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提高聚乙烯燃氣管道熱熔對接施工質量工學論文
摘要 聚乙烯(PE)管具有良好的柔韌性、耐腐蝕性、加工方便、成本低廉等諸多特點，在燃氣輸送工程中應用日漸廣泛。本文就聚乙烯管道系統(tǒng)連接技術，進行了大量實踐，探討如何穩(wěn)定和提高聚乙烯(PE)燃氣管道熱熔對接的施工質量。
關鍵詞 聚乙烯；燃氣；質量；熱熔對接
1 概述
在燃氣輸送工程中，目前城鎮(zhèn)燃氣管道多采用聚乙烯管材連接，此管材具有良好的柔韌性使得將管材彎曲變形后也不易破裂，適合于任何地形，耐腐蝕性能也很好，可耐多種化學介質的侵蝕，無電化學腐蝕。隨著聚乙烯管道的應用日漸廣泛，相應的聚乙烯管道的施工工藝也不斷的提高和完善，逐步系統(tǒng)化。而其中聚乙烯管道系統(tǒng)連接技術的優(yōu)劣，直接關系到燃氣管道的運行效果和使用壽命。因此如何提高聚乙烯燃氣管道的施工質量，最重要的就是管道的連接質量。
目前城鎮(zhèn)燃氣管道主管網(wǎng)大多也都是采用熱熔對接連接。針對熱熔對接連接這種主要的施工方法，如何提高其施工質量，既可以向建設單位交付一項令其滿意的工程，并且使我們施工企業(yè)節(jié)省成本，縮短工期，得到最大的效益。
2 施工流程與操作要點
由以上的工藝流程圖(圖1)經(jīng)過細化分解成為工藝步驟：
2，1，1材料準備：管道、管件應根據(jù)施工要求選用配套的等徑、異徑彎頭和三通等管件。熱熔焊接宜采用同種牌號、材質的管件，對性能相似的不同牌號、材質的管件之間的焊接應先做試驗。
2，1，2夾緊管材：用干凈的布清除兩管端部的污物。將管材置于機架卡瓦內，根據(jù)所焊制的管件更換基本夾具，選擇合適的卡瓦，使對接兩端伸出的長度大致相等且在滿足銑削和加熱要求的情況下應盡可能縮短。管材在機架以外的部分用支撐架托起，使管材軸線與機架中心線處于同一高度，然后用卡瓦緊固好。
2，1，3切削：置入銑刀，然后緩慢合攏兩管材焊接端，并加以適當?shù)膲毫�，直到兩端面均有連續(xù)的切屑出現(xiàn)，撤掉壓力，略等片刻，再退出活動架。切屑厚度應為0.5～1.0mm，確保切削所焊管段端面的雜質和氧化層，保證兩對接端面平整、光潔。
2，1，4對中：兩對焊管段的錯邊應越小越好，如果錯邊大，會導致應力集中，錯邊不應超過壁厚的10％。
2，1，5加熱：加熱板溫度達到設定值后，放入機架，施加壓力，直到兩邊最小卷邊達到規(guī)定寬度時壓力減小到規(guī)定值，進行吸熱。保證有足夠熔融料，以備熔融對接時分子相互擴散。
2，1，6切換：從加熱結束到熔融對接開始這段時間為切換周期，為保證熔融對接質量，切換周期越短越好。
2，1|7熔融對接：是焊接的關鍵，熔融對接過程應始終處于熔融壓力之下進行。
2，1，8冷卻：由于塑料材料導熱性差，冷卻速度相應緩慢。焊縫材料的收縮、結構的形成過程在長時間內以緩慢的速度進行。因此，焊縫的冷卻必須在一定的壓力下進行。
2，2操作要點：
2，2，1將焊機各部件電源接通，電源應接地，同時應保證加熱板表面清潔、沒有劃傷。
2，2，2將泵站與機架用液壓導線接通。連接前應檢查并清理接頭處的污物，以免污物進入液壓系統(tǒng)，進而損壞液壓器件；液壓導線接好后，應鎖定接頭部分，以防止高壓工作時接頭被打開的危險。
