地下管道接口金屬軟連接施工工法-市級優(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)應用中經(jīng)常作為一種柔性補償件安裝于液體輸送系統(tǒng)中，用以補償管道或機器、設備連接端的相互位移，吸收振動能量，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、耐高低溫等多項優(yōu)點。我們可以借鑒金屬軟管在工業(yè)應用中的成功經(jīng)驗，將金屬軟連接應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，本工法詳細闡述了地下管道接口金屬軟連接的施工方法。1、關鍵技術、綜合考慮管徑、連接長度、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，對焊接技術

2、要求較高，必須由水平較高的電焊工進行操作。、軟連接保護套管的細部處理要求較高，其質(zhì)量直接影響軟連接的使用壽命。2、本工法獲獎情況 本工法榮獲中鐵十八局集團有限公司局級優(yōu)秀工法。二、工法特點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，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，需采取可靠的支護方案，施工措施費用較高，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。無需進行混凝土養(yǎng)護，大大縮短工期；無需

3、開挖及支護，施工成本及安全風險都大大降低。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，都可以成功的進行連接。金屬軟連接施工簡便易行，優(yōu)點非常突出，經(jīng)濟效益和社會效益都非常顯著。三、適用范圍本工法運用于頂管管道接口，管徑D1500時施工最為方便可行，經(jīng)濟合理。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)壁進行焊接，從而把兩段管道連接成一個整體，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1、工藝流程施工準備管道軸線、高程復測 保護套管設置 接口處調(diào)整取土保護套管安裝確定軟連接管徑、長度 金屬軟連接加工金屬軟連接安裝施工驗 收 2、操作要點、管道軸線、高程復測在頂管剩余23米即將頂進完畢時停止頂進，復測頂管管口及擬連接管道接口處的高程和軸線。、設置保護套管保護套管的作用主要是保護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度，從而可確定保護套管的長度，保護套管以短于金屬軟連接1015cm為宜，因套管為鋼管，長度可根據(jù)實際需要任意確定。保護套管的管徑應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行調(diào)整取土，取土時應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，即應向上取土；頂管向左偏離時，即應向右取土；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。、保護套管安裝接口處調(diào)整取土后，即可進行保護套管安裝。當頂管為鋼管時，

6、保護套管直接利用頂管本身，將需要長度的套管直接頂進即可；當頂管為鋼筋混凝土管時，保護套管可從頂管內(nèi)部運至接口處進行安裝（此時套管管徑應稍小于頂管管徑）。頂進（安裝）時套管和擬連接管道之間的距離為1015cm時為宜。保護套管頂進完畢后，應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的粘結寬度不宜小于20cm，橡膠止水帶用膠粘結后應用鐵錘逐點擊實以粘結牢固。粘結劑強度達到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、長度根據(jù)保護套管的長度和擬連接兩段管道軸線夾角，即可確定金屬軟連接的長度，金屬軟連接的長度以長于保護套管20cm以上為宜。金屬軟連接的管徑應小于保護套管內(nèi)徑，為方便施工，同時又保證最小的截面流量損失，金屬軟連接的管徑應小于套管管徑20cm左右。、金屬軟連接加工金屬軟連接應在生產(chǎn)廠家定做加工，材質(zhì)為不銹鋼，應不低于SUS304級。金屬軟連接的波高、波距及壁厚應根據(jù)所承受的最大變形、管道工作壓力、管徑、連接長度等綜合確定。通常情況下，金屬軟連接管徑比保護套管管徑小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3040cm的喇叭口形狀的連接段，直徑從軟連接直徑漸變到保護套管直徑。金屬軟連接外壁應做環(huán)氧瀝青特加強級防腐處理（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)壁進行焊接，鋼筋混凝土管時和鋼承口進行焊接。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成，其內(nèi)部使用的波紋管的結構類型根據(jù)ISO/TC5黑色金屬管及其金屬配件技術委員會和金屬軟管分技術委員會以及中華人民共和國推薦性標準GB/T14525-93波紋金屬軟管通用技術條件的規(guī)定分為兩種: 螺旋形波紋管(結構如圖一所示)，環(huán)形波紋管

9、(結構如圖二所示)。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成軟管的管體，在世界各國被廣泛使用。環(huán)形波金屬軟管具有完整閉合的360度環(huán)形波紋，每一個波紋自身都是一個完整的環(huán)形波，整個管體就由各個相互串聯(lián)的環(huán)形波構成。耐壓金屬軟管使用日本進口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，使用壽命長，質(zhì)量優(yōu)于國家推薦性標準GB/T1452594<<波紋金屬軟管通用技術條件>>的規(guī)定，性能完全達到日本國JIS工業(yè)

