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聚乙烯燃氣管道在三水市市政燃氣工程中的應用
摘 要：介紹燃氣用埋地聚乙烯管道的發(fā)展過(guò)程及其優(yōu)越性，以及我院在三水市城區管道燃氣工程中使用聚乙烯燃氣管道的經(jīng)驗。
1 前言
從本世紀五十年代中期開(kāi)始，西方發(fā)達國家已經(jīng)把聚乙烯管材用在市政燃氣工程上。目前世界上每年的聚乙烯管材消耗量已超過(guò)100萬(wàn)噸。
國內燃氣用埋地聚乙烯管材的應用則始于八十年代中期。國家相繼頒布了與聚乙烯燃氣管材使用相關(guān)的一些標準和規程，例如，《燃氣用埋地聚乙烯管材》GB15558.1—95、《燃氣用埋地聚乙烯管件》GB15558.2—95、《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規程》GJJ63—95）等，從而使聚乙烯燃氣管道在市政燃氣工程中的大規模應用確立了理論依據。
2 工程應用
我院于1997年與廣東三水市燃氣總公司簽訂了三水市市政燃氣工程工程總承包合同，負責該工程的具體實(shí)施。本文介紹我們在這個(gè)工程中如何應用埋地聚乙烯管來(lái)達到預期目的。
2.1 管道材料的選擇
目前國內的埋地燃氣管多采用鋼管，國內發(fā)生的多起埋地管道爆炸事故都是由于防腐層被破壞，管道被腐蝕導致管道煤氣泄漏而引起的。如何避免這一問(wèn)題呢？我們擬采用燃氣專(zhuān)用聚乙烯管替代鋼管。
聚乙烯管材的優(yōu)點(diǎn)是眾所周知的，但其價(jià)格如何，可以從表1看出。
DN200以下的管道，PE管比鋼管便宜；對于大日徑的管道，由于PE管壁厚較厚，其價(jià)格較鋼管高。對于管件，則PE管管件價(jià)格較高。但是考慮到埋地聚乙烯管的使用壽命是鋼管的兩倍，而且施工可節省防腐費用，因此從總體來(lái)看價(jià)格仍比采用鋼管低。
通過(guò)幾方面比較，我們確定了采用聚乙烯管作為三水市城區管道煤氣的主要管材，這也是廣東省第一個(gè)大規模采用埋地聚乙烯管材的市政燃氣工程，僅主干管網(wǎng)所采用的埋地聚乙烯管道總長(cháng)度就超過(guò)200km。
2.2 管網(wǎng)流速的確定
根據《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規程》GJJ63—95）的規定，埋地聚乙烯管道內液化氣流速不宜超過(guò)5m/s。在這一規范的條文說(shuō)明里，對這一規定的解釋主要是為了防止由于管道內液化氣的流速過(guò)高，引起靜電積聚而引發(fā)事故。
而鋼管內液化氣流速可高達10—20m/s，如果埋地聚乙烯管按此流速來(lái)進(jìn)行設計，根本達不到經(jīng)濟流速，而且勢必導致其管道管徑過(guò)大，使整個(gè)項目的投資大大增加。為解決這一問(wèn)題，我們進(jìn)行多方調研，發(fā)現國外聚乙烯燃氣管道的燃氣流速多在 10m/s以上，幾乎與鋼管相同，而且規范條文中也提及國外使用流速多在 10—20m/s之間。因此我們通過(guò)向規范編寫(xiě)單位中國建筑研究院的有關(guān)專(zhuān)家咨詢(xún)、請教，征得規范編寫(xiě)單位同意，將管道內液化氣流速提高到了 10m/s。同時(shí)由于 PE管的管道摩擦系數僅為鋼管的 1/20，因此，在管徑相同和輸送距離相同的情況下，PE管內燃氣的
壓力損失遠小于鋼管。也就是說(shuō)在管道阻力降相同的情況下，運用PE管輸氣可輸送的距離更遠，范圍更大。
2.3 管道施工
三水市城區的情況和大多數實(shí)施管道燃氣的城市情況相同，地下情況復雜，各種管道、電信和電力電纜錯綜復雜，造成施工進(jìn)度緩慢，難以控制。聚乙烯管作為熱塑性的工程塑料管材，與鋼管相比，不但具有一定剛度、強度而且柔韌性好，具有抗壓、抗沖擊、抗拉伸的優(yōu)點(diǎn)，在施工時(shí)更體現出較大的優(yōu)越性。
2.3.1 土方開(kāi)挖
