再生水技术总结.doc

奥运村再生水热泵冷热源循环水管线工程施工总结一、工程概况本工程工程名称为奥运村再生水热泵冷热源项目输水循环管线及退水管线工程。本工程采用两根800mm（循环水管）及800mm（退水管）玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂管，中心间距1800mm，开槽施工，管基础为砂石基础。根据北京奥运村再生水热泵冷热源项目输水循环管线及退水管线工程要求，“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”是我国政府在申奥时对世界的郑重承诺，为落实这三个奥运理念，履行奥运公园地区使用清洁能源的环保承诺，本工程引用清河污水处理场二级排放水结合热泵技术，利用制冷剂的气一液物态循环变化的放热、吸热原理进行热量置换，达到为奥运村内建筑提供采暖、制冷的目的。二、施工过程控制2.1主要设计参数本工程结构安全等级为二级，按度地震烈度设防（a=0.2g，设计地震分组为第一组），设计使用年限为50年。供水水管输水工作压力0.65MP a，退水管输水工作压力0.25Mpa。循环供回水管工作温度：夏季供回水温度29/39；冬季5/10。保温条件：管道覆土大于1.5米，小于1.5米时，采用保温管。循环水两管道外皮之间间距为1米，小于0.5米时采用保温管。流量：循环供水回水管3200m3/h，退水管3500m3/h本工程设计内容为双排DN800管中心到管中心的间距为1.8米，两管间外皮净距大于0.9米。管材：本工程采用玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂管，双密封胶圈承插式柔性接口。2.2施工工艺玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂管在北京地区使用比较少，在施工中可以借鉴的经验少，分析管材本身刚度及强度较钢管低、重量轻的特点，对管腔回填的填料和压实度要求比较高，理论上实现“管土一体化”的目标。另外，为保证管口的接口的可靠性，本管道设置了逐口试压的工序，配合管道分段试压。2.3沟槽开挖本管道沟槽开挖深度在4.0-5.0米之间，采用机械配合人工开挖的方式，在开挖过程中，根据不同地段的土质情况，采取1：0.33-1：0.5的边坡坡率控制，没有采取其他的边坡防护措施，可以保证边坡的稳定。挖掘机开挖过程中，保留10厘米用人工挖除，保证沟槽底不受扰动。2.3.1现况管线的保护在沟槽开挖过程中，遇到的最大困难是，与本工程沟槽横向交叉的市政管线较多，各种类型的市政管线保护工作需要特别重视。在施工过程中，我们根据不同管线的类型，通过与管线业主单位勾通，采取了不同的悬吊保护措施。1）电信块的保护形式2）普通管道的保护形式 进行各种悬吊保护的管道在施工过程中，要随时进行观察管线是否有下沉、开裂、变形等情况，要随时对拉筋进行加固，防止出现事故。在撤掉悬吊之前，要在管道下设置砖支墩，防止在回填过程中管道出现下沉、开裂等现象。2.3.2沟槽检验本工程设计要求地基承载力为100KPa,在沟槽开挖完毕后,要会同设计、地堪、监理等部门联合验槽。对不符合要求的地基要进行换填处理。根据是否存在地下水等情况，采用换填石灰土或碎石等不同填料。2.4绘制排管图及下管2.4.1排管图绘制1）.设计横断面、设计纵断面、设计所要求的特殊节点位置，如检查井地段、过路段、排气阀三通处、排空三通处、弯头处等。2）.厂家所提供的各种管件尺寸详图。3）.现场存在的各种障碍物，为躲避现场的各种障碍物，需要将管道的路由进行适当的调整。 