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第五章管道工程 5.2 燃气管道

news 2025/7/16 10:44:53

5.2 城市燃气管道工程

5.2.1 燃气管道的分类

1.根据用途分类

长距离输气管道
城市燃气管道
工业企业燃气管道

2.根据敷设方式分类

埋地燃气管道:直埋或地沟
架空燃气管道:河流等障碍时或工厂区

3.根据输气压力分类

设计压力不同、对其安装质量和检验要求也不尽相同。
1. 高压A 2.5<X<=4
2. 高压B 1.6<X<=2.5
3. 次高压A 0.8<X<=1.6
4. 次高压B 0.4<X<=0.8
5. 中压A 0.2<X<=0.4
6. 中压B 0.01<X<=0.2
7. 低压 <=0.01
次高压应采用钢管、中压宜采用钢管或铸铁管、低压采用聚乙烯管材符合有关标准规定
燃气管道泄露可能导致火灾、爆炸、中毒其他事故。压力越高、危害越大、对管道材质、安装质量、检验标准、允许管理要求不同
中压B和中压A必须通过调压站、用户专用调压站才能给城市分配管网中的低压和中压供气。
城市高压B管道构成外环网。主动脉。高压必须通过调压站才能进入中压管道、高压储气罐、以及需要高压燃气的大型企业
高压A通常贯穿省、地区或连接城市的长输管线、有时构成了大型城市输配管网的外环网。中压及上压力较高的管道连城环网。初建可以式半环形或枝状管道、逐步构成环网
城市、工厂区、居民点可由长距离输气管线供气、个别距离城市燃气管道较远的大型用户、论证经济合理和安全可靠时、可自设调压站与长输管线连接。除了一些允许设专业调压器外，单个居民用户不得与长输管线连接

