地下燃气管道施工与附属设备的安装

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地下燃气管道施工与附属设备的安装地下燃气管道施工这样包括地下燃气管道的敷设，附属设备的安装，穿越河流、铁路等障碍物的方法和各种带气操作等内容。要求施工人员要对施工工艺规程熟悉，掌握沟槽、吊装、焊接、接口等施工以及深沟、高空和带气等安全操作技术。第一节 地下燃气管道施工的一般要求一、管位1. 地下管道定位依据 地下管道敷设位置必须按照城市规划部门批准的管位进行定位。其定位方法如下： 1） 敷设在市区道路上的管道，一般以道路侧石线至管道轴心线的水平距离为定位尺寸，其它地形地物距离均为辅助尺寸（见图4-1）。2）敷设于市郊公路或沿公路边的水沟、农田的管线，一般以路中心线至拟埋管道轴心线的水平距离为定位尺寸（见图 4-2)。3) 敷设于工房街坊、里弄或厂区内非道路地区的管线，一般以住宅、厂房等建筑物至拟埋管线的轴心线的水平距离为定位尺寸。4) 穿越农田的管道以规划道路中心线进行定位。因为城市地下设施多，必须各就其位，不得随意更改设计管位。施工时管位的允许偏差，一般为30厘米内。2. 核实地下资料以确定敷设的具体位置，由于城市建设的发展 ， 如住宅、厂房等建筑物的拆迁、电杆的迁移、道路的拓宽和加层后测绘工作脱节以及无测绘资料的各种地下设施的增加，如农村的涵洞，工厂专用下水道、蒸 气管等往往导致施工时按设计管位敷设管道发生困难。所以在管线敷设前必须摸清地下资料，而实地开掘几只“样洞”是最有效的手段。开掘样洞的位置一般选择于交叉路口，管线密集或资料不详地区，以确定拟埋管道的平面和断面位置。如根据设计图纸的管位， 经现场开挖样洞后，发现无法施工时，必须会同设计部门与规划部门共同商议，重新修改管位。二、定线放样 拟敷设管线沟槽的样线定位的步骤是根据设计图纸要求和开掘样洞所取得第一手资料先定出拟埋管道的中心线，然后按表 4-1 的尺寸定出沟槽开挖的宽度。排管沟槽宽度 表 4-1口径(毫米)沟槽宽度(米)口径(毫米)沟槽宽度(米)口径(毫米)沟槽宽度(米)以下0.701.101.600.851.301.800.901.50注 ： 当沟深超过1.50米时，需酌情增加沟槽宽度，以利板桩的支撑。敷设管道遇弯曲道路、障碍或镶接需要盘弯时，可根据现场测量角度来定出待敷设管道的样线。由于铸铁管采用定型弯管，常用弯管为 90/45、22、11，因此盘弯角度应根据上述四种定型弯管的角度近似地选用（考虑到承插式接口允许少量调整）。定角放样方法可用经纬仪或预先制作的样板，但都比较麻烦。一般施工现场根据三角形边长的函数关系来放样，方法简便实用，在施工中被广泛采用。1、以角定线放样法根据已确定角度定出待敷设管道平行位置的样线。例1 45弯管（定型）盘弯放样方法。放样法如图 4-3所示，DA 是待敷设管道样线 ，A 点为盘弯中点。其放样步骤：1) 在延长线上取AB为定值(一般可取一米)。2) 过B点作AB的垂线，并截取CB =AB。3) 连接 AC，CAB即为45，折线DAC便是所要的样线。例 2 非定型角度盘弯放样方法。图 4-4指出在某处施工时为避让障碍物，管道敷设位置需要偏折33时的放样方法。由于无33规格的定型弯管，故选用 22弯管和11弯管组合使用。放样方法如下：1) 延长DA，在延长线上取AB为定值 (1米) 。2) 过B点作AB的垂线，并截取 BC =ABtan2230。3) 连接AC，CAB便为2230（弯管） 。4) 在AC上取AG=L1L2（L1弯管承口边长，L2弯管插口边长）。5) 在AG延长线上取GE为定值。6) 过E点作GE的垂线，并截取EF=GEtan1115。7) 连接GF并延长，FGE便为1115（管道）。得到折线 DAGF 便为所需要的33样线，由2230和1115两只弯管组合使用（少量度数可在承插式接口中分别调整) 。2、以线定角放样法例 3 用样线来确定在带有弧形的道路上已敷设好管道（图 4-5）弯管的度数。1）作放样直线的延长线与道路设计管位轴线（呈弧形）相交为A点。