如上图所示，管道从北向南施工过程中，遇见障碍物电力沟，管道增加0+178、0+192两处45弯头，避开电力沟后回到原设计位置。在排管过程中，为保证支墩及各种检查井的位置准确，局部地段需要增加异型管道，在施工之前，要考虑周全，及时向厂家订购异型管，以保证施工的正常进行。2.4.2下管中注意事项砂基经自检和现场监理验收合格后，按照提前设计好的排管图，对管道进行编号，按照设计的位置进行下管稳管。本工程采用机械单管下沟，槽内安装方式。下管时采用的绳索必须为专用吊带，吊带所能承受的拉力不少于管道重量的2倍，本工程最长管道重800公斤，所采用的吊带最大承受的拉力为4吨，可以满足安全要求。，管材不得直接撞击沟壁，且要轻吊轻放。下管采用吊车，要求首尾相连，顺序下入基槽，以便于对口。下管时必须轻吊轻放，用专用吊装带吊装，一方面避免损坏管材，另一方面保护砂基表面不受破坏。为防止管道横向移动，在管道两侧用4个楔形木垫块以90角对管道加以支撑，其纵向位置为每组距管端1/5处。2.5管道连接及逐口试压2.5.1管道连接工具本管道连接采用双胶圈密封承插口连接的方式，施工过程中所采用的工具：名 称规格型号需要数量手拉葫芦2T4个 吊带3M6条角向磨光机（配软磨光片）125型2台切割机（配云石切割片）125型2台铁锨3把管道圆形垫木150x80012根小型龙门吊架BxH=810x18004个汽车吊（根据实际需要）8T1台润滑剂食用油工作面润滑用排刷（清洁管口）2.5寸10把2.5.2管道连接注意事项1）.管道的承口、插口与密封圈接触的表面，应平整、光滑、无划痕、无气孔。2）.插口端与承口变径处在轴向应有一定间隙（320mm），接口的允许转角不大于1。在施工过程中，为控制管道接口偏转角度，我们采取了测量相邻管道之间的高差、长度，通过三角函数，计算出实际的偏转角度，符合设计要求的为合格，不符合设计要求的需要重新进行调整。同时对于每个接口都填写了隐蔽工程检查记录。3）.在管道接口处砂垫层挖出工作坑，便于接口施工。接口施工之前，按照厂家提供的“温度接口轴向间隙曲线表”确定接口间隙，并在插口的位置作出明显的插入深度标志。接口施工完毕后，要人工采用木夯对接口位置的砂垫层仔细夯实，并保证砂垫层与管道接口处紧贴密实。4）.玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管的承插连接应符合下列规定:管道采用双密封圈承插式柔性接口连接方式。双“O”型圈承插联接尺寸表见下表 DNABCPFGHO.Ring12200239237222165303020142008008528491828 262341403020742密封圈采用无接头三元乙丙橡胶圈。所用橡胶圈不应有气孔、裂缝、重皮及接缝，应保存在540的室内，不应长期受阳光照射，距一般热源距离不应小于3m。密封圈不得与能溶解橡胶的溶剂(油类、苯类等)以及对橡胶有害的酸、碱、盐等物质放在一起，更不得与之接触。密封橡胶圈和润滑剂的材料应与玻璃钢及同时使用的其他材料相容。密封圈在保存与运输中，不应使其长期受挤压，以免变形。管道的承口、插口与密封圈接触的表面,应平整、光滑、无划痕、无气孔;插口端与承口变径处在轴向应有一定间隙,DN3001500mm管的间隙应控制在515mm, 插口端与承口变径处留有一定空隙,是为了防止温度变化产生过大的温度应力。曲线段管道由长短管结合和接口的转角进行调整。5）.管道安装过程中，要保证试压口位置便于试压施工操作方便，将试压口留在管道的上方或侧面。2.5.3管道逐口试压为加强过程控制，保证管道接口的质量，依据管道可塑性强的特点，本管道在两密封胶圈之间承口的位置设置试压口，每道口连接完毕后，均进行管口试压，来检测胶圈的密封性能，检查橡胶圈是否安装到位，是否可以在规定的压力下满足密封要求。