5.2.2 燃气管道、附件及设施施工技术

1.燃气管道穿越施工技术

1.水平定向钻

一般要求
- 勘察现场、掌握地质、水文资料、地下管线、交通情况
- 现场交底和工厂设计图纸熟悉，探测。编制施工组织设计
- 测量放线要求
  1. 确定的控制桩位、设备情况、工程情况、地形地貌编制施工场地平面布置图
  2. 确定穿越中心线及穿越入土点、出土点。至少放桩1个
  3. 根据入土点、出土点及穿越中心线、确定钻机安装场地、管道侧施工场地、泥浆池、预制场地的边界线。
- 施工场地的实际情况、合理布设钻机、工作井、材料堆放和管道地面安装等工作区的位置。采取防止塌陷的措施
- 泥浆循环使用。出土点设置**泥浆池或泥浆罐。**废浆清运至环保部门指定地点排放
- 水平定向钻的选用根据最大回拖力确定。不宜小于计算值的2倍
- 钻进设备进场进行维护、调试、进场后对设备包括钻具、仪器进行验收。标定的检定期内
- 钢管焊接后进行外观检验和射线检测。防腐处理。PE管热熔焊接翻边宽度不超平均值的±2mm，外观检验合格
- 土层条件和环境要求选择适宜的施工方法和技术措施。不宜选择砾石层铺管
- 施工工作坑位于道路内时，按管理部门的要求进行申报。路面恢复处理符合道路管理部门的要求。
导向孔钻进轨迹的施工设计
- 斜直线段-曲线段-水平直线段-曲线段-斜直线段。确定出入土点、出入土角。埋深和轨迹组成
- 轨迹设计内容:轨迹分段形式、出土与入土点、直线段最大深度、曲线段的曲率半径、出土角与入土角、直线段与曲线段长度。
- 轨迹根据设备的特性、已掌握的地下障碍物情况、地质条件状况、周边环境、地下水、地层情况、作图法或计算法确定
- 钢管或钻杆导向孔曲线段允许的最小曲率半径符合要求
- PE管导向孔曲线段允许的最小曲率半径符合要求
- 施工入土角出土角计算。穿越长度、穿越深度、管道弹性敷设条件。入土角8-18；出土角 4-12°
- 铺设地下管线及穿越时，合理控制安全距离、保证周边环境和施工安全。
- 钻机额定的回拉力不超过估算值的70%，施工工艺、现场条件。导向、扩孔钻头根据地层、铺管长度、铺管外径、施工工艺选定。导向仪根据工程规模、铺设管线穿越障碍类型、管线铺设深度、施工周边环境
- 导向钻头类型选择
  1. 淤泥质黏土较大掌面的铲形钻头
  2. 软黏土中等掌面的铲形钻头
  3. 砂性土 小锥型掌面的铲形钻头
  4. 砂砾石层 镶焊硬质合金，中等尺寸弯接头钻头
  5. 岩石层泥浆马达驱动的牙轮钻头或气动冲击锤
- 扩孔器类型选择
  1. 松软地层 挤压型或组合型
  2. 软土层 切削型或组合型
  3. 硬土和岩石 牙轮组合型或滚刀组合型
钻进施工要点
- 导向孔钻进施工要点
  1. 导向孔决定管道铺设的最终位置、导向孔施工的关键是钻孔轨迹的监测和控制。测量顶角、方位角、工具面向角、计算钻头的空间位置。
  2. 匀速钻进、严格控制钻进给进力和钻进方向。保持钻头正确姿态，及时纠正，小角度逐步纠偏。钻孔的轨迹偏差不得大于终孔直径。退回进行纠偏
  3. 第一根钻杆入土钻进时，应采取轻压慢转，稳定钻进导入位置和保证入土角、入土段和出土段应为直线钻进，直线长度宜控制在20m左右。钻杆的钻进距离、深度、侧向位移等的导向探测，曲线段和相邻管线加密探测。
- 扩孔、清孔施工要点
  1. 根据管线的管径等选择扩孔钻头。钻杆-扩孔钻头-分动器-转换卸扣-钻杆。扩孔的目的是浆孔径扩大至能容纳所要铺设的生产管线大小要求,最终扩孔直径大小根据地层条件和生产管道类型确定。
  2. 扩孔根据终孔孔径、管道曲率半径、土层条件、设备能力扩孔。一次或多次
  3. 地层条件不同，选择不同的回扩钻头。软土层可使用铣刀型扩孔钻头或组合型扩孔钻头。硬土层和岩层 组合型扩孔钻头**、硬质合金扩孔钻头或牙轮扩孔**钻头。
  4. 分次扩孔每次回扩极差控制100-150mm、终孔孔径宜控制在回拖管节外径1.2-1.5倍
  5. 扩孔严格控制回拉力、转速、泥浆流量。铺设前一次或多次清孔。
- 管线辅设施工要点
  1. 扩孔孔径到终孔要求、清孔完成后及时进行回拖管道施工。检查焊接管线长度、焊缝、防腐。
  2. 出土点向入土点连续进行，匀速慢拉。严禁硬拉硬拖。严格控制钻机回拖力、扭矩、泥浆流量、回拖速率。水力发送沟、滚筒管架发送道。进入设计位置后，孔隙进行填充
- 定向钻施工的泥浆配置要点
  - 钻进、扩孔、回拖时，及时向孔内注入泥浆。
  - 泥浆的材料、配合比、技术性能满足要求。泥浆压力、泥浆流量进行控制
  - 专用的搅拌装置中配制，通过泥浆循环池使用。钻孔中返回的泥浆处理后回用。剩余泥浆妥善处理
- 出现下列情况停止作业.解决后继续作业
  1. 设备无法正常或损坏、钻机导轨、工作井变形
  2. 钻进轨迹发生突变、钻杆发生过度弯曲
  3. 回转扭矩、回拖力突变、钻杆扭曲过大或拉断
  4. 塌孔、缩孔、地面冒浆
  5. 待回拖管表面及钢管外防腐层损伤
  6. 遇到未预见的障碍物或意外的地质变化
  7. 地层、邻近建筑物、管线等周围环境的变形量超出控制允许值