2）选AB直线为定值（一般取一根铸铁管长度）。3）过B点作AB垂直线与设计管位轴线相交于C点。4）连接AC，在ABC中，BC为调整距离，A 为调整角度。如调整距离(h) 和调整角度()大于规定值时，应按上述的放样方法确定的角度， 配用定型弯管， 如小于规定值时则可不必设置弯管，而运用承插式接口的允许调整量进行均匀调整。每根铸铁管 (6米长)允许调整量详见表4-2所示。由于接口的调整量是随着被调整的管径增大而减小， 因此对于300口径以上的大口径管道放样力求准确。单根铸铁管允许调整量 表4-2管径D（毫米） 75100150200250300500700900调整距离h（厘米）33302215121097调整角度（度）2221.51.510.90.8对于弧度较小而且比较均匀、测量所得要调整的角度在表4-1范围内时应尽量利用承插接口来调整而不用弯管， 因增设管弯既浪费材料、人工， 又增加接口数量而使管道输气后 增加泄漏机会。单独采用接口调整，放样力求弧度均匀，使管道弯曲部位的接口保持均匀调整， 避免调整量集中于少数接口。在敷设钢管时，因钢板弯管可根据所需的角度进行现场拼制， 一般可采用“以线定角放 样法”，丈量出管道定位轴线交角边的长度，计算出角度，用同口径钢管放样制作所需要弯管。由于钢管焊接接口的拼接无调整余地，故钢板弯管角度放样必须准确。三、各种地下管线的识别和保护1. 各种管线及标志的识别(1) 地面标志的识别安装各种地下管线的附属设备时，为考虑维修的需要一般均设置窨井。窨井井盖上作出地下管线的标志 ， 为维修人员识别管线提供方便。故施工人员可借助窨井盖的标志来识别地下管线， 掌握其基本位置和深度。(2) 地下管线的识别1）电力电缆线 分直埋和外加套管两种。电压较高的电缆线用黄泥覆盖面层，并在离电缆上方10厘米左右配有盖板保护。盖板有机红砖、水泥预制板或木板等三种。2）通讯电缆线有军用通讯电缆，市内、长途电话、电视电缆等。通讯电缆一般采用白铁管或混凝土导管加以保护，也有直埋于土壤之中。通讯电缆极细，使用专用纸进行缠扎，每根电缆中往往有几十对、几百对的通讯线路，受到拉伸时容易损坏，寻找线路断点和检修较为困难。电缆接头处常设“人孔”（窨井）供检修用。 电话电缆混凝土导管保护层宽约 30 厘米，有时会多层相叠 ( 见图 4-6) 。3)下水管道(a) 雨水管。多为水泥管，承插式接头，与侧石旁的雨水进水口接图 6-7 电话电缆水泥通，一般用混凝土作基础。地下水道有椭圆形、马蹄形 ， 有水泥结构也预制导管有砖砌，其基础有混凝土预制薄板或术桩等 ( 见图 4-7)。(b) 污水管道。多数采用水泥管，有较牢固的混凝土基础，也有选用铸铁管。雨水和污水流于同一管道称合流下水管道，外型基本上与雨水管相似。上述三种下水道一般每隔数十米即设置窨井，可供施工人员鉴别。4)自来水管道一般采用铸铁管 ( 石棉水泥接口 ) 和钢管 ， 无加强管基。在每根分支管上均装有专用给水阀，地面上有给水阀阀盖的标志。2. 保护措施 (1)电杆和房屋基础保护 如敷设管线离电杆和房屋的水平距离较近而沟槽又较深时，应加装支撑防止电杆、房屋倾斜，支撑形式见图4-8。2）管线的保护如敷设管线深于旧管线，其超越的深度大于相互间净距时， 应注意采取保护措施。一般采用压入板桩来固定其管基。如敷设管线与旧管线交叉，应加装吊攀或作基础处理加以保护(见图4-9)。四、管沟土方工程在地下管道施工中，土方工程量很大，其中路面破碎、土方开挖回填以及施工中沟槽支撑等约占总工程量的80%以上。土方工程施工质量直接影响管道的基础、坡度和接口的质量，所以应认真对待。1. 路面分类和开掘 根据路面的种类与结构采用不同的开掘方法，参见表4-3。城市道路的分类及开掘方式 表 4-3种类结构开掘方式刚性路面钢筋混凝土路面，俗称白色路面先用路面破碎机击碎，后用铁棒撬松柔性路面沥青、细砂路面，俗称黑色路面风镐开掘，铁棒配合半柔性路面三渣路基、柏油罩面层风镐开掘，铁棒配合简易路面黄泥碎石、煤渣、石块等小型风铺或直接用铁棒、铁镐2. 