殼構(gòu)成，螺旋波軟管的波紋則呈不間斷的螺旋形。兩種類型波紋軟管的總成都可以在相當(dāng)壓力下保持柔性，同時(shí)，螺旋狀波紋軟管還具有一定的自凈能力。、波距（又名：螺距、山形）波紋金屬軟管通常按照標(biāo)準(zhǔn)波距制造（密螺紋）。每個(gè)制造商都有一個(gè)按照單位長(zhǎng)度管體波紋數(shù)表示的標(biāo)準(zhǔn)波距，波距的疏密要綜合考慮使用時(shí)對(duì)柔性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 稀螺紋金屬軟管在單位長(zhǎng)度的管體上具有較少的波紋，這種軟管的柔性不如標(biāo)準(zhǔn)波距的軟管，同時(shí)彎曲使用壽命也要低得多。稀螺紋金屬軟管通常使用在使用環(huán)境沒有多么苛刻，對(duì)軟管的柔性和使

11、用壽命要求不高的情況，或者用作減震使用。、壁厚制造商在設(shè)計(jì)管體壁厚時(shí)要充分考慮柔性、彎曲壽命以及耐腐蝕性的要求。增加或減小壁厚對(duì)于使用者來說都具有相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。 軟管總成上的金屬網(wǎng)套通過對(duì)軟管拉伸的限制和減震使金屬軟管總成達(dá)到更高的壓力水平。在試驗(yàn)壓力沒有使管體波紋發(fā)生變形的條件下，可以通過增加第二層編網(wǎng)來增加軟管的使用壓力。當(dāng)為了增加軟管的抗摩擦性能時(shí)，可以考慮使用鎧裝的編織方式。、編網(wǎng)層理想的編網(wǎng)不僅要做到在管體承壓的情況下包裹住管體，而且還要減小軟管扭曲的可能性。合適的編網(wǎng)要綜合平衡軟管承壓和軟管柔韌性的要求。通過優(yōu)化編網(wǎng)設(shè)計(jì)可以使軟管的網(wǎng)套緊貼波紋的波峰。、平鋪編網(wǎng)平鋪編網(wǎng)是先將數(shù)

12、根單根鋼絲組合成一股，然后再將各股鋼絲編織成網(wǎng)套，網(wǎng)套再受到外力拉伸時(shí)會(huì)自動(dòng)繃緊。 平鋪編網(wǎng)的結(jié)構(gòu)表達(dá)為：（錠數(shù)）×（每股鋼絲數(shù)）×（鋼絲直徑）。例如，在24×8×0.3中，24表示編網(wǎng)機(jī)的錠數(shù)為24錠，8表示每股鋼絲的條數(shù)為8條，0.3表示單根鋼絲的直徑為0.3毫米。、辮狀編網(wǎng)大口徑軟管總成要求使用辮狀編網(wǎng)以增強(qiáng)網(wǎng)套的強(qiáng)度。與平鋪編網(wǎng)有所區(qū)別的是，辮狀編網(wǎng)每股鋼絲在合股前已經(jīng)預(yù)先編織在一起。 辮狀編網(wǎng)的結(jié)構(gòu)表達(dá)除了在每股鋼絲數(shù)與鋼絲直徑間使用圓括號(hào)以外，與平鋪編網(wǎng)結(jié)構(gòu)表達(dá)形式一致。例如，在128×（21×0.4）中，128表示編網(wǎng)機(jī)

13、的錠數(shù)為128錠，21表示每股鋼絲的條數(shù)為21條，0.4表示單根鋼絲的直徑為0.4毫米。、壓網(wǎng)環(huán)壓網(wǎng)環(huán)是連接軟管、網(wǎng)套和管接頭的部分。在焊接時(shí)，內(nèi)管和網(wǎng)套要和壓網(wǎng)環(huán)焊接在一起。在焊接過程中，部分波紋管體和網(wǎng)套的材料性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，這片發(fā)生變化的區(qū)域被稱為“熱影響區(qū)域”。熱影響區(qū)域必須被隔離，否則可能造成軟管總成失效。所以，必須小心選擇合適的壓網(wǎng)環(huán)。、保護(hù)套金屬軟管總成上的保護(hù)套在磨損程度非常高的環(huán)境下可以對(duì)軟管的外層金屬網(wǎng)套起到保護(hù)作用，在萬一軟管破損的情況下還可以分散管體中涌出的流體，起到安全保護(hù)作用。保護(hù)套可以使用多種材料，包括Interlock套管、熱收縮管、各種彈性體層，但要注意的是不

14、能使用含氯元素的材料，例如PVC等。、連接部加強(qiáng)在軟管連接部經(jīng)常發(fā)生極度彎曲的應(yīng)用中，應(yīng)對(duì)連接部進(jìn)行加強(qiáng)?？梢允褂靡恍《蜪nterlock套管或彈簧對(duì)連接部進(jìn)行加強(qiáng)以對(duì)彎曲進(jìn)行保護(hù)。、最小中心線彎曲半徑軟管在使用中允許的不致造成永久性變形的最小彎曲半徑。這種類型的柔性參數(shù)分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)彎曲應(yīng)用于軟管不動(dòng)的使用環(huán)境，動(dòng)態(tài)彎曲應(yīng)用于隨機(jī)或間歇性彎曲或移動(dòng)的使用環(huán)境。3、技術(shù)指標(biāo)（節(jié)選）表1公稱通徑mm內(nèi)徑mm外徑mm 最小彎曲半徑mm 最高工作壓力MPa 波紋管 帶一層網(wǎng)套 靜態(tài) 動(dòng)態(tài) 一層網(wǎng)套 二層網(wǎng)套 88.813.214.45011015201011.716.517.7651451