2.夯管施工

一般作为钢套管使用，夯管长度一般不超80m。
卵石层、杂填土中夯进，最大卵砾石粒径和最大块状物尺寸不超0.5倍夯进管外径

一般要求
- 调查、复核、编制施工组织设计
- 夯管覆土厚度不小于2倍管径，且不小于1m。夯管锤根据管径、夯管长度、地质条件选择夯管锤外径
夯进施工前准备要点
- 工作井结构符合要求、尺寸满足管节安装、接口焊接作业、夯管锤、辅助设备布置、气动软管弯曲
- 气动系统、各类辅助系统的选择及布置符合要求、管路连接结构安全、无泄漏、阀门及仪器仪表安装和使用安全可靠
- 工作井内的导轨安装方向与管道轴线一致、安装稳固、直顺、无位移变形
- 成品钢管及外防腐层质量检验合格、接口外防腐层补口材料准备就绪
- 连接器与穿孔机、钢管刚性连接牢固、位置正确、中心轴线一致、第一节钢管顶入端的管靴制作和安装符合要求
- 设备、系统经检验、调试合格后方可使用。滑块与导轨面接触平顺、移动平稳
- 进出洞口范围土体稳定
夯进施工要点
- 开始夯进时先进行试夯，3-5m，控制供气量慢速夯近，首节管设置管靴、管靴外径宜大于被夯管外径15-25mm，管靴内径宜小于被夯内径15-25.管靴后设置减阻泥浆注浆孔。夯进中，管外壁注润滑液或涂抹润滑脂减阻措施。夯进结束进行贯通测量
- 第一节管夯至规定位置后，将连接器与第一节管分离，吊入第二节管与第一节管进行接口焊接，后续管节每次夯进前，待已夯入管与吊入管的管节接口焊接完成，进行焊缝质量检验和外防腐层补口施工后，方可与连接器及穿孔机连接夯进施工
- 管节夯进过程中严格控制气动压力、夯进速率、气压必须控制在穿孔机工作气压的定值内，及时检查导轨变形机设备运行、连接器连接、导轨面、滑块接触清孔
- 夯管完成后进行排土作业，人工结合机械方式，小口径可采用气压、水压。