土壤的分类和开挖 土壤按其结构密实程度和开挖难易程度采用不同的开掘方法 ( 见表 4-4)。土壤的分级及开挖方式 表 4-4土壤级别土壤名称密度(公斤/米3)开挖方法1砂土、亚砂土、植物性土、泥灰(非岩性土壤)12001600铁锹开挖2轻质黄土、亚粘土、润湿黄土、密性植物土11001900铁锹、铁棒开挖3轻质粘土、重质亚粘土、干黄土、夹有碎石的亚粘土14001900铁锹、铁棒开挖4重质粘土、页岩粘土、粗卵石2000铁锹、铁棒及风镐配合开挖5坚密黄土、硬质炭化物粘土软泥灰岩、石膏2000铁锹、铁棒开挖，风镐配合69凝灰岩、轻石、贝壳、其他松岩石(岩石性土壤)25003000风镐与爆破1016白方石、沙岩、花岗石、玄武岩(硬质岩石3000爆破目前管道沟槽的开挖普遍采用机械挖掘机代替人工开挖，工作效率提高数十倍以上，并明显降低劳动强度。国内生产挖掘机规格日趋齐备，施工中可根据沟槽宽度选择各种类型挖掘机。3. 施工中常见的几种土壤(1)沙土 根据砂粒的粒径不同，分成粗砂、细砂、粉砂。粉砂在润湿状态下容易开挖，但在水饱和状态下，它会变成泥浆呈溶砂状态，容易导致塌方。(2)粘土 其组成成分中35%是粘土粒，粘土粒很小，颗粒之间存在着粘着力，因此在开挖沟槽不太深 (一米之内) 、地下水位低的情况下，沟槽壁可以保持垂直不需支撑。但是如果沟槽搁置时间长，粘土被水分浸泡，其粘性减低，往往会突然间发生大面积塌方。(3)黄土 主要由砂和粘土组成，颗粒间由碳酸钙胶结在一起，其孔隙率较大，一般为50%左右。在自然条件下，它的承受力很高，沟槽壁可以垂直，但遇到水分后土壤颗粒之间的碳酸钙溶解，粘着强度锐减，即使很小压力也会造成塌方下陷。4. 沟槽的形式和支撑(1) 沟槽的形式沟槽的形式一般有下列几种(见图4-10)。城市中一般采用直沟；在接口镶接或其他超深部位可采用梯形沟或混合沟； 在郊区越野地带多数采用混合沟，也可采用梯形沟。(2) 接口工作坑接口工作坑是施工人员在沟槽中进行接口操作的场所， 其几何形状大于原沟槽。由于操作时间较长，往往需要设聚水坑并加以支撑(见图 4-11)。(3) 沟槽支撑已开掘成型的沟槽在管道尚未敷设之前，由于土壤受地下水的浸泡和沟边地面荷载的影响，往往会造成规方。这不但使工程遭受损失，而且对施工人员的安全造成威胁。所以沟槽支撑是避免拥方，确保安全的有效措施，是地下管施工安全操作规程的主要内容之一。其规定如下：根据实测，黄土、粘土在常温下，当地下水位较低时，沟深1.5米以上时容易明方。因此一般规定沟深1.5米以上必须支撑板桩后方可下沟施工。遇到砂土或沟边有电杆、建筑物的粘土黄土的沟槽深度超过1米，须采取支撑措施后才可敷设管道。沟槽支撑的工具和方法见图4-12。图4-12 沟槽支撑示意图（a）直板桩；（b）横板桩；（c）花板桩；（d）密板桩支撑工具由板桩(铁板、槽钢、木板)和螺杆横撑组成。支撑方法可视土质情况分别采用水平支撑、垂直支撑、长板桩支撑和密板桩支撑等方法。在沟深1.52.5米地下水位低的粘土、黄土地带可选用水平支撑和垂直支撑。在沟深2.5米以上则采用长板桩和密板桩。为防止重载荷对板桩造成压力，必须把板桩(立板桩)压至沟底0.501.00米的深度。（4）土方量的计算1）沟槽开挖土方量计算 常见土壤的可松性系数 表4-5土壤名称亚砂土亚粘土重质粘土多石土最初可松性系数（K1）1.081.171.141.171.261.321.301.45回填可松性系数（K2）1.011.031.021.051.061.091.101.205. 流砂地区的施工才法(1) 排水处理细砂土与水分接触后成为流动状而无静止角，即使开挖很浅也要明方，因此排水问题成为关键。在一般中小型工程中， 采用在沟底部开挖集水坑排水。集水坑深度大于沟槽深度0.5米以上，设置电动泵或潜水泵排水。当水位高、工程周期长的工程常采用井点抽水法：即在离沟边线1米左右压入井管，井管成排并由管道连接， 通过抽水设备进行排水。电动机带动真空泵通过滤管抽吸地下水。滤管内层装有铜丝网，过滤吸入管内的地下水，并把气水分离， 再由离心泵将水排出。图 4-13 为井点抽水现场布置图。