2，2，3將待焊管材(管件)夾緊，固定在機架上，熔接大口徑管時，最好能用廢棄的管節(jié)或專用支架墊平，以保護管材和減小熔接過程中的摩擦力。
2，2，4將機架打開，放入銑刀，旋轉鎖緊旋鈕，將銑刀固定在機架上。啟動泵站時，應在方向控制手柄處于中位時進行，嚴禁在高壓下啟動。
2，2，5啟動銑刀，閉合夾具，對管子(管件)的端面進行切削。
2，2，6當形成連續(xù)的切削時，降壓，打開夾具，關閉銑刀。此過程一定要按照先降壓，再打開夾具，最后關閉銑刀的順序進行。
2，2，7
取下銑刀，閉合夾具，檢查管子兩端的間隙。從機架上取下銑刀時，應避免銑刀與端面相碰撞，如已發(fā)生需重新銑削；銑削好的端面不要手摸或被油污等污染。
2，2，8檢查管子的同軸度。當兩端面的間隙與錯邊量不能滿足要求時，應對待焊件重新夾持，銑削，合格后方可進行下一步操作。
2，2，9檢查加熱板的溫度是否適宜，加熱板的紅指示燈應表現(xiàn)為亮或閃爍。從加熱板上的第一次燈亮起后，最好再等10min使用，以使整個加熱板的溫度均勻。
2，2，10測試系統(tǒng)的拖動壓力P0并記錄。每個焊口的拖動壓力都需測定；當拖動壓力過大時，可采用墊短管等方法解決。
2，2，兒將溫度適宜的加熱板置于機架上，閉合夾具，并設定系統(tǒng)壓力P1。
2，2，12待管子(管件)間的凸起均勻，且高度達到要求時，將壓力降至P2近似拖動壓力，同時按下吸熱計時按鈕，開始記錄吸熱時間。
2，2，13達到吸熱時間后，迅速打開夾具，取下加熱板。取加熱板時，應避免與熔融的端面發(fā)生碰撞；若已發(fā)生，應在已熔化的端面徹底冷卻后，重新開始整個熔接過程。
2，2，14迅速閉合夾具，并在規(guī)定的時間內，均勻地將壓力調節(jié)到P3，同時按下計時器，記錄冷卻時間。
2，2，15達到冷卻時間后，將壓力降為零，打開夾具，取下焊好的管子(管件)。卸管前一定要將系統(tǒng)壓力降為零；若需移動焊機，應拆下液壓導線，并及時做好接頭處的防塵工作。
3 質量控制
在過去多個施工項目中都出現(xiàn)過焊道兩邊高低不一、接口嚴重錯位、卷邊不夠、假焊等質量問題，而這些問題會直接影響到焊縫的連接，從而直接關系到燃氣管道的運行效果和使用壽命。在施工實踐中對這些問題我們進行不斷的探索，找出了其產(chǎn)生的原因并研究其解決方法。并把在連接過程中易出現(xiàn)的質量問題及解決辦法進行歸納總結(表1)。
而從上述質量問題的產(chǎn)生原因中，我們可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)問題發(fā)生的原因是對連接過程中壓力、溫度、時間上的控制不夠，壓力的過大過小、溫度的過高過低、時間的過長過短都會影響最終熱熔連接的效果；另外對管材的選用也會影響其質量，因為不同牌號不同批次的材料其熔點會有所不同，在連接過程中對溫度的把握也會不同；再有就是環(huán)境因素對熱熔連接效果的影響，環(huán)境溫度可能會影響熱熔機加熱板的表面溫度，所以加熱前要對加熱板表面溫度進行測量，還有就是影響冷卻時間的長短，夏天環(huán)境溫度高，所需的冷卻時間就長，冬天環(huán)境溫度低，冷卻時間就短；最后還有操作因素的影響，管材夾緊時是否同軸，直接影響接口錯邊的大小，而從加熱結束到熔融對接的切換時間的長短也影響熱熔連接效果，為確保熱熔連接效果，應盡量縮短切換時間，切換時間過長，熔化的端面在相互接觸之前將因冷卻而形成一層“冷皮”，不利于分子鏈的擴散。