1）.逐口试压工具管道安装逐口试压需要的设备名称规格型号需要数量手电钻（配10mm钻头，小压试验钻孔用）13mm1台/组手动试压泵（配压力表）02.5MPa1台/组全丝螺杆（配M10丝锥1套）M10x151个/根（按管道试验根数确定总数）树脂、玻纤及固化用品准备足够的数量100g/根排刷2.5寸10把/组橡胶手套医用品或耐化学品类5双/组2）逐口试压过程试压的过程：管道承插连接施工完毕后，将管道接口位置的砂基础夯填密实，采用手电钻在承口两个橡胶圈之间钻一直径为10mm的孔洞（生产厂家已经预留）。要保证孔洞圆滑、直顺，不允许出现孔壁错台、偏位现象。钻孔完成后，人工用排刷将孔内和孔的四周清理干净，在中空的全丝螺杆固定在孔内，将打压管与螺杆连接，加压设备采用手动打压泵向管内注水。同时观测压力表达到工作压力0.65Mpa,停止打压，检查管道的接口，如果无渗漏再提高压力到实验压力1.0 Mpa。观察10分钟，如果管道接口无渗漏和压力下降值不超过0.05 Mpa，则表明接口质量合格。水压试验结束后，将压力管卸下，并将全丝螺杆从管道上卸下，采用等直径的丝锥将打压孔封闭。封闭时在丝锥上和孔壁上涂抹树脂，并在丝锥上缠绕玻璃纤维，待树脂稍微凝固时，将丝锥拧紧固定在孔内。固定完毕后，采用防腐材料对丝锥表面进行防腐处理。试验用的压力表采用弹簧压力计，精度不低于1.5级，最大量程为试验压力的1.5倍，表壳的公称直径不小于150mm，使用之前需要进行校正。逐口试压工艺的应用，从根本上消除了管道连接过程中胶圈扭曲、变形、破损等现象的出现，保证了双胶圈均处于可靠的安全状态。在施工过程中，严格的按照规定的试验压力、稳压时间进行操作，曾多次出现压力不能稳定的现象，退出管道后，发现胶圈已经变形或破损，更换胶圈后，重新连接，再次试压，合格后才进行下一节管道的连接。在施工过程中，未确保接口质量，防止在管腔回填过程中，外力对管道接口的扰动，我们在管道连接过程中，刻意将试压口放在管道的顶面，回填到这个位置时，再进行一次接口试压，重新检测一下接口是否因为回填过程中，在外力的作用下，导致胶圈的错位、变形。 2.6退管在逐口试压过程中，如果出现不能稳压的现象，则需要将管道退出，分析原因，重新连接。考虑到管材本身刚度不高、承插口连接后摩擦力较大（达到20吨左右）的特点，退管工作是十分艰难的，在施工过程中，我们设计了专门的退管工具。退管器的工作原理是：采用2厘米的钢板制作成抱箍，固定在插口端部；承口端采用2厘米的钢板制作成两个半圆形挡板，采用螺栓固定在承口的端部。固定完毕后，用两个25吨的千斤顶，同时作用在抱箍和挡板上，将管道推出，完成退管工作。2.7管道系统分段试压2.7.1试压之前的检查1）管道安装过程中，进行逐口试压，回填之前也要进行复测管口压力，并保证逐口试压百分之百合格，逐口试压合格后，考虑到本工程管材的特点，需要进行管顶以上回填土，包括管道接口位置均需要进行回填土，以防止在试压过程中造成管道的变形和管口位置的破损。2）检查试压段的排气阀是否安装到位，是否可以正常工作。核实各种弯头位置支墩的混凝土强度是否达到设计强度。核实各种检查井内的三通位置、阀门位置的支墩是否已经砌筑完毕。3）检查水源、试压设备、放水及量测设备是否准备妥当和齐全，工作状态是否良好，能否保证试压系统的严密性以及其功能。2.7.2试压之前的准备工作1）系统检查主要工作是检查管道的排气系统和泄水系统是否能够正常工作。2）管道盲板设计按照GB9112-88规范规定的尺寸加工钢制法兰盲板堵头，按照1.0MPa的规格进行加工。法兰尺寸如下：钢制盲板厚度为15mm。