井点抽水系统运转后，在整个施工期间不能停止，直至沟槽回填，所以要设置备用电源或发电设备。此外，可以与城市污水系统的排水泵站联系，施工时启动泵站来降低施工点邻近地区的水位，其效果很好。(2) 及时支撑板桩 在沟槽的面层开挖之后，即将板桩（槽钢）压入沟槽的两侧，待沟槽逐步挖深后再加撑螺杆横撑，其支撑形式采用密板桩支撑 ( 方法同上。如遇顶管工作坑、管道镶接坑等搁置时间较长，除做好密板桩支撑外，还必须在沟槽底部构筑混凝土基础。(3) 连续施工 在未采用井点抽水设备进行施工的流砂地区，时间的拖延往往使施工难度增加，特别遇到潮汛和雨季，如不采取突击方式连续施工，将会导致难以收拾的局面。无数工程的经验和教训证明：在处于流砂地区的工程应该配备足够的施工机具和施工人员，进行不停顿的、突击性的连续施工，直至该地区工程结束。6. 管基处理 埋设于土层的地下管道受土压力和地面荷载的作用是随着管基和回填土的状况 ， 管道的埋设深度和口径等的不同而异 ， 其中管基处理的好坏是主要因素。如无坚固的土基，或管道不是平稳均匀地置于土基上，那么已敷设的管道很容易产生不均匀沉陷，导致接口松动或管道断裂。因此管基处理在地下管施工中显得十分重要，施工中应注意做到以下几点 ：(1) 严格控制沟槽深度、防止超深挖掘，地下土层的原始状态一般较为紧密，能承受一定的载荷，所以一般情况下燃气管道敷设均以原状土为管基，效果较理想而不必另作处理。 因此开掘沟槽中要防止超深，以确保管基土壤的原始状态。根据管道埋设深度和坡度要求，其开掘深度应小于待埋管道的管底深度（一般控制在小于 1520 厘米）。敷设管道前按照深度和坡度方向，用人工逐步铲除多余土层，并用专用平尺板、水平尺或水准仪测量，直至合格后方可吊管下沟。开挖管道接口、镶接管段或穿越障碍等的工作坑时，往往出现超深，使管基失去原始土层，此时必须作基础处理。对于400毫米的阀门、200 毫米的竖向弯管以及荷重较大的配件，由于压强的增大，原始土层将无法承受其压力时也需要作特殊基础处理。各类基础处理要求按照表4-6和图4-14进行。预制块的尺寸见表4-7 。各类管基处理要求 表4-6序号位置基础形式1管道与管道镶接（指4米以上）工作坑垫入混凝土预制板，并用木楔敲紧为止2阀门及零件连接工作坑（管径300毫米）垫混凝土预制板，并用木楔垫实为止3阀门及零件连接工作坑（管径300毫米）预先砌筑混凝土基础，凝固后用木板和木楔垫实为止4沟槽开挖超深每节管道垫预制混凝土板加木板三处于管道的两端和管中。钢管每2米设一处垫块，超深距离较长可采用黄砂或黄砂袋为垫料。预制垫块尺寸（厘米） 表4-7公称直径（毫米）长度宽度厚度704015100601514010020(2) 特殊情况的管基处理1）敷设管道与其他管道交叉时，为防止各方管道沉陷、相互碰损折裂，对交叉管道之间须保持10厘米净距之外，还应在处于上侧管道的交叉两侧砌筑混凝土基础，小于300 毫米的管道可用垫块为支点( 见图 4-15) 。2）敷设两根以上管道于同一沟槽或新敷设管道与老管道平行距离较小的情况下，埋设较浅的管道的基础容易被破坏，因此在施工时，新敷设的两根（或两根以上）管道的管底标高尽量考虑在一个水平面上。当两根管道的埋深出现高差时 ， 其高差 H 量应控制小于两管的净距L，见图 4-16(a) 所示。因一般土壤（除砂土）的自然堆放角为45，在图示 HL 的情况之下，管道之间土层发生明方对管基也无大的影响。但是施工时应先敷设较深的管道，并回填黄砂或干土，然后再敷设较浅管道，使其管基得到稳固。当两管管底高差大于两管的净距，见图4-16(b) 所示，即 HL 时，或虽然 HL 但处于流砂地区时，首先在开挖沟槽前应打入槽钢支撑，在较深管道入沟后即回填黄砂或干土于管道两侧，再开挖较浅管道的沟槽，如原始土被破坏，应作管基加固处理（要求与工作坑处理相同)。两管道间的槽钢必须在完成敷设管道并全部回填土穷实之后方可拔除。若发现管基或沟槽因泥土不稳固或流砂土层，槽钢的拔除将会引起管基走动时应保留若干根槽钢于土层中。