阅读说明：本技术 一种大直径管道安装的连接方法 (Connecting method for mounting large-diameter pipeline ) 是由 陈敦刚 陈文娟 尚会年 夏伟 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本技术涉及管道安装工程施工领域,具体涉及一种大直径管道安装的连接方法,根据大直径管道工程管道轴心受力较小的特点,将金属钢管接头环向缝满焊优化为复合型接头,即在接头处采取肋板加固或对局部环缝进行焊接用于抵消管道轴线受拉的影响,然后在接头外壁利用环氧与玻璃丝布或碳纤维布形成“玻璃钢”柔性接头,既可辅助管道轴心受力,又主要用于管道防渗,并满足管道线型温度伸缩变形要求；接头内壁缝间在不破坏管道涂层保护的情况下,采用环氧沥青填料将管道内壁充填和修整平顺,从而完成接头的无应力对接,形成复合型接头连接,采用上述方式形成接头连接,还可增强抵抗轴线方向温度伸缩变形的能力。(The technology relates to the field of pipeline installation engineering construction, in particular to a connection method for large-diameter pipeline installation, according to the characteristic that the axial stress of a large-diameter pipeline engineering pipeline is small, circumferential seams of metal steel pipe joints are fully welded into a composite joint, namely rib plates are adopted at the joints for reinforcement or local circumferential seams are welded for offsetting the influence of tension of the pipeline axial line, then the outer walls of the joints form a glass fiber reinforced plastic flexible joint by using epoxy and glass fiber cloth or carbon fiber cloth, so that the axial stress of the pipeline can be assisted, the pipeline is mainly used for seepage prevention, and the linear temperature expansion deformation requirement of the pipeline is met; under the condition that the protection of the pipeline coating is not damaged between the joint inner wall seams, the inner walls of the pipelines are filled and trimmed smoothly by adopting epoxy asphalt filling materials, so that the stress-free butt joint of the joints is completed, the composite joint connection is formed, the joint connection is formed by adopting the mode, and the capability of resisting the temperature expansion deformation in the axial direction can be enhanced.)

一种大直径管道安装的连接方法

技术领域

本技术涉及管道安装工程施工领域，具体涉及一种大直径管道安装的连接方法。

背景技术

通常情况下，管道安装焊接使用范围较广，可用于金属管道各种径的连接；其它连接方式根据管径大小以及拆装的要求而相应选用，其中丝扣连接、粘接连接、薄壁不锈钢管连接、铜管连接、热熔连接、卡套式连接多用于小直径管道及专用管道连接；焊接连接与承插口连接多用于大直径管道连接；法兰连接和沟槽式连接比较适用于中小直径的管道连接，同时也便于安装和拆卸。

粘接连接、薄壁不锈钢管连接、铜管连接、热熔连接、卡套式连接为小直径专用材料管道的连接方式，其施工具有局限性，因采取机械式连接方式，管道下料及加工精度要求较高，否则接头部位易产生渗漏现象，增加了管道安装难度。丝扣连接时，因在管道上加工螺纹丝扣对管材出厂已完成的防腐涂层造成了破坏，丝扣部位断面薄弱并易腐蚀影响管道使用寿命；丝扣加工误差和旋入深度够造成安装不密贴后漏水；管道上预留接口时，甩头管件的位置与朝向限制，丝扣旋入深度不够使得接头处渗水等现象也易发生。法兰连接和沟槽式连接，对法兰和沟槽的加工精度要求较高，采用胶圈垫易漏易在高压状态击穿或老化产生渗漏，且受管径的适用范围限制。

大直径管道采用钢管接头连接一般采用焊接方式，大直径供水管道采用PCCP及其它材料（如混凝土管和橡胶、塑料管材）管材时，一般采用承插口方式。对于直径较大的钢管道接头连接，因需要焊接的环形焊缝较长，不仅焊缝施工成本高，探伤检测难度大，而且相邻焊缝同时作业闪弧干扰剌伤作业人员眼睛而影响施工进度，且焊工必须取得相应资质，施工技能要求高；采用PCCP及其它材料管进行承插口连接时，对管道成型的椭圆度要求高，否则需数次进行管道调整进行对接试拼，且易造成橡胶止水环破损，安装难度大。此外，管道安装完成后，需对承插口进行封闭并灌注专用止水材料，否则通水试压不合格需要进行返工重新安装。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种大直径管道安装的连接方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种大直径管道安装的