10、標準，產(chǎn)品技術、質(zhì)量水平在國際上處于領先地位。2、技術術語介紹、波紋類型環(huán)形波波紋軟管由延軸線平行排列的單獨的環(huán)狀波殼構成，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壓力下保持柔性，同時，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準波距制造（密螺紋）。每個制造商都有一個按照單位長度管體波紋數(shù)表示的標準波距，波距的疏密要綜合考慮使用時對柔性和經(jīng)濟性的要求。 稀螺紋金屬軟管在單位長度的管體上具有較少的波紋，這種軟管的柔性不如標準波距的軟管，同時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。、壁厚制造商在設計管體壁厚時要充分考慮柔性、彎曲壽命以及耐腐蝕性的要求。增加或減小壁厚對于使用者來說都具有相應的優(yōu)點與缺點。 軟管總成上的金屬網(wǎng)套通過對軟管拉伸的限制和減震使金屬軟管總成達到更高的壓力水平。在試驗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。當為了增加軟管的抗摩擦性能時，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)設計可以使軟管的網(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會自動繃緊。 平鋪編網(wǎng)的結構表達為：（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)以增強網(wǎng)套的強度。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)預先編織在一起。 辮狀編網(wǎng)的結構表達除了在每股鋼絲數(shù)與鋼絲直徑間使用圓括號以外，與平鋪編網(wǎng)結構表達形式一致。例如，在128×（21×0.4）中，128表示編網(wǎng)機

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，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)。、保護套金屬軟管總成上的保護套在磨損程度非常高的環(huán)境下可以對軟管的外層金屬網(wǎng)套起到保護作用，在萬一軟管破損的情況下還可以分散管體中涌出的流體，起到安全保護作用。保護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。、連接部加強在軟管連接部經(jīng)常發(fā)生極度彎曲的應用中，應對連接部進行加強?？梢允褂靡恍《蜪nterlock套管或彈簧對連接部進行加強以對彎曲進行保護。、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)和動態(tài)兩種。靜態(tài)彎曲應用于軟管不動的使用環(huán)境，動態(tài)彎曲應用于隨機或間歇性彎曲或移動的使用環(huán)境。3、技術指標（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、機具設備 主要機具設備表 表2名 稱規(guī) 格型號性能數(shù) 量成產(chǎn)廠家交流弧焊機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北京博飛水準儀DS31北京博飛八、勞動組織 勞動力組織表 表3工種構成 人員數(shù)量素質(zhì)要求職責分工施工員1人持證上崗落實工藝，組織施工質(zhì)檢員1人持證上崗對原材料、半成品及施工過程進行質(zhì)

17、量檢查，嚴把質(zhì)量關安全員2人持證上崗負責整個施工過程的安全工作力 工4人負責土方清運、軟連接運輸、定位、套管接縫處理等工作測量工2人持證上崗負責施工過程的測量工作電 工2人持證上崗負責現(xiàn)場的臨時用電安全電焊工 2人持證上崗負責所有焊接工作氣焊工 2人持證上崗負責所有金屬切割工作九、安全措施1、施工用電必須按部頒標準，三相五線制執(zhí)行，并設二級保護措施。電工作業(yè)要穿絕緣鞋，必須2人同時在場，非電工不得接線。2、電工、焊工等技術工種必須持證上崗。3、電器設備均要設安全保護措施，并由專人負責。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，必須有專職安全員在旁監(jiān)護，時刻注意地下

18、水位變化情況，安全員必須及時發(fā)出信號，組織作業(yè)人員及時撤離作業(yè)面。6、每班作業(yè)前，必須用活物如鴿子等測試管內(nèi)氧氣含量，氧氣不足時不得進洞作業(yè)。必須采取開蓋通風或機械通風等相應的通風措，保證空氣暢通后再作業(yè)。7、管內(nèi)焊接作業(yè)，必須有可靠的通風措施，作業(yè)人員必須佩戴防毒面具。8、管內(nèi)施工配對講機，管內(nèi)外人員及時聯(lián)系，如有異常情況，安全員及時通知管內(nèi)人員撤離。9、管內(nèi)施工人員最少保證3人，其中一人負責安全工作，如發(fā)現(xiàn)有冒水、塌陷等征兆時，要立即發(fā)出信號，組織大家馬上撤出，并及時報告上級主管領導，查明原因采取應對措施。十、質(zhì)量要求1、采用的質(zhì)量標準波紋金屬軟管通用技術條件GB/T14525-93，天津

19、市城市排水工程質(zhì)量檢驗標準DB29-52-2003，鋼筋焊接及驗收規(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），焊接口處應按原防腐標準補做防腐層，管節(jié)焊接采用的焊條應符合下列規(guī)定：b、焊條的化學成分、機械強度應與母材相同且匹配，兼顧工作條件和工藝性。c、焊條應干燥。d、鋼管焊接前應先修口、清根，管端端面的坡口角度60±5o，間隙b2.04.0mm，銳邊p3.0mm。e、對口時應使內(nèi)壁齊平，當采用長300mm的直尺在接口內(nèi)壁周圍順序貼靠，錯口的允許偏差應為0.2倍壁厚，且不得大于2mm。f、鋼管對口檢查合格后，方可進行焊接。g、不合格的焊縫應返修，返修次數(shù)不得超過三次。焊縫的外觀質(zhì)量應符合下表規(guī)定。表4項目技術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，焊道與母材應平緩過渡。寬度應焊出坡口邊緣23mm表面余高