(3) 换土处理酸性土壤以及含有炉灰、煤渣、垃圾和受化工厂污水浸泡的土壤对敷设管道均有腐蚀作用。清除管道周围 ( 至少 20 厘米 ) 的腐蚀性土壤随即调换成无腐蚀性土壤十分必要。如果没有换土条件的，则要对腐蚀性土壤进行处理：一般可采用石灰石中和酸性土壤，断绝化工厂的污染源。同时应加强对管道的防腐或采用混凝土保护层等其他防腐措施。换土处的管基必须穷实或垫混凝土预制板。7. 管基坡度(1) 地下管道坡度的基本要求地下燃气管道运行中将产生大量冷凝水，因此，敷设的管道必须保持一定的坡度，使管内出现的冷凝水能汇集于聚水井内排放。地下燃气管道坡度规定为：中压管不少于3， 低压管不少于 4 。按照上述规定和待敷设管线长度进行计算 ， 便可选定聚水井安装的位置和数量（见图4-17）。但在市区地下管线密集地带施工时如果取统一的坡度值 ， 将会出现因遇交叉管道的障碍而增设水井。故在市区施工前应根据所掌握的地下资料 ， 定出待敷设管道与其他管线交叉的深度（标高），然后对各段管道的实际敷设坡度作综合布置（一般不少于规定坡度要求）， 保持坡度的均匀变化。(2) 排管坡度的测量为使敷设管道符合规定的坡度要求，必须预先对管道基础（原始土层）进行测量。目前采用木制平尺板和水平尺或水平仪测量两种方法。由于用木制平尺板和水平尺的测量方法简便、工具简单，适用于现场操作，得到广泛采用。坡度的测量方法如下 ( 采用平尺板和水平尺)：1）根据敷设的每根管子长度选择相等于管长的平尺板 ， 然后按照平尺板的长度计算出规定坡度下的坡高值（见图 4-18) 。计算如下 ：具体方法是将平尺板放置在水平地面上，在平尺板的一端用厚度为的垫块垫入，然后把水平尺放在平尺板上，此时水平尺中央的气泡偏离水平基准线，记下气泡偏离的位置线 ， 该线便是在规定坡度下的水平尺测坡基准线。有些水平尺上已刻有精度的标线 ， 可以用此方法校验标线的误差。2）以已敷设的管道承 ( 插 ) 口为基准 ， 按照坡高值，顺着坡向铲除沟内余土， 使沟底土基的坡度初步符合规定的坡度要求。然后根据图4-19的要求将平尺板紧贴管基 ， 并将水平尺置于平尺板上方 ， 观察水平尺上的气泡位移读数是否与测坡基准线相合。如不符则铲去余土（超深时应回填细土穷实或铺放垫块），然后再搁放平尺板并用水平尺复测直至合格为止。3）吊装管道入沟就位，并用水平尺在管子正上向复测坡度，按上述方法校正，直至合格为止。由于管道存在允许弯曲度，对 4 米长管子应测前后二处 ， 对 6 米长管子应测前、中、后三点。如发现管子有明显弯曲，应将弯曲部位旋转至水平位置，严重弯曲则不能使用。8. 沟糟回填土的要求回填土的质量直接关系到已敷设管道的稳固性和荷载能力，同时又涉及到竣工后道路修复的质量。回填土操作要求如下：1）在回填土前应先将沟槽里积水排除，检查管基（特别是设垫块的部位）是否牢固，然后选用无腐蚀性、无石块硬物、较干燥的小块土壤覆盖于管道的两侧与上方。回填时如有大块泥土坠落及石块、硬物等会冲击管道 ， 影响接口质量和损坏钢管的防腐层。沟槽内积水不排除 ， 形成夹水覆土会产生“弹性土”，影响路面的修复。覆盖管道表面的土层至少应有 30 厘米厚度。2）回填土时应将管道两侧回填土捣实，稳固管道，防止地下水流动使管基周围土层流失。捣实操作要注意防止损伤铸铁管、管件和损坏钢管防腐层。3）为减少修路机械震动的影响 ， 保持已敷设管道稳定 ， 回填土应分层穷实。一般在回填土覆盖高于管顶 50 厘米开始夯实，之后每30厘米夯实一次。回填土应高于原路面 5l0厘米 ， 成弧形，以防土层沉陷使沟槽部分低凹，地面通行车辆等产生的动荷载引起的冲击力损伤管道。当发现沟槽出现凹槽必须及时加垫土壤，直至路面稳定为止。4）对于300 以上的大口径管道敷设完成封口，作气密性试验时 ， 如不及时回填土往往因沟内积水造成 浮管 事故迫使返工。五、管道敷设1.管位地下管道辐射的水平和垂直位置，一般不允许随意变动，管位的偏移将影响其他管线的埋设或给其他管线的检修造成困难。地下燃气管线与其他管线相遇时应遵守下列规定：1）当与其他地下管线平行时的水平位置问距无法达到设计要求时 ， 应双方协商：当管径300 时净距不得小于40厘米 ； 当管径300 时净距不得小于20厘米。