连接方法，包括如下步骤：

1）管道安装前，先对管道的走行路线进行规划，绘制管道走行线路图；

2）根据最终确定的路线方案，实地测量各线路配管长度、套管数量及长度，对管线所需管长用量进行估算；

3）按线路图标示的明敷、暗敷管路图进行配管，并作出标志；

4）管道安装时前，对管道以及配件进行检查，看是否有渗漏、破损，通过测试确保质量后再安装；

5）按照管线配管图对暗敷通过的道路开挖出沟槽，沟槽开槽深度大于管材外径50cm，沟槽开槽宽度大于管材外径50cm；

6）按照每条线路的配管图，在管道接头两端50-100cm处各摆放一个马凳支架；

7）由第一条线路开始，管道由一端向另一端安装，直至本条线路管道安装完成；

8）管道接头采用焊接定位钢筋的方法进行定位：在相邻的管道接头部位先预先沿弧长方向每80-100cm焊接一根Φ20mm圆形的定位钢筋，采取单面焊与管道外壁焊在管道的接头端，焊接长度为10cm，预留10cm作为本节管道的承插口的预留钢筋头；

9）在相邻管道吊装就位后，将预留钢筋头与相邻的管道焊接固定连接；

10）人工进入管道内，对接头部位存在的缝隙采用环氧沥青胶凝材料进行填缝处理，并使相邻的管道的内壁光滑平顺；

11）环氧沥青胶凝材料的配制：按照环氧浆材：沥青膏浆：石棉粉=100:50:300-600配制膏状胶凝材料，环氧浆材配比为环氧树脂：稀释剂：固化剂=10:30-40:20-30，固化剂采用采用T-31，稀释剂采用丙酮；

12）充填环氧沥青胶凝材料前，清除充填材料处的污物；

13）采用劈灰刀分批次将环氧沥青胶凝材料挤压充填于接头的缝隙内，并刮平；

14）在管道内壁的缝隙处将环氧沥青胶凝材料充填完毕，再在填充完毕的环氧沥青胶凝材料表面覆盖厚塑料膜；

15）在管道的接头的外侧壁上先涂一层环氧树脂，然后粘接一层玻璃丝布，每粘接一层玻璃纤维布前，先涂一层环氧树脂，并对最外侧玻璃丝布表层涂一层环氧树脂进行封闭，形成三层玻璃纤维布和四层环氧树脂的玻璃钢接头，玻璃纤维布涂刷宽度20-30cm，均布于管道的接头两侧；

16）在管道外侧制作玻璃钢接头时，按步骤12）所述的步骤对表面进行清理，并保持干净；

17）管道安装完成且环氧沥青胶凝材料或玻璃钢固化后，按管道工程进行闭水试验检查；

18）管道安装经检测无渗漏后，对管道下部回填含水粗砂进行埋弧作业，使管道不产生滚动后，再分层回填壤土完成钢管的回填，恢复道路工程。

所述的大直径管道安装的连接方法：采用该安装方法制作的管道结构包括管道、定位钢筋、玻璃钢层、缝隙、环氧沥青胶凝材料层，缝隙位于相邻的管道之间，管道外侧壁固定有若干条定位钢筋，定位钢筋一端设置于一侧的管道外侧壁上，定位钢筋另一端设置于另一侧的管道外侧壁上，定位钢筋的两端固定设置于缝隙两侧，缝隙内固定设置环氧沥青胶凝材料层，相邻的管道在接头处固定设置玻璃钢层，玻璃钢层设置于定位钢筋、缝隙上部。

