PE管在燃?xì)庵械蛪汗芫W(wǎng)工程中的應(yīng)用

王永軍 程可兵 辛凱

摘 要：隨著城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，上海燃?xì)夤芫W(wǎng)發(fā)展迅速，目前管網(wǎng)工程改造已基本完成。在上海燃?xì)夤芫W(wǎng)的施工過程中，可供選擇的管材有鋼管、鑄鐵管和聚乙烯管（即PE管）。以往在城區(qū)內(nèi)中壓管網(wǎng)選用的管材以3PE防腐鋼管為主，PE管為輔;低壓管道以機(jī)械橡膠密封（SMJ接口）的球墨鑄鐵管為主，PE管為輔。為更好保證城市居民的用氣安全，減少燃?xì)鈸屝薮螖?shù)，上海城區(qū)燃?xì)庵袎汗芫W(wǎng)中符合條件的地方已經(jīng)大多使用PE管。

關(guān)鍵詞：燃?xì)?中低壓管網(wǎng);PE管

引 言

城市化進(jìn)程不斷發(fā)展，使得燃?xì)獬蔀榫用袢粘Ｉ畹闹匾M成部分，燃?xì)饩W(wǎng)的建設(shè)與完善就顯得更加重要，成為城市市政工程的基本，也成為保證城市良好發(fā)展的重要方面。當(dāng)前，燃?xì)夤芫W(wǎng)的地下管線已經(jīng)大量使用PE管道，由于其安裝簡單、不需要進(jìn)行防腐工作，能夠縮減開支，提升政府及企業(yè)的效率。在對(duì)已有的管道線路進(jìn)行保護(hù)過程中主要是強(qiáng)調(diào)交叉部分的防護(hù)工作，避免其因交叉導(dǎo)致相互影響進(jìn)而造成更加嚴(yán)重的問題。而新建燃?xì)夤艿谰€主要是要強(qiáng)調(diào)在不影響其他管道的情況下，新建一條管道線，并努力減少其損壞程度，提高其使用壽命。所以，在新建與保護(hù)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的過程中，最重要的是對(duì)于地下管線的保護(hù)，這些事施工前期以及施工后期應(yīng)該考慮的問題之一。

一、PE管特性

（一）較好的耐沖擊性和撓性。PE管具有很高的韌性，耐沖擊強(qiáng)度高，斷裂伸長率一般超過500%，因此對(duì)不均勻沉降和錯(cuò)位的適應(yīng)能力非常強(qiáng)。當(dāng)然PE管在地質(zhì)變化的外力作用下，也很容易受到破損。PE的撓性使PE管可以進(jìn)行盤卷（尤其是管徑小的PE管），減少了大量的連接管件。PE管的走向容易依照施工方法的要求進(jìn)行改變。施工中如果遇到障礙物，可以按照管子允許的彎曲半徑繞過障礙，這樣就可降低施工難度。

（二）密封性好。PE管的施工采用熔接焊接（熱熔連接或電熔連接），保證接口材質(zhì)結(jié)構(gòu)與管體本身的統(tǒng)一性，實(shí)現(xiàn)了接頭與管材的一體化。經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，其接口的抗拉強(qiáng)度及爆破程度均高于管材本體，可有效抵抗內(nèi)壓力產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力和軸應(yīng)力。當(dāng)然在實(shí)際焊接中還是要注意規(guī)范化操作，比如管材與管件廠家的一致性，焊接管件時(shí)使用專用固定夾具，融合和冷卻保證足夠的時(shí)間等，避免出現(xiàn)“假焊”情況。

二、燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)

（一）密閉空間監(jiān)測。伴隨城市燃?xì)庑枨蟮目焖侔l(fā)展，城市地下燃?xì)夤芫W(wǎng)的密集程度越來越高，管道通常敷設(shè)在城市人口稠密地區(qū)，管道周邊環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，同時(shí)，燃?xì)夤艿赖慕宇^、閥門等連接處最易出現(xiàn)泄漏，而這些部位往往安裝在地下閥門井等密閉空間，遇到火花極易引起爆炸事故發(fā)生，將會(huì)造成供氣中斷、環(huán)境污染、財(cái)產(chǎn)損失甚至人員傷亡等嚴(yán)重后果。同時(shí)，泄漏的燃?xì)鈺?huì)集聚到周邊的電力、電信管溝等地下密閉空間而造成更大的危害。近年來，地下管井氣體爆炸導(dǎo)致傷人損物事件屢見不鮮，而在這些下水道、窨井等地下密閉空間作業(yè)的人員，中毒事故也時(shí)有發(fā)生，這些事故不僅會(huì)造成不同程度的人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)給社會(huì)的公共安全和人民的和諧生活帶來極大地負(fù)面影響。綜上所述，基于燃?xì)夤芫W(wǎng)輸配環(huán)節(jié)的安全需求，有必要對(duì)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)地下管道的密閉空間進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)檢測，以保護(hù)城市公共財(cái)產(chǎn)和市民的生命安全。現(xiàn)在靠人力攜帶儀器定點(diǎn)定時(shí)檢測地下燃?xì)夤艿栏浇荛]空間氣體泄漏的措施，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足燃?xì)獍踩\(yùn)行的市場實(shí)際需求，而常規(guī)燃?xì)庑孤z測報(bào)警設(shè)備又不能滿足城市雜亂的環(huán)境要求。