2）当与其他地下管线相互交叉时 ， 其垂直净距一般应为 10 厘米以上 ， 在特殊情况下经质监部门同意不得小于5厘米。交叉管道的间距中不得垫硬块 ， 位于上方的管道两端应砌筑支座 ( 小于300 管径可设预制垫块 ) 以防沉陷 ， 互相损坏。3）在邻近建筑物敷设地下燃气管道时应按照设计图纸要求的管位敷设，不得随意更改，防止管道泄漏直接渗入房屋内。在无管线和建筑物条件下（越野施工）施工时，管位容易偏移，应预先按设计图纸要求在拟埋管道的轴线上设桩点定位，使敷设的管位保持在允许偏差内。2 深度埋管的深度是指路面至管顶的垂直距离。埋管深度决定于管道顶面承受的压力及冰冻线深度而确定，敷设于农田的管道深度还应考虑不影响耕种时翻土深度的需要。作用在管道上的压力主要有两部分 ： 填土质量产生的土压力和路面上荷重 ( 载重汽车 )产生的垂直压力。1）土壤质量产生的垂直土压力2）车辆产生的垂直压力(3) 排管深度的规定根据上述计算 ， 地下燃气管道的最小埋设深度如下（上海地区)；车行道 80 厘米；人行道 60 厘米；街坊或工房区内泥土路面 40 厘米。在特殊情况下，无法达到上述规定时可酌情减少510 厘米。车行道上深度不能达到上述要求时需加砌钢筋混凝土盖板或改为局部钢管，但深度最浅为 40 厘米。盖板砌筑要求见图4-20。3. 铸铁管调整角度 承插式铸铁管在敷设中常利用承插口的缝隙，使管道调整一定的角度以适应敷设的要求，但如调整过量，将使承插式接头缝道不均匀，接口操作困难，造成漏气。沿曲线敷设的铸铁管道每个承插接口的最大允许转角为：公称直径运 500 毫米时为2，公称直径 500 毫米时为 1；大于以上度数应敷设弯管。为施工现场计算方便，以要调整管道的末端与原管轴线的水平方向垂直距离为计算量 （见图4-21）。4. 接口连接的规定1) 铸铁管承插式接口和钢管焊接接口 ， 不准与不同口径的管件直接相连。必须使用异径管件过渡。 2) 为有利于管道检修和接口施工，当敷设管道与水平线交角大于10时 ， 承口的方向应朝上设置 ( 见图 4-22) 。3) 铸铁异径管不得与其他零件直接相连，中间应用铸铁直管过渡 ( 长度应大于 80 厘米)，供管网更新扩大管径时能在直管上钻孔塞阻气袋。否则，当管道更新扩大口径要拆除渐缩管时， 阻气袋要塞在管件后面，使停气范围扩大及增加施工的困难 ( 见图 4-23) 。第二节钢管施工与管件制作一、钢板管件设计和放样由于钢板管便于切割、焊接 , 故在施工中可按设计要求和工程的需要制作成各种几何形状的管件。通常有弯管、三通管和渐缩管等。其中三通管、渐缩管可按设计要求预制 , 而弯管 则要根据现场施工要求进行测量、放样和制作。一般钢板管件展开图的作图法比较复杂 , 定线放样时容易造成差错。根据实践经验 , 对常用管件如三通管、弯管等总结出 “简易展开几何作图法”, 可减少投影线条 , 提高放样效率和准确性。1. 钢板三通管(1) 同径三通管展开图简化作法 ( 见图 4-24)。同口径三通管展开图分为支管和主管两部分展开 , 作图步骤如下 : 1) 支管展开图作直线 , 并作12等分 , 为支管直径。过等分点分别作垂线 , 截取 , 过 O 点作垂线 。以为圆心 , 为半径 , 作圆弧交和 为I、IV点 , 弧IIV =。将圆弧 IIV 作三等分 , 过等分点分别作平行线与等分垂线相交得各点。圆滑地连接各交点 , 得到支管展开图。2) 主管展开图作/, 并与支管展开图上各平分垂线相交。以交点O为圆心 , R为半径作圆弧, 并作三等分。过等分点分别作平行线与支管展开图的各平分垂线相交于。圆滑地连接各点 , 成为半圆展开曲线。用同样作图方法得到另半圆展开曲线 , 组合但为主管部分展开图 ( 椭圆内为割除部分 ) 。(2) 异径三通管简化展开图作法 ( 见图4-25)异径三通管展开图也分为支管 ( 小管 ) 和主管 ( 大管 ) 两个部分的展开。作图步骤如下 : 1) 支管 ( 小管 ) 展开图作直线, 并作 12 等分 (支管直径 ) 。