与现有技术相比，发明的有益效果是：

1）通过优化大直径管道接头结构，减少钢管道因焊接热影响引发硫、磷离子增加造成脆裂的可能，减少接头环缝焊接工作量和施工难度（钢管外壁底部和内壁上部需进行仰焊）；

2）通过优化管头接头结构，节省钢管道安装吊装及调整精度要求占用的循环工序时间，并减少因平压（在钢管接缝两端采取顶压，防止焊接过程中产生位移），以及焊接引起接头部位产生应力；

3）减少钢管安装接头焊接工程量，减少钢管接头焊接闪弧相互的干扰和影响；

4）提高钢管安装接头连接速度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明主视结构示意图。

图2是本发明侧视结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

请参阅图1-2所示的一种大直径管道安装的连接方法，包括如下步骤：

1）管道1安装前，先对管道1的走行路线进行规划，绘制管道1走行线路图，并报相关单位审批后确定最终路路方案。

2）根据最终确定的路线方案，实地测量各线路配管长度、套管数量及长度，对管线所需管长用量进行估算，避免多购材料造成浪费或少购材料造成材料欠缺影响安装进程。

3）按线路图标示的明敷、暗敷管路图进行配管，并作出标志；

4）管道安装时前，对管道以及配件进行检查，看是否有渗漏、破损等问题，通过测试确保质量后再安装；

5）按照管线配管图对暗敷通过的道路开挖出沟槽，沟槽开槽深度大于管材外径50cm，沟槽开槽宽度大于管材外径50cm，以方便施工人员进入沟槽内作业。

6）按照每条线路的配管图，在管道1接头两端50-100cm处各摆放一个马凳支架，以便将管道架空至基础面。

7）由第一条线路开始，管道1由一端向另一端安装，直至本条线路管道安装完成；安装时，将加工好的管道1摆放在相应位置的支架上，对管道1的位置、高程进行复核，并进行必要的调整，复核完毕后，开始进行接头处理。

8）管道1接头采用焊接定位钢筋的方法进行定位：在相邻的管道1接头部位先预先沿弧长方向每80-100cm焊接一根Φ20mm圆形的定位钢筋2，采取单面焊与管道1外壁焊在管道1的接头端，焊接长度为10cm，预留10cm作为本节管道1的承插口的预留钢筋头，方便相邻钢管安装时的定位。

9）在相邻管道1吊装就位后，将预留钢筋头与相邻的管道1焊接固定连接，防止两节管道1在施工柔性接头或回填埋管覆盖土时，因管道滚动或沉降差异产生竖向应力破坏玻璃钢接头。

10）人工进入管道1内，对接头部位存在的缝隙4采用环氧沥青胶凝材料进行填缝处理，并使相邻的管道1的内壁光滑平顺；

11）环氧沥青胶凝材料的配制：按照环氧浆材：沥青膏浆：石棉粉=100:50:300-600配制膏状胶凝材料，环氧浆材配比为环氧树脂：稀释剂：固化剂=10:30-40:20-30，固化剂采用采用T-31，稀释剂采用丙酮，石棉粉填料需作干燥处理。

12）充填环氧沥青胶凝材料前，清除充填材料处的污物，使表面保持干净；

13）采用民工建施工用劈灰刀分批次将环氧沥青胶凝材料挤压充填于接头的缝隙内，并刮平；

14）在管道1内壁的缝隙4处将环氧沥青胶凝材料充填完毕，再在填充完毕的环氧沥青胶凝材料表面覆盖厚塑料膜，以便胶凝材料固化后表面达到光滑效果，并便于塑料膜清除。

15）在管道外侧壁上采取“三布四液”的方式形成玻璃钢接头：在管道1的接头的外侧壁上先涂一层环氧树脂，然后粘接一层玻璃丝布，每粘接一层玻璃纤维布前，先涂一层环氧树脂，并对最外侧玻璃丝布表层涂一层环氧树脂进行封闭，形成三层玻璃纤维布和四层环氧树脂的玻璃钢接头，玻璃纤维布涂刷宽度20-30cm，均布于管道1的接头两侧；