法兰尺寸表 参照标准：GB9112-88DNPN1.0MpaDD1doThnL800105095033M3024240为增强盲板的刚度，在水压力作用下，保证盲板不会变形，在盲板的外侧承力面设置“井”字形肋板。肋板采用10的槽钢满焊在盲板的外侧。2.7.3试压段的后背设计1）.后背土长度设计：试压段后背应设置在原状土或人工后背土上,土质松软时,应采用砖墙、混凝土、板桩或换土夯实等加固方法，以保证后背的稳定性。后背墙面必须平直且与管道轴线垂直。本工程试压口两处原状后背土预留宽度为L0=15米左右。经过核算，可以满足使用要求。核算公式：L=R/B +LR其中：R：管堵传递给后背土的作用力，（KN） B：后背受力宽度 LR：附加安全长度（m），本工程土质按照亚沙土考虑取1其中：R=10000003.140.42=502.4 KNB取沟槽底宽3.6米L= R/B +LR=12+1=13米L0L，满足施工要求2）.后背支撑设计在进行打压试验时,接口位置有两种遭到破坏的可能,一是堵板和承盘短管(插盘短管)间的螺栓被拉断,但这种可能性较小;其次是短管和管子之间的接口被拉坏。因此，后背支撑是十分重要的。首先将后背土承力面进行修整成垂直于管道轴线的竖立面，并保证整个承力土面平整、密实，不出现坑洼现象。用方木纵横交错排列紧帖于土壁上，若方木背后土壁不平整，在放置好方木后，用细沙将背后的空隙填充密实。在方木的外侧竖直设置三道30工字钢，在工字钢外侧设置一道横向工字钢，做为支撑受力面。在管头堵板与后背之间搭设高度合适的工作平台。工作平台上放置顶铁和千斤顶。（见图）2.7.4试压装置试压装置主要包括管道两端的进水管、排气管、加压泵、压力表、放水口、和后背等。1）.压力表实验用的压力表采用弹簧压力计精度不低于1.5级，最大量程为试验压力的1.31.5倍，表壳的公称直径不小于150mm，使用之前需要进行校正。2）.加压泵加压泵采用多级离心泵，采用与管道堵板垂直的支管与管道相连接。3）.排气管与进出水口管道试压过程中，采用设计的排气阀作为排气口，同时在堵板压力表支管上设置球阀，作为管口位置的排气口。进出水口可以合并为一个支线管，设置在试压管段的较低端一侧。采用50mm的无缝钢管与堵板垂直焊接在一体。管道系统水压试验需要的设备名称规格型号需要数量钢制盲板堵头DN800 P=1.0MPa4件多级水泵P=1.62.0MPa2台水泵接管P=1.62.0MPa10米1002的无缝钢管螺栓M30112个压力表01.6MPa2块2.7.5管道系统水压强度试验水压试验应符合下列要求水压试验时，现场在法兰的合适位置上开口，焊接无缝钢管，与打压泵连接。管道设计压力为0.65MPa,打压试验时采取1.5的工作压力，即1.0 MPa。水压试验应按给水排水管道工程施工及验收规范GB50268规定的试验方法进行。压力管试验压力应按设计压力采用。1）.管道的变形不超过规程要求的数值；接头安装正确。系统的止推装置(固定支墩)到位,且混凝土的强度完全达到100%设计强度；回填已完成(如果管线有充足的约束力而不致移动时,允许把接头暴露在外面)；阀和泵已固定好；压力表已安装并设置在管道的最低点；2）.管道充水,打开排气阀使气体排出。灌满清水对管道进行浸润,浸润时间不得少于1d；管道充水水源采用市政自来水。3）.现场试验压力可采用工作压力的1.5倍。现场试验压力(MPa)压力等级(工作压力)现场试验压力0.65(本工程工作压力)1.0（打压试验压力） 4）.水压试验应符合下列要求:a.管道水压试验之前，为控制管道在水压试验过程中的移动，需要完成回填土作业。b.管道水压试验分段进行，并保证每段有排气阀井，水压试验之前，将承插短管和盘插短管进场，并按照短管法兰的尺寸加工法兰堵板，堵板的尺寸如上图所示。c.水压试验所采用的压力表精度不低于1.5级，最大量程为1.6Mpa。