15、5201513.519.521.180180152020202728.61202701015252734.536.11603606.31032324041.61754004.06.34039.65253.62255104.06.35049.76263.62806403.05.06561.280.281.84109153.05.0807996.397.948610303.05.0100101.2119.6121.261013402.54.0125124.1145.3146.970015402.54.0150149.4180.8182.481017802.54.0200176240243.2100

16、020002.54.0250248290294125025002.54.0300298350354150030001.62.5350347.6400404.8175035001.62.5400397.6460464.8200040001.62.5七、機(jī)具設(shè)備 主要機(jī)具設(shè)備表 表2名 稱規(guī) 格型號(hào)性能數(shù) 量成產(chǎn)廠家交流弧焊機(jī)BX1-5001天津千斤頂YQ1-2020噸2天津手拉葫蘆HS1010噸2天津激光經(jīng)緯儀J21北京博飛水準(zhǔn)儀DS31北京博飛八、勞動(dòng)組織 勞動(dòng)力組織表 表3工種構(gòu)成 人員數(shù)量素質(zhì)要求職責(zé)分工施工員1人持證上崗落實(shí)工藝，組織施工質(zhì)檢員1人持證上崗對(duì)原材料、半成品及施工過程進(jìn)行質(zhì)

17、量檢查，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)安全員2人持證上崗負(fù)責(zé)整個(gè)施工過程的安全工作力 工4人負(fù)責(zé)土方清運(yùn)、軟連接運(yùn)輸、定位、套管接縫處理等工作測(cè)量工2人持證上崗負(fù)責(zé)施工過程的測(cè)量工作電 工2人持證上崗負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用電安全電焊工 2人持證上崗負(fù)責(zé)所有焊接工作氣焊工 2人持證上崗負(fù)責(zé)所有金屬切割工作九、安全措施1、施工用電必須按部頒標(biāo)準(zhǔn)，三相五線制執(zhí)行，并設(shè)二級(jí)保護(hù)措施。電工作業(yè)要穿絕緣鞋，必須2人同時(shí)在場(chǎng)，非電工不得接線。2、電工、焊工等技術(shù)工種必須持證上崗。3、電器設(shè)備均要設(shè)安全保護(hù)措施，并由專人負(fù)責(zé)。4、管內(nèi)照明必須采用36V安全電壓，燈線用二芯膠皮線引入5、洞內(nèi)作業(yè)時(shí)，必須有專職安全員在旁監(jiān)護(hù)，時(shí)刻注意地下

18、水位變化情況，安全員必須及時(shí)發(fā)出信號(hào)，組織作業(yè)人員及時(shí)撤離作業(yè)面。6、每班作業(yè)前，必須用活物如鴿子等測(cè)試管內(nèi)氧氣含量，氧氣不足時(shí)不得進(jìn)洞作業(yè)。必須采取開蓋通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)等相應(yīng)的通風(fēng)措，保證空氣暢通后再作業(yè)。7、管內(nèi)焊接作業(yè)，必須有可靠的通風(fēng)措施，作業(yè)人員必須佩戴防毒面具。8、管內(nèi)施工配對(duì)講機(jī)，管內(nèi)外人員及時(shí)聯(lián)系，如有異常情況，安全員及時(shí)通知管內(nèi)人員撤離。9、管內(nèi)施工人員最少保證3人，其中一人負(fù)責(zé)安全工作，如發(fā)現(xiàn)有冒水、塌陷等征兆時(shí)，要立即發(fā)出信號(hào)，組織大家馬上撤出，并及時(shí)報(bào)告上級(jí)主管領(lǐng)導(dǎo)，查明原因采取應(yīng)對(duì)措施。十、質(zhì)量要求1、采用的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)波紋金屬軟管通用技術(shù)條件GB/T14525-93，天津

19、市城市排水工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)DB29-52-2003，鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程JGJ18-2003。2、質(zhì)量控制和檢查焊接要求如下：a、管道接口采用焊接口（單面焊），焊接口處應(yīng)按原防腐標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)做防腐層，管節(jié)焊接采用的焊條應(yīng)符合下列規(guī)定：b、焊條的化學(xué)成分、機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)與母材相同且匹配，兼顧工作條件和工藝性。c、焊條應(yīng)干燥。d、鋼管焊接前應(yīng)先修口、清根，管端端面的坡口角度60±5o，間隙b2.04.0mm，銳邊p3.0mm。e、對(duì)口時(shí)應(yīng)使內(nèi)壁齊平，當(dāng)采用長(zhǎng)300mm的直尺在接口內(nèi)壁周圍順序貼靠，錯(cuò)口的允許偏差應(yīng)為0.2倍壁厚，且不得大于2mm。f、鋼管對(duì)口檢查合格后，方可進(jìn)行焊接。g、不合格的焊縫應(yīng)返修，返修次數(shù)不得超過三次。焊縫的外觀質(zhì)量應(yīng)符合下表規(guī)定。表4項(xiàng)目技術(shù)要求外觀不得有熔化金屬流到焊縫外未熔化的母材上 焊縫和熱影響區(qū)表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和灰渣等缺陷；表面光順、均勻，焊道與母材應(yīng)平緩過渡。寬度應(yīng)焊出坡口邊緣23mm表面余高