16）在管道1外侧制作玻璃钢接头时，按步骤12）所述的步骤对表面进行清理，并保持干净。

17）管道1安装完成且环氧沥青胶凝材料或玻璃钢固化后，按管道工程进行闭水试验检查；

18）管道1安装经检测无渗漏后，对管道1下部回填含水粗砂进行埋弧作业，使管道1不得产生滚动后，再分层回填壤土完成钢管的回填，恢复道路工程。

采用该安装方法制作的管道结构包括管道1、定位钢筋2，玻璃钢层3、缝隙4、环氧沥青胶凝材料层5，缝隙4位于相邻的管道1之间，管道1外侧壁固定有若干条定位钢筋2，定位钢筋2一端设置于一侧的管道1外侧壁上，定位钢筋2另一端设置于另一侧的管道1外侧壁上，定位钢筋2的两端固定设置于缝隙4两侧，缝隙4内固定设置环氧沥青胶凝材料层5，相邻的管道1在接头处固定设置玻璃钢层3，玻璃钢层3设置于定位钢筋2、缝隙4上部。玻璃钢层3由环氧树脂和玻璃纤维布固化成型而成，其中环氧树脂：稀释剂：固化剂=10:30-40:20-30，固化剂采用采用T-31，稀释剂采用丙酮。

本发明工作原理：

根据大直径管道工程管道轴心受力较小的特点，将金属钢管接头环向缝满焊优化为复合型接头，即在接头处采取肋板（条）加固或对局部环缝进行焊接用于抵消管道轴线受拉的影响，并利用肋板（条）或局部焊接作为钢管接头的定位，然后在接头外壁利用环氧与玻璃丝布或碳纤维布形成“玻璃钢”柔性接头，既可辅助管道轴心受力，又主要用于管道防渗，并满足管道线型温度伸缩变形要求；接头内壁缝间在不破坏管道涂层保护的情况下，采用环氧沥青填料将管道内壁充填和修整平顺，从而完成接头的无应力对接，形成复合型接头连接。非金属管道除不采用焊接加固及连接外，采用上述方式形成接头连接，还可增强抵抗轴线方向温度伸缩变形的能力。

采用上述管道连接方式，可快速完成接头定位，不需要根据相邻两节管道的椭圆度来回转动调整管道连接方向；不破坏管道防腐涂层，提高管道的使用寿命；可节省管道精加工及安装后的辅助防渗漏及接头检查处理工序。“玻璃钢”涂层接头不仅具较强的粘接强度，且具有较强的防渗性能，其具有的弹性变形能力可满足管道的伸缩变形要求。

本专利技术在焦作市普济河倒虹吸工程导流明渠工程应用中，在7-8天时间内完成了4条Φ2000mm长400m钢管安装及接头处理，提高了施工工效，保证了焦作市政府提出的15天内普济河倒虹吸工程实现导流及路面恢复工作目标。

采取环氧沥青胶凝材料充填在钢管接头之间，并在钢管外壁用环氧玻璃丝布涂层形成钢管玻璃钢接头，环氧浆材及固化剂形成的胶结体具有较高抗压、抗折、耐磨强度，加上钢筋连接件具有较强的抗拉强度，防止了回填土产生不均匀沉降及地面车载荷载传力不均对玻璃钢接头的破坏；钢管接头采取环氧沥青弹性填料，止水效果好。在普济河倒虹吸工程完成二期施工拆除导流钢管时，钢管玻璃钢接头及环氧沥青弹性止水填料保存完好。采取钢管配合明渠导流过程中，焦作城区在普济河倒虹吸工程区发生超出地面高程1.0m以上的洪水淹没，造成钢管回填局部沉降，但钢管接头仍完好无损。

工程实施实例：

普济河倒虹吸导流工程：

1）工程简况：

普济河渠道倒虹吸工程位于河南省焦作市中站区新庄村，是南水北调中线工程总干渠穿越普济河的河渠交叉建筑物。距焦作市南通路200m，工程区有水泥路与之相通。普济河为一人工治理的泄洪排污河道，倒虹吸进口起点设计桩号为Ⅳ33+798.7，出口终点设计桩号为Ⅳ34+131.7，建筑物总长333m，其中管身段水平投影长200m，管身横向采用钢筋砼箱形结构，单孔尺寸6.5m×6.75m（宽×高）。