埋地聚乙烯管柔韌性強，其管道焊接連接可在地面完成，然后吊人管溝，因此管溝不需開(kāi)挖作業(yè)坑，而且管溝寬度可適當減少，因此節省了開(kāi)挖土方量，對控制工程成本和施工進(jìn)度都有一定作用。
2.3.2 障礙物規
鋼管受其自身剛性的限制，在遇到障礙物時(shí)只能依靠增加彎頭等管件進(jìn)行規避，而埋地聚乙烯燃氣管可利用管道的自然彎曲進(jìn)行規避，施工更靈活、方便。
規范上對于埋地聚乙烯燃氣管與其他管道、管線(xiàn)的間距都有明確的規定，但實(shí)際施工中由于現場(chǎng)限制，往往難以保證最小問(wèn)距。目前國內有關(guān)專(zhuān)家對于規范中規定的這一問(wèn)距也持有不同看法。主要因為目前聚乙烯燃氣管設計規范規定的間距，和原來(lái)城鎮燃氣設計規范中鋼管與其他管道、管線(xiàn)的間距相一致的。而對于鋼管，由于一些電力、電信電纜會(huì )帶有一定電流，而影響鋼管的防腐效果和壽命，所以才規定了這一最
小間距。但對聚乙烯管則不存在這一問(wèn)題，因此專(zhuān)家建議可適當降低埋地聚乙烯燃氣管與其他管道、管線(xiàn)的問(wèn)距。因此在施工中確實(shí)無(wú)法滿(mǎn)足規范要求的情況下，通過(guò)與有關(guān)部門(mén)協(xié)商，采取必要保護措施，這一間距可適當縮小。
2.3.3 安全措施
聚乙烯管在尖銳物體的外力作用下容易被擊穿，而且目前國內大部分城市尚沒(méi)有建立完善的市政管線(xiàn)綜合信息系統，各個(gè)部門(mén)施工隊之間交叉作業(yè)頻繁，由于施工而導致的破壞管線(xiàn)事故時(shí)有發(fā)生。為盡量避免這類(lèi)事故發(fā)生，我們采用了以下安全措施：
（1）管道路面沿線(xiàn)每隔2—3m鋪設標有燃氣管道字樣的地磚和標志牌，提示地下埋設有燃氣管道。
（2）沿管線(xiàn)方向，在管線(xiàn)上方200mm處埋設黃色聚乙烯示蹤帶（標有燃氣管道字樣，內夾帶有金屬示蹤線(xiàn)），起警示作用，以引起施工人員施工時(shí)的注意。金屬示蹤線(xiàn)又為將來(lái)維護及搶險時(shí)，利用金屬探測器探明管線(xiàn)走向和位置提供方便。
（3）優(yōu)先選用黃色聚乙烯管材。因為目前國內的管材分黑色和黃色兩種，黑色管材埋地后不容易辨認，施工人員在不注意的情況下，容易導致管道受到破壞。同時(shí)我們經(jīng)過(guò)對其它城市的調研，發(fā)現一些值得借鑒和參考的做法。如在管道上方200mm處，聚乙烯警示帶下方沿管線(xiàn)方向埋設一條紅磚帶，一方面對管道起一定的保護作用，防止外力破壞，另方面在施工中容易引起施工人員的注意。
2.4 日常維護及維修搶險
2.4.1 日常維護
國外經(jīng)驗表明，聚乙烯燃氣管的安全性在正常使用時(shí)比鋼管高，但受人為破壞的可能性高于鋼管，因此，防止人為破壞成為了日常維護的重點(diǎn)，它包括：
（1）在建立完善的管道竣工資料數據庫的基礎上，加強管線(xiàn)巡查，發(fā)現在管線(xiàn)上方施工、開(kāi)挖或有可能與管線(xiàn)發(fā)生交叉的行為，應及時(shí)制止并加以處理，防止人為破壞事故發(fā)生。
（2）配備必要的地面燃氣檢測裝置足時(shí)對管線(xiàn)上方路面進(jìn)行燃氣泄漏檢測。
2.4.2維修搶險
燃氣搶險人員應接受專(zhuān)業(yè)培訓并取得有關(guān)部門(mén)頒發(fā)的上崗證。同時(shí)搶險隊需配備整套專(zhuān)業(yè)的燃氣搶修設備，如手提式地下金屬探測裝置、地面燃氣泄漏檢測裝置、電熔焊機、壓管器、隔離球及常用管件等。
當接到事故報警后，搶修人員在最短時(shí)間內找到泄漏地點(diǎn)進(jìn)行搶險，下面簡(jiǎn)介常見(jiàn)的搶險維修方法：
（1）對于管道局部的較小孔洞及裂縫，可采用電熔鞍型管件將破損日擋住后，通過(guò)電熔焊機利用聚乙烯管材的熱塑性使
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