过等分点作垂线 , 取。过点作垂线使 。以为圆心 , 分别以和为圆心作圆弧 , 使弧, 弧。将圆弧14作三等分，过等分点作垂线 , 交圆弧各点。过各交点作平行线与支管展开的等分垂线相交于各点。圆滑地连接各交点, 得到支管的展开图。2) 主管展开图在垂线AO的延长线上取O点为中点 , 向上和向下各截取过各截取交点作平行线与过圆弧D4等分点的垂线相交于各点。 圆滑地连接各点得到 1/4 圆展开曲线。以过水平线为基准 , 对称作图得到另 1/4 圆展开曲线 , 组合即成为主管部分展开图。椭圆内为将割除的部分。2. 正圆锥管 ( 渐缩管 )(1) 锥度较大的圆锥管展开图 ( 见图4-26) 将完整的圆锥面展开成扇形 , 半径等于正圆锥面母线, 弧长等于 ( 也可以用计算方法 ), 圆心为。以为圆心、取小圆锥线为半径作弧，便得到圆锥管的展开图。(2) 锥度较小的圆锥管展开图（见图4-27）具体作图步骤是将锥管表面分成若干等分 , 把每个等分都近似地看作等腰梯形 , 拼接起来即成为圆锥管表面。其作图方法如下 :1) 作圆锥管的主视图 , 按上下端面直径各作半个辅助圆。 2) 将上下两个辅助半圆各作六等分 , 并连接各等分点。3) 在小圆端面的水平线上取, 并过中点作垂线 ( 即圆锥管的 母线实际长度 ) 。4) 过点作并且与平行。5) 连接 和, 梯形 即为锥管12 等分近似展开图。在实际施工中通常只需要先确定若干等分 , 做出一块梯形平面的展开图 , 并以此为样板 , 按等分拼成扇形平面 , 即为该圆锥管的展开图。3. 钢板弯管(1) 按设计口径的要求确定弯曲半径(R)弯曲半径是弯管(R)制作的依据 , 其数值关系到管内流体的摩阻力大小、外形美观和焊缝的强度。根据国家有关规定 , 各种口径弯管的R值见表 4-8。各种管径弯管的R值(毫米) 表 4-8管径R管径R管径R管径R509020026050045012008407011025026060049014009508013030026070054016001020100160350300800640180011101254185400350900680200012001502104504001000730(2)根据弯管的角度，确定拼接形式（见图4-28），弯管的拼接根据CBJ23582的规定，见表4-9。见表4-9各种弯管拼缝数弯管角度拼接形式弯管角度拼接形式30以下二拼一缝6090四拼三缝3060三拼二缝(3) 计算角度的组合 由上可知 , 任何角度的弯管均由二个或二个以上的不同角度拼接而成的 , 组成角愈小 , 组合数愈多。组成角数量的计算：因首片和尾片分别为一片 , 所以上述可简化为下式：相等角度数计算：二、钢板管件的现场测绘和拼装钢管在敷设过程中盘弯情况较多 , 例如穿越障碍物 , 管道方向的改变等均需制作各种规格的非定型弯管。考虑到管道必须有一定的坡度 , 焊口应符合质量要求 , 所以必须进行正确的丈量和设计。1. 盘弯类型施工现场千变万化，但可归纳为平行和交叉两种类型 , 其中两端管线已敷设定位 , 中间需要用钢管连接的情况最为复杂。(1) 平行位置平行位置是指已敷设的两端管线（或一端已敷设另一端待敷）的轴线互相平行 , 并保持一定距离。由于两端管轴线的位置不同 , 可能出现水平平行、垂直平行和斜面平行等三种情况。连接平行管道的两端的弯管为S型双弯曲形式图4-29连接平行管道盘弯形式。(2) 交叉位置指已敷设的两端管线 , 其轴心延长线成为一定的角度。此类情况在工程中也经常出现 , 连接两端的钢管为单一盘弯形式。2. 弯管角度选择因弯管的角度和管内输气压力损失成正比 , 因此弯管设计度数应尽量减小 , 一般情况下应避免使用90角。另外 , 角度减小还能减少环向焊缝而降低成本 , 提高质量。弯管的角度与盘弯的高度(H)有关 , 当 小于时 , 如采用较大角度会形成相邻二条焊缝重叠 , 故弯管角度选择应适当 ( 参见表4-10)。