普济河属海河流域卫河水系的一条支流，自北向南流经焦作市区，与普济河倒虹吸交叉部位地面高程约104～107m。普济河倒虹吸工程为下穿普济河与普济路建筑物。为保证普济河倒虹吸施工期间普济路交通正常通行及河道通畅，导流工程分两期进行，一期利用普济河原河道过流，施工普济河倒虹吸下游管段，二期利用明渠导流，利用倒虹吸工程回填后修建改移道路通车，将明渠跨路布置在倒虹吸上游一侧。为此，采取在路面以下埋管方式将普济河水排至明渠过流。

导流明渠上下游各布置4条Φ2000mm钢管进行导流，每条钢管长约100m，钢管焊缝接头多，焊接相互干扰大，环缝焊接操作空间有限，环缝焊接困难较大。与此同时，普济路作为焦作市南北主要干道，交通流量大，也是居民出行的主要道路，为此，焦作市政府要求用15天时间实现导流及路面恢复工作。

按照常规钢管加工、运输，再逐节焊接拼装的工艺进行施工，在15天内完成类似管道工程安装、焊接任务也不够，更谈不上进行道路路面混凝土的恢复了，在此条件下实现管道安装及道路恢复的方式，就是必须改变管道接头方式，缩短钢接头施工时间。经过充分讨论，对钢管接头采取弹性玻璃钢加环氧沥青胶凝材料止水接头方式。

2）钢管接头施工方案及措施：

先开挖导流钢管安装的沟槽，对沟槽底部进行整平，按照接头拟安装的位置布置钢板马凳，作为钢管安装时的支座。然后按照配管图由一端向另一端逐根吊装钢管就位。钢管安装时，

钢管接头采用定位钢筋的方法进行定位，即在相邻钢管接头部位先预先沿弧长方向每80-100cm焊接一根Φ20圆钢筋，采取单面焊与钢管外壁焊在钢管接头端，焊接长度约10cm，预留10cm作为本节钢管的承插口，方便钢管安装时的定位，在相邻钢管吊装就位后，将预留的钢筋头与相邻钢管焊接在一起，防止两节钢管因回填埋管时因沉降差异产生纵向应力后破坏玻璃钢接头。相邻钢管通过圆钢筋焊接在一起后，配置环氧沥青胶凝材料将钢筋头与钢管外壁及钢管间的缝隙抹平顺，然后采用环氧与玻璃丝布对钢管外壁进行涂层处理，采取“三布四液”的方式形成玻璃钢接头，即每粘接一层玻璃丝布前，先涂一层环氧基液，并对最外侧玻璃丝布表层涂一层基液进行封闭，形成“三布四液”玻璃钢接头。玻璃丝布涂刷宽度20-30cm，均布于钢管接头两侧；钢管接头外壁处理完成后，对钢管接头内壁采用环氧沥青弹性材料进行补平和止水。

平行布置的四条钢管完成吊装及接头处理后，对钢管下部回填含水粗砂进行埋弧作业，使钢管不得产生滚动后，再分层回填壤土完成钢管的回填，恢复道路工程。

3）工程施工效果：

采取本专利弹性膨胀材料充填在钢管接头之间，并在钢管外壁用环氧玻璃丝布涂层形成的钢管玻璃钢接头，环氧浆材及固化剂形成的胶结体具有较高抗压、抗折、耐磨强度，加上钢筋连接件具有较强的抗拉强度，防止了回填土产生不均匀沉降及地面车载荷载传力不均对玻璃钢接头的破坏；钢管接头采取环氧沥青弹性填料，止水效果好。在普济河倒虹吸工程完成二期施工拆除导流钢管时，钢管玻璃钢接头及环氧沥青弹性止水填料保存完好。采取钢管配合明渠导流过程中，焦作城区在普济河倒虹吸工程区发生超出地面高程1.0m以上的洪水淹没，造成钢管回填局部沉降，但钢管接头仍完好无损。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。