煤气聚乙烯管的不挖沟敷设技术

随著城市化进程的快速发展及市政管理的规范化，传统的“开挖埋管法”已越来越受到限制，虽然“顶管法”过去一直发挥积极的作用，但成本高、效率低c近年来，不挖沟敷设聚乙烯(PE)管技术的发展和普及，令很多敷管难题迎刃而解。该技术包括：穿套更新旧管技术(简称Slip Insertion)、紧贴穿套更新旧管技术(简称Swagelining)和导向钻道敷设新管技术(简称Rotamole)。

1施工准备

1．1报建

不挖沟敷管技术仍有发射井、接收井等少量的开挖工程，还可能占用道路，故应按正常程序报建。

1．2工地勘察

工地须有足够的空间放置机具、管材及挖掘发射井和接收井，并方便操作，不阻碍交通。

1．3检管

旧管更新须了解旧管椭圆度、腐蚀、裂纹等资料。管内壁不应有毛刺和焊渣，以免拖拉时刮伤PE管。必要时，还须调直弯管。

紧贴穿套更新旧管技术对旧管内壁要求较高，可通过闭路电视系统(CCTV system)及通径检测器(Cauging Pig)获取管内资料，再用清管器(Scraper)擦净及整圆管壁。

对于穿套更新旧管，由于旧管与PK管有一定的间隙，故对旧管的要求相对较低。可清洗旧管后，采用管道摄像机(Video Camera)拍摄管内壁图片。该方法效率较高，每天可检管1300m。有时，亦可简单地用同管径的PE管试拖，如发现PE管有明显的损坏，可使用清管器清除毛刺、焊渣或锈斑。

1．4管材

不挖沟敷管技术对PE管并无特殊的要求。理论上，输送煤气之PK管不但要有较好的刚性、一定的强度，而且要有较好的韧性和抗应力开裂性能，输送煤气之PE管宜采用中密度管(MDPE)，SDRll中密度PE管可用于输送压力为4bar的系统，5DRl7．6的中密度PE管可用于输送压力为2bar的系统。

2施工工艺

2．1穿套更新旧管技术

该技术以废弃的旧煤气管作套管，在旧煤气管内插PE管。

穿套更新旧管可分两步进行，首先须将绞绳穿过旧管．以实现绞绳与PE管、绞车间的连接。一般作法如图1所示，降落伞状风帽(可用球囊自制)尾部连有具有一定抗拉强度(约800N)的轻型尼龙绳，被压缩空气以1m／s的速度，从发射井经旧管吹至接收井，因尼龙绳不能承受足够的拉力而拖拉绞绳，

可先拉过较粗的绳索过渡，再借助较粗的绳索将绞绳拉过旧管。

第二步操作如图2所示。绞索穿过旧管后，将其一端连在绞车辊子上，另一端与锥形拖头相连(锥形拖头尾部连有PE管)，再通过绞车或液压动力机．将PE管拉(推)过旧管。

为防止PE管在旧管导入口受到损坏，可在导入口放置喇叭形导滑物，并将PE管置在托辊上。PE管与套管间端口可用O形橡胶圈、塑料密封套或填料密封。

2．2紧贴穿套更新旧管技术

紧贴穿套更新旧管技术由英国煤气公司(British Gas plc)开发，用于流量损失不宜太大的旧管更新，敷管范围一般为g32mm—400mm.

如图3所示，紧贴穿套敷管设备由加热器、扁模、液压推动机、锥形拖头和绞车组成。经加热器加热，与旧管尺寸匹配的PK管穿过扁模，PE管被拉长，外径减少7—11％，而壁厚基本不变，借助液压推动机及绞车的动力，将热态PE管拉过旧管，到达接收井，释放拉力，PE管冷却复原并紧贴旧管内壁。

2．3转向钻道敷设新管技术—Rotamole

转向钻道系统可用于新管的不挖沟敷设。其基本步骤为：导向钻孔(Pilot Boring)、扩孔回拖PK管(Backreaming)。

导向钻孔的主要目的是确定管道的敷设轨迹。其操作过程如图4所示，导向钻头从预定的入土点和入土角钻入土层，操作人员手持导航仪，测定导向钻头位置、深度和方向等，与预先输入的设计轨迹对比，决策下一操作步骤，令导向钻头能按预定的轨迹挖掘地道。

扩孔回拖PE管操作如图5所示c导向钻头抵达接收井后，将其从钻杆上拆除，装上扩孔钻头，由空压机、液压动力机或绞车提供拉力，将扩孔钻头从接收井拖回，待地道扩至孔径后，将PE管拉过地道。当然，扩孔和回拖PE管可同时进行，此时，须将旋转活节接于扩孔器和PE管之间，以免钻孔机所产生的扭矩传至PE管而造成损坏。

干式导向钻头为有斜面的圆柱体，其后连有中空钻杆，压缩空气鼓入钻杆，从钻头高速喷出，产生冲击力，钻头的推进和旋转由液压动力机提供动力。

美国、中国(地矿部、中油总)、英国均开发了转向钻道系统，以满足不同的敷管需要。国内外几种

1991年，受英国煤气公司许可，英国S，eve V5ckIntemational ltd开始生产新型干式转向钻道系统Rotamole6000系列，该转向钻道系统仅需两人操作，适于中小口径的PE管的不挖沟敷设，可敷设埋深3．5m、长135m口180mm的PE管。比较而言，国产设备存在性能不稳定，敷设距离短、偏差大之不足。

3应用情况

不挖沟敷管技术在英国、美国、日本、中国大陆及香港等有破路限制或地下障碍复杂的工地得到广泛的应用。转向钻道系统还可用于钢管的敷设。

3。1穿套更新旧管

3．2紧贴穿插套更新旧管

1996年6月，香港中华煤气有限公司委托英国承建商ALHCO运用紧贴穿套技术更新了3条旧的可锻铸铁管，3个项目工期共为3周。

Wai Yip街项目：以SDRl7．6φ315mm的PE管紧贴穿套更新长378mφ300mm的可锻铸铁管；

Heard街wood道项目：以SDRl7．69250mm的PE管紧贴穿套更新长178m口10英寸的可锻铸铁管；

Island道项目：以SDRl7．66220mm的PE管紧贴穿套更新长230m9200mm的可锻铸铁管；

根据香港经验，与开挖埋管法相比，上述工程减少了的78％土石方及40％的工程成本，按时段计，可减少噪音90％，并可保持80％的通过能力。

3．3转向钻道敷设PE管

根据香港经验，转向钻道技术敷设PE管可降低成本0％至78％。

4小结

不挖沟敷管技术主要优点是提高工作效率、降低成本，减少环境污染及对交通的干扰。紧贴穿套更新旧管技术、穿套更新旧管技术还有利于保留旧管资料及保护PE管。

但是，紧败穿套更新旧管技术和穿套更新技术将会减少管道的通过能力，穿套更新旧管技术尤为严重。在旧管输送余量不大时，如不便提高输送压力，将不宜采用。

紧贴穿套更新旧管和转向钻道系统的设备较多，安装时间较长，并需要一定的操作空间，这并不是每个工地可以提供的。

如地下资料不明，采用转向钻道很可能会损坏其它地下设施，如排污管、电缆等，故在新区使用较为理想。此外，过于松软的土质，地道易坍塌；过于坚硬的岩层，钻头不易穿透，这两种情况均不适于转向钻道系统的操作。