弯管角度选用 表4-10弯管情况选择弯管的角度图示30452030特殊情况45(1) 现场丈量和制图 水平平行和垂直平行情况的丈量方法相同 , 其步骤以图 4-30为例说明 :分析障碍 , 决定管道走向。图4-30所示的管道应从障碍管线和的上面和的下面经过 , 采用梯形盘弯形式与两侧管道连接。丈量出盘弯管道相邻障碍管线的定位尺寸：h1l1，h2l2，h3l3以及从上面通过的离地坪线最浅管的垂直距离。丈量出a、b两管的净距，高差H1,管盘弯高度H2和b管盘弯高度H3。现场丈量尺寸是钢管组装设计的依据 , 力求准确。(2) 绘制草图按照已丈量所得到的尺寸 , 将a、b管和障碍物A、B、C、D全部绘制到图纸上。根据表4-10的要求选定盘弯角度和。进行现场复测和校核。(3) 绘制组装总图组装总图是下料、拼接和现场安装的依据。组装图包括直管和管件连接的全部内容的组合 , 由组装图和各管件的展开图组成。根据现场测量断面图按比例绘制成钢管组装图 , 并标明焊缝位置和盘弯角度。图4-31 的钢管组装图就是以图 4-30的测量图绘制成的组装图。组装图的绘制要求是：必须画出组装钢管的全图 , 标明各部位的长度 ( 均以管轴心线为准线 ) 和相互平行高差 , 并标明焊缝技术要求以及应在沟内拼接的焊缝 , 并做好两端与原固定钢管的焊接标记。4. 现场组装钢管的组装是工程的实施阶段 , 除特殊管件需要车间内进行外 , 一般情况均在施工现场搭建的临时平台上进行拼接组装。步骤如下:按照“组装图”和“展开图”以及技术要求进行下料。先制作管件部分，然后按“组装图”在地面平台上将弯管和直管拼接为总装件。如果地下资料复杂或吊机超载，可以分为若干部件，各部件连接需要作好拼装位置记号。按照 “ 测绘图”（安装示意图）的设计管位选择下管部位，将总装件 ( 或分部件吊装至沟内与原固定管拼接。三、钢管的拼装焊接要求1. 焊接的技术要求1）焊条 焊条应与钢管的化学成分及机械性能相近，工艺性能良好。焊条的存放应做到防潮、防雨、防霜、防油类侵蚀。焊条在使用前应按出厂说明书或下列要求烘干： 低氢型焊条烘干温度为350400，恒温时间为1h； 超低氢型焊条烘干温度为400450，恒温时间为1h； 纤维素型下向焊条烘干温度以7080为宜，不得超过100，恒温时间为0.51h； 经过烘干的低氢焊条，应放入温度为100150的恒温箱内，随用随取； 现场用的焊条，应放在保温箱内； 经烘干的低氢焊条（不包括在恒温箱内存放的焊条），次日使用时应重新烘干，重新烘干次数不得超过两次。若发现焊条有药皮裂纹和脱皮现象，不得用于管道焊接。纤维素型下向焊焊条施焊时，一旦发现焊条药皮严重发红，该段焊条应报废。焊条直径由钢管壁厚决定，管壁越厚，焊条直经越大，不同壁厚的焊条选择见下表：常用焊条选用 表4-11焊条壁厚234561212焊条直径23.23.244556对壁厚大于6毫米的钢管需要采用多层焊接时，第一层焊接应选用直径为3.2毫米的焊条。2）焊接电流 增大焊接电流能提高生产率，但电流过大易造成焊缝咬边、烧穿等缺陷，而电流过小也易造成夹渣、未焊透等缺陷。较薄得焊件焊接，用小电流和细焊条；焊厚焊件时，则用大电流和粗焊条。焊接电流是根据焊接位置和焊条直径来具体确定，见下表：各种直径电焊条需用的焊接电流 表4-12焊条直径（毫米）1.62.02.53.24.55.05.8焊接电流（安）254040655080100130160210200270260300上表使用于平焊位置。在立焊、横焊和仰焊位置时选用电流应比平焊小10。相同直径的焊条在不同壁厚的钢管上施焊时，热量散失有快慢，管壁越厚焊接热量散失的越快，应选用上表中电流值的上限。3）焊接层数 钢管壁厚3毫米时可焊单层，当壁厚4毫米时必须采用多层焊，每层厚度不得大于4毫米。2.坡口和拼接要求1）坡口形式 凡是壁厚4毫米的钢管焊接口均需坡口。坡口形式应符合表4-13与表4-14的要求：V型坡口（毫米） 表4-13焊接形式各部位尺寸度双面焊367051110.57106052121单面焊1218605212120266052121X型坡口（毫米） 表4-14焊接形式各部位尺寸度双面焊1260605212