表壳的公称直径不应该小于150mm，使用之前要经过校正。d.管道在升压时，管道的气体应排除，升压过程中，当发现弹簧压力表表针摆动、不稳，且升压较慢时，应重新排气后再升压。e.在进行水压试验过程中，堵板的后背支撑两端位置严禁站人。f.水压试验过程中，应分级加压，缓慢地对管道加压,先将管段内压力逐步升高到工作压力,再提高到试验压力,观察10min,压力下降值不超过0.05MPa为合格。2.7.6管道严密性试验水压强度试验合格后，将压力升至1.0MPa，继续进行管道严密性试验，本管道严密性试验参考钢管的标准执行。严密性试验采用注水法。试验过程中，从开始计时时刻起，每当压力下降，应及时向管道内补水，补水时压力降不得大于0.03 MPa，使管道的压力始终保持恒定，延续时间不得少于120分钟。届时计算在恒压时间内补充到管道内的水量。根据下公式计算实测渗水量：q=（W / T L）1000q实测渗水量（L/h m）W恒定时间内补充到管道内的水量(L)T从开始计时到保持恒压结束的时间（min）L试验管段的长度（m）在试验过程中，当出现压力下降时，采用标有体积刻度的容器对注入管道的水进行计量。在整个试验时间段内对各个时期注入管道内的水量进行统计，从而计算出W值。将参数W、T、L带入公式计算出实测渗水量，与GB-50268-97中表10.2.13D800管道允许的1.35 L/h m对比，从而确定严密性试验是否合格。三、管道修补措施及现场对接方案3.1管道破损修补方案 管道在运输和施工过程中，不可避免地会出现表面损伤的情况，根据损伤的程度，通过与生产厂家及北京市玻璃钢协会共同协商，制定了管道修补方案。情况类型管道损伤情况管道修补方案表面擦伤深度H0.3mm将管道表面进行清理，采用现场树脂刷胶处理，固化后刷表面保护层树脂2遍。表面擦伤深度0.3mmH1mm采取表面打磨清理，打磨面积的确定：1、损伤部位面积的2倍；2、靠近损伤面积周围的未损伤部位至少有150mm宽度的补强区域。二者中取较大值作为打磨面积。打磨完毕后，采用至少3层无碱表面毡、树脂进行修补增强，固化后刷表面保护层树脂2遍。损伤深度大于1mm，但未伤及夹砂层，损伤白化区域面积小于150cm2采取打磨、补强面积至少为损伤面积的3倍，在靠近损伤面积周围至少有200mm宽度的补强区域。其中打磨的方法是：将受损区域（包括发白区域）进行磨削剔除，需补强的未损伤区域采用表面打磨。补强材料与铺层顺序为：表面毡、针织毡、方格布、树脂的顺序进行补强，补强厚度不小于管壁厚度，固化后刷表面保护树脂2遍。损伤深度进入砂层截断受损管材，按照对接管处理方法处理。3.2管道现场对接方案施工现场两种情况下存在着管道对接，第一、管道本身损伤程度达到类状况，需要将破损部位切除，按照现场对接的方式处理；第二、施工过程中，预留的管道分段试压口，试压口两侧的管道已经铺设完毕，分段试压结束后，需要将试压口采取现场对接的方式封闭。 管道现场对接施工注意事项：1）.需要对接的两根管道应在一条轴线上，上下左右偏差应控制在7mm以内。2）.对接时应在管端打出30以上坡口，坡口深度应到内衬层。3）.糊制时先用滑石粉玻璃钢腻子将坡口抹平，然后按照规定的糊制长度和宽度进行加强糊制。四、小结玻璃钢夹砂管道在北京地区应用比较少，只是在平谷应急水源工程上有所应用，据了解在此工程上，出现了许多的问题。本次应用在奥运村再生水热泵冷热源循环水管道工程中，设计部门从结构设计、工艺设计考虑的都比较周全。在施工过程中，我们从逐口试压、管道修补、管道现场对接等等各方面进行了完善。通过管道分段试压，进行强度试验、严密性试验，管道没有出现难以稳压、漏水量超标的情况。受到建设单位、质量监督部门、设计单位的好评。