2.管道敷设技术

1.埋地钢质燃气管道安装

管道安装基本要求
- 不得影响周边建筑物的结构安全,不得在建筑物和大型构筑物(不含架空的建筑物和大型建筑物)的下面敷设
- 地下燃气管道埋深的最小覆土厚度要求。机动车道不小于0.9m、人行道及田地下不小于0.6m
- 不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越，且不宜与气体管道或电缆同沟敷设。需要同沟，采取安全防护措施
- 不应再排水管、供水管渠、热力管沟、电缆沟、隧道、轨道交通、地下人行通道等地下构筑物内敷设。需穿过采取防护措施
- 燃气管道穿越铁路、高速公路、电车轨道、城镇主干道要求
  1. 铁路、高速公路，加套管，提高绝缘防腐等级。
  2. 穿越铁路套管要求
    - 深度符合铁路部门要求;钢管或钢筋混凝土管;内径比燃气管道外径大100mm以上;两端与燃气管间隙采用柔性防腐防水材料密封，一端设检漏管；端部距路堤坡脚外的距离不应小于2m
  3. 穿越电车轨道、城市主干道宜套管或管沟。高速公里的燃气管道加套管
    - 套管内径比燃气管道外径大100mm以上，两端密封，重要地段的套管或管沟端部宜安装检漏管
    - 套管或管沟端部距电车道边轨不应小于2m；距道路边缘不小于1m。
  4. 穿越高铁、电气化铁路、城市轨道交通、采取防止杂散电流腐蚀的措施并确保有效
- 燃气管道宜垂直穿越铁路、高速公路、电车轨道或城镇主要干道
- 燃气管道随桥梁跨越河流
  1. 输气压力不应大于0.4mpa
  2. 加厚的无缝钢管或焊接钢管，尽量减少焊缝，100%无损检测
  3. 跨越通航河流的燃气管道管底高程，符合通航净空的要求，管架外侧应设置护桩。
  4. 与随桥敷设的其他可燃气体管道保持一定间距
  5. 必要的补偿和减震措施
  6. 过河架空的燃气管道向下弯曲，向下弯曲部分与水平管夹角宜采用45°形式
  7. 较高等级的防腐保护
  8. 阴极保护的埋地钢管与随桥管道之间设置绝缘装置
- 燃气管道穿越河底时，符合下列要求
  1. 钢管
  2. 燃气管道至河床的覆土厚度应根据水流冲刷条件及规划河床标高确定，对于通航河流，应满足疏浚和投锚深度要求
  3. 稳管措施根据计算确定
  4. 埋设燃气管道位置的河流两岸上下游设立标志
  5. 对接安装误差不得大于3°，否则设置弯管;次高压燃气管道考虑盲板力。
对口焊接的基本要求
- 管道坡口采用手提气割或半自动气割机配合手提坡口机打坡口,坡口角度、钝边、间隙。氧化皮打磨平整
- 对口前检查夹层、裂纹缺陷。管口外不小于20mm清扫干净
- 对口器固定、手动葫芦吊管找正对圆，不得强力对口
- 纵向焊缝互相错开，间距不小于100mm弧长。内壁平齐、错边量符合
- 对口完成后立即进行定位焊，定位焊的焊条应与管口焊接焊条材质相同，厚度与坡口第一层厚度相近，不应超过管壁厚度70%。焊缝根部必须焊透、定位焊均匀对称、总长度不小于焊道总长度的50%。纵向焊缝端部不得定位焊
- 定位焊完毕拆除对口器、进行焊口编号，对号口的必须当天焊完。
- 试焊确定的工艺进行焊接，氩弧焊打底、电弧焊填充盖面。钢管采用单面焊、双面成型。焊接层数根据钢管壁厚和坡口形式确定，壁厚再5mm以下的焊接层数不小于2层
- 焊接工艺评定:编制作业指导书并试焊，钢管、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，焊接工艺评定。评定报告确定焊接工艺
- 焊材:焊丝和焊条与母材材质相匹配，直径根据管道壁厚和接口形式选择。受潮、生锈、掉皮焊条不得使用。按出厂质量证明书的要求烘干，装入保温筒保温，随用随取
- 焊接顺序:管径大小对焊缝周长进行排位。采取合理的焊接顺序，避免应力集中、管口变形
- 分层施焊:氩弧焊打底、均匀焊透、不得咬肉、夹渣。厚度不超过焊丝的直径。各层焊接前将上一层的药皮、焊渣机金属飞溅物清理干净。引弧点和熄弧点错开20mm以上。不得再焊道以外引弧。焊缝宽度一般位焊条直径的0.8-1.2
- 盖面:焊缝断面呈弧形、高度不低于母材，宽度位上坡口宽度加2-3mm,外观不得又气泡、夹渣、咬边、弧坑、裂纹、电弧擦伤。呈鱼鳞状、光滑、均匀、宽度整齐
- 固定口焊接:分段焊接完成厚、固定焊口应在接口处提前挖好工作坑
钢管防腐的做法
- 无损检测完成及分段强度试验后进行补口防腐。
- 补口防腐前必须将焊口两侧直管段铁锈全部清除、呈现金属本色、找出防腐接拆、管道防腐材料做补口处理
- 焊口防腐后应用电火花检漏仪检查，出现击穿针孔时，加强防腐做好记录
- 焊口除锈可采用喷砂除锈的方法、除锈后及时防腐
- 弯头及焊缝防腐可采用冷涂方式，厚度、防腐层数与直管段相同、防腐层表层固化2h后用电火花检漏仪检测。
- 外观检查要求涂层表面平整、色泽均匀、无气泡、无开裂、无收缩。
- 固定口可采用辐射交联聚乙烯热收缩套，也可采用环氧树脂辐射交联聚乙烯热收缩套3层结构
- 固定口搭接部位的聚乙烯应打磨至表面粗糙
- 热收缩套与聚乙烯层搭接宽度不小于100mm、热收缩套时。采用固定片固定，周间搭接宽度不小于80mm。
新建燃气管道阴极保护系统施工
- 测试装置坚固耐用、方便测试、标明编号、
- 接线端子和测试柱铜制品并封闭在测试盒内