（二）全面規(guī)劃。在應(yīng)對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)地下管線遭遇損害等部分問題所造成的安全隱患中，最重要的是做好全局規(guī)劃，在立足于城市發(fā)展的基礎(chǔ)上，將立足點(diǎn)設(shè)立在整個(gè)城市的市政規(guī)劃上，具體而言，有以下幾個(gè)具體舉措。（1）在統(tǒng)籌規(guī)劃期間，要對(duì)新建地下管線的全局做好調(diào)研，尤其是對(duì)已有的地下管線的布局進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃預(yù)安排，并沿著整座城市的發(fā)展方向前進(jìn)。（2）要有深遠(yuǎn)持久的全局觀，不能僅僅局限于短暫的管道線路，要考慮地下管線規(guī)劃的深遠(yuǎn)性等，從各個(gè)方面考慮到城市建設(shè)的發(fā)展需求，以求地下管線的發(fā)展適應(yīng)于城市建設(shè)的發(fā)展，真正做到上層建筑的助力作用。（3）在施工過程中，要緊跟工程建設(shè)規(guī)劃，切勿盲目、想當(dāng)然的自行規(guī)定。當(dāng)實(shí)際情況符合工程建設(shè)的規(guī)劃時(shí)，就小心謹(jǐn)慎，嚴(yán)格按照規(guī)劃來;當(dāng)實(shí)際情況與工程規(guī)劃有明顯區(qū)別時(shí)，需要及時(shí)報(bào)備，并做好精確記號(hào)，及時(shí)更正并記錄。

三、PE管的應(yīng)用

（一）材料力學(xué)性能更優(yōu)異的PE材料出現(xiàn)。PE管的壁厚控制與鋼管的差距較大，其壁厚與其直徑成正比，比如SDR11的PE管就是指PE管外徑與壁厚的比值為11。一方面PE管壁厚過大影響了PE管的供應(yīng)能力，以Dn200PE管為例，Dn200（SDR11）的PE管同等條件（同等流速、外徑）下僅相當(dāng)于DN200鋼管的63.84%，SDR17的PE管情況有所好轉(zhuǎn)，但也僅相當(dāng)于同等條件下鋼管的74.10%。另一方面PE管管徑每增加1倍，其質(zhì)量約增加4倍，其價(jià)格也接近增加4倍（PE管價(jià)格一般主要受PE管質(zhì)量和重量影響，并與其成正比的關(guān)系）。所以大口徑PE管與鋼管相比還是有著很大的差距。而研究引入材料性能更優(yōu)異的PE材料或PE復(fù)合材料降低管道的壁厚是降低PE管的造價(jià)、提升通過能力的一個(gè)主要的手段。

（二）柔韌性。實(shí)際施工過程中，必然存在一定的坡度和角度。PE管道由于自身較好的柔韌性和撓性，造就了其特殊的優(yōu)勢。良好的柔韌性和撓性使得PE管材具備普通管材不具備的曲率半徑，可以蜿蜒敷設(shè)，在允許的彎曲半徑內(nèi)可以繞開障礙物，對(duì)惡劣的地形環(huán)境適應(yīng)性很強(qiáng)。有關(guān)研究表明，PE管道的彈性形變可達(dá)50%～70%。PE管柔韌性好，重量輕，搬運(yùn)方便，工程適應(yīng)性強(qiáng)，便于施工;鋼管為保持坡度和角度，必須使用三通彎頭等標(biāo)準(zhǔn)管件;鑄鐵管雖有一定的可撓性，但基本可以忽略不計(jì)。鋼管的密度約7.9g/cm3，球墨鑄鐵管約7.2g/cm3，PE管的密度約0.95g/cm3，在實(shí)際施工中，一般鋼管為12m/根，球墨鑄鐵管為6m/根，PE管為10m/根。從重量上來說，PE管只需要2～3個(gè)工人即可完成二次搬運(yùn)，而鋼管和鑄鐵管則需要機(jī)械設(shè)備的幫助，才能進(jìn)行管材的二次搬運(yùn)。在城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的改造中，PE管的高韌性、撓性和低密度，使其相對(duì)于鋼管和球墨鑄鐵管有更好的環(huán)境適應(yīng)性，可以降低一定的施工強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì)效果也更優(yōu)。

結(jié) 語

由于城市建設(shè)的不斷發(fā)展和變化，所以燃?xì)馐┕さ碾y度越來越大，施工環(huán)境也越來越復(fù)雜。為避免一次性大面積開挖，將對(duì)市政、交通及人民生活的影響降低到最小，并考慮一定經(jīng)濟(jì)性的因素，PE管在城市燃?xì)庵械蛪汗芫W(wǎng)中的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性顯得尤為突出。雖然目前上海燃?xì)夤芫W(wǎng)中只有低壓管道采用PE管，因此，各行各業(yè)人民應(yīng)該要強(qiáng)化保護(hù)地下管線的意識(shí)，減少對(duì)管線的自然和人為的損害，政府部門應(yīng)該要將保護(hù)意識(shí)宣傳至深入人心，建立健全相關(guān)制度，注重后期維護(hù)工作，加強(qiáng)家們度體系，注重引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高管理的有效性，從而形成強(qiáng)大及有效的對(duì)地下管線的保護(hù)系統(tǒng)，在應(yīng)用PE管道時(shí)需要注意施工質(zhì)量與施工要點(diǎn)從而推動(dòng)我國燃?xì)獍l(fā)展，推動(dòng)城市的建設(shè)與發(fā)展。

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