2.聚乙烯燃气管道安装

优缺点
1. 重量轻、耐腐蚀、阻力小、柔韧性好、节约能源、安装方便、造价低、可缠绕、深沟溶解、蜿蜒敷设、减少接头数量、抗内外机微生物侵蚀、导电性弱、无需外侧保护及防腐、较好的气密性、渗透率低、维修费用低、经济优势明显。
2. 使用范围小、易老化、承压能力低、抗破坏能力差。中低压力燃气管道。不得用于室外明设
聚乙烯燃气管材、管件、阀门要求
1. 聚乙烯管材、管件、阀门进场检验
  - 标准进行检查。有异议、委托具有资质的第三方进行复检
2. 聚乙烯管材、管件、阀门储存
  - 不同类型、规格尺寸分别存放。先进先出的原则
  - 符合国家标准规定的仓库或半露天堆场内，不应受暴晒、雨淋、防紫外线。
  - 远离热源、严禁与油类或化学类混合存放
  - 水平堆放再平整的支撑物或地面上，管口应封堵。支管采用梯形堆放或两侧加支撑保护的矩形堆放时，不超1.5m。分层货架堆放，每层不超1m。
  - 管件和阀门成箱存放或叠放再平整地面上，成箱叠放，不超1.5m。不得拆除密封包装
  - 从生产到使用期间，管材不超4年，密封包装超过6年，抽样检验，性能符合可使用。
连接方式的选择
1. 热熔对接连接和电容承插鞍形连接
  - 热熔对接：操作方便、接头强度高、密封性好。专用热熔连接设备，小口径手持式熔接器，大口径固定式全自动热熔焊机。
  - 电熔连接：方便、迅速、接头质量好、外界因素干扰小、口径较小的管道
2. 聚乙烯管材与金属管道或金属附件连接。钢塑转换管件连接、法兰连接
3. 不同级别、熔体质量流动速率差值大于等于0.5g/10min、焊接端部标准尺寸比SDR不同，公称外径小于90mm或壁厚小于6mm的聚乙烯管材
4. 连接要点
  - 热熔对接连接
    1. 专用连接热板加热，两端融化，迅速贴合，保持一定压力，冷却后连接的目的
    2. 同一轴线上，错边量不应大于壁厚10%
    3. 连接部位擦净、保持干燥、端部铣削、与轴线垂直，
    4. 连接件热面融化均匀、不得损伤，保持规定的熔对接压力
    5. 自然冷却、冷却期间，不得拆开夹具、不得移动连接杆件或施加任何外力
  - 电熔连接
    1. 连接部位拆入内埋电阻丝的专用电熔管件，通电加热、连接部位热熔形成接头
    2. 电熔承插连接
      - 连接部位擦净、干燥
      - 刮除插入段表皮的氧化层，0.1-0.2mm
      - 管件的插入端插入电熔管件承口内至标记位置，同一轴线，专用夹具固定，通电焊接
      - 加热的电压、电流、加热时间符合要求。自然冷缺，不得拆除夹具、移动、施加外力
    3. 电熔鞍形连接
      - 擦净、干燥、刮除氧化层，0.1-0.2mm
      - 检查电容鞍形管件鞍形面与管道连接部位的适配性，采用支座或机械装置固定管道连接部位的管段，保持直线度和圆度
      - 通电加热电压、电流、加热时间符合
      - 自然冷却、不得拆除夹具、移动、施加外力
    4. 法兰连接
      - 螺孔对中、法兰面相互平行、螺栓孔与螺栓直径配套、螺母再同一侧
      - 对称顺序分次均匀紧固，不得强力组装
      - 紧固后伸出螺母1-3倍螺距。静置8-10h，二次紧固
      - 密封面、密封件不得影响密封性能的划痕、凹坑。
    5. 钢塑转换管件连接
      - 连接符合热熔连接或电熔连接。与金属管道的连接符合规定
      - 钢管焊接时，钢塑过渡段采取降温措施
      - 连接后应对接头进行防腐处理。
    6. 聚乙烯燃气管道埋地敷设要求
      - 聚乙烯燃气管道与热力管道之间的水平和垂直净距不应小于规范规定，确保燃气管道外币温度不高于40°。气体管道之间的水平和垂直净距
      - 下管时，不得采用金属材料直接捆扎和吊运管道、防止划伤、扭曲、过大的拉伸和弯曲
      - 呈蜿蜒状敷设，随地形在一定的起伏范围内自然弯曲敷设，不得使用机械或加热弯曲管道
      - 水平定向钻敷设，拖拉中，沟底不得有损伤管道表面的石块或尖凸物。拖拉长度不宜超过300m

3.管线回填及警示带敷设

1.沟槽回填

不得采用有机物、冻土、垃圾、木材等材料回填。管道两侧及管顶以上0.5m内采用砂土、素土。不得含有碎石、砖块杂物。不得采用灰土回填。管顶0.5m以上回填土中的石块不得大于10%、直径不得大于0.1m，均匀分布
沟槽支撑应在管道两侧及管顶以上0.5m回填完毕并压实后，保证安全前提下拆除。细砂填实缝隙
先填管底局部悬空部位、再回填管顶两侧
回填土分层压实，每层虚铺厚度0.2-0.3m。管道两侧及管顶以上0.5m回填必须采用人工压实。管顶0.5m以上小型机具压实。每层虚铺0.25-0.4m
分层检查密实度。做好回填记录

2.钢管警示带敷设

连续敷设警示带。再管道正上方且距管顶的距离宜300-500mm。不得在路基和路面里
黄色聚乙烯等不宜分解的材料。明显牢固的警示语，字体不小于100*100mm
沿线设置里程桩、转角桩、警示牌等永久性标志

3.聚乙烯管道警示装置敷设

失踪线-警示带-保护板-地面标志
失踪线在管道正上方，良好的导电性和有效的电气连接，设置信号源井
警示带敷设在管顶上方300-500mm，不得敷设在路面结构层内
- 外径小于400mm的一条警示带
- 大于或等于400mm的两条间距100-200mm的警示带
- 聚乙烯等不宜分解的材料制作、黄色。醒目、永久性标识语
保护板足够的强度。明显警示标识。管道上方距管顶大于200mm，距地面300-500mm处。不得敷设在路面结构层内
地面标志随管道走向设置。

4.燃气管道附属设备安装

1.阀门

启闭管道通路或调解管道戒指流量的设备
阀体的机械强度高、转动部件灵活、密封部件严密耐用、对输送介质的抗腐性强
箭头方向即为介质的流向。不得装反
单向流动的阀门:截止阀、安全阀、减压阀、止回阀
由下而上通过阀座有截止阀。便于开启和检修。
阀门安装要求
1. 根据阀门工作原理确当安装位置。有效工作
2. 长期操作和维修方便考虑选定位置。方便操作维修、考虑外形美观
3. 手轮不得向下、落地阀门手轮朝上、不得歪斜；齐胸高、便于启阀。明杆闸阀不要安装地下，以防腐蚀
4. 特殊要求的阀门、减压阀直立安装在水平管道上，不得倾斜、安全阀也应垂直安装。
5. 安装时，阀门连接法兰保持平行，偏差不大于法兰外径1.5%。且不大于2mm
6. 严禁强力组队、保持受力均匀。下部设置承重支撑
7. 安装前进行强度和严密性试验。合格后安装

2.补偿器

消除管段的胀缩应力
安装在架空管道上
补偿器安装在阀门的下侧，利用伸缩性能，方便阀门的拆卸和检修
安装应与管道同轴、不得偏斜。不得用补偿器变形调整管位的安装误差

3.绝缘接头与绝缘法兰

安装环境要求
- 管道的水平或竖直管段上，不应安装在常年积水或管道走向的低洼处
- 绝缘接头、绝缘法兰的安装位置便于检查和维护、进出场站紧急关断阀组外
- 与管件之间宜不少于6倍公称直径且不小于3m的距离
- 安装两端12m范围内不宜有待焊接死口
- 不应作为应力变形的补偿器、补偿件。
安装焊接要求
- 焊接部位打磨干净
- 与管道对齐、不得强力组队，保持焊接处的自由伸缩、无阻碍。中间部位温度不应超过120°。必须采用冷却措施
- 焊接过程不得损坏绝缘接头内外表面防腐层、确保绝缘接头不受机械损坏、不出险变形
- 管线补扣进行防腐。

4.凝水管与放散管

凝水缸
- 排除燃气管道中的冷凝水和石油伴生气管道中的轻质油
- 一定的坡度、低处设凝水缸。汇集的水或油排出
放散管
- 专门用来排放管道内部的空气或燃气的装置
- 投入运行时、利用放散管排除管内空气。检修时，可利用放散管排除管内燃气。防止形成爆炸性混合气体
- 最高点和每个阀门之前，放散管上安装球阀，正常运行中必须关闭