4 應用實例
目前我公司正在德清進行104國道燃氣管道工程，全長約3400米，全部為埋地聚乙烯管道，采用熱熔對接連接。由于本燃氣管道安裝工程的造價不高，利潤很少，但在施工過程中吸取以往的經(jīng)驗，注重施工中各方面的細小問題，注意在熱熔連接時對壓力、溫度、時間的把握，嚴格控制在連接中可能出現(xiàn)的質量問題。到目前為止未發(fā)現(xiàn)任何質量問題，從而降低了工人的工作量，縮短了不少工期，而對材料的嚴格控制與使用使得材料損耗減少。從工期、人力、材料三方面一定程度上減少了投入成本，在微小的利潤空間里取得了較為可觀的經(jīng)濟收益。
利用錨桿靜壓樁進行基礎加固和房屋糾偏施工體會 李會安 沈偉惠
摘要 針對某農民新村住宅樓采用天然淺基，出現(xiàn)的不均勻沉降、房屋傾斜情況，本文通過工程施工實例，總結了采用錨桿靜壓樁對建筑物進行基礎加固和糾偏的經(jīng)驗，供參考。
關鍵詞 錨桿靜壓樁；基礎加固；井式糾偏法
1 工程基本情況
本工程位于湖州市經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)某個農民新村住宅小區(qū)，位于浙北地區(qū)，屬太湖流域沉積地相，是典型的軟土地基地區(qū)，上部土層土質為軟弱的淤泥質粘土。該農民新村住宅小區(qū)總建筑面23580m2，三層框混結構住宅53幢。建于2004年。平面布置為矩形，其基礎采用有梁式條形基礎，天然地基，結構平面圖見圖示。住宅樓建成二年內，結構基本穩(wěn)定，第二年下半年開始大部份樓房發(fā)生傾斜或沉降，沉降量和傾斜率均已超過國家相應標準規(guī)范要求。
2 糾傾加固依據(jù)
鑒定檢測單位提供的該工程《農民新村住宅樓安全性能檢測鑒定報告書》和現(xiàn)行施工規(guī)范。
根據(jù)地質勘察單位提供的該工程《農民新村巖土工程勘察報告》。
3 基礎加固措施
由于加固、糾傾戶為已建結構，故施工作業(yè)只能在房屋周邊室內外作業(yè)；根據(jù)工程環(huán)境條件和現(xiàn)狀及相應加固糾傾方法對比，結合本工程地基基礎，經(jīng)原設計單位同意，采用錨桿靜壓樁加固方法對其進行結構加固，該方法對提高地基基礎承載力效果安全可靠，能確保質量，且經(jīng)濟合理、施工方便、速度快、更適宜在室內施工，對環(huán)境均無影響。
3，1錨桿靜壓樁加固方法
錨桿靜壓樁技術是將壓樁架通過錨具與建筑物基礎聯(lián)結，利用建筑物自重荷載與頂壓反力架作為壓樁反力，采用千斤頂將混凝土預制方樁分段壓入地基中，待錨桿樁壓力值達到設計預定要求后，再鑿除多余樁段，再將樁與基礎采用混凝土封樁頂(摻10％UEA劑)；使樁與基礎聯(lián)結在一起，從而使錨桿樁承擔基礎的部分荷載。以達到防止沉降和結構之目的。
3，2錨桿樁設計要求
3，2，1錨桿樁壓樁單樁承載力要求；本工程錨桿靜壓樁采用MZa-200×200和MZa-300×300的預應力鋼筋混凝土方樁，樁身混凝土強度等級為C35，設計單樁承載力特征值為Ra＝200KN，設計最終壓力值為 300KN，樁長以設計最終壓值為準。
3，2，2基礎錨桿樁樁數(shù)及布置
根據(jù)房屋結構和現(xiàn)場實際情況，錨桿靜壓樁布置以基礎一側對稱布置，每幢住宅樓布設12根錨桿靜壓樁，具體樁位布置圖詳見基礎樁位加固平面布置圖。
3，3錨桿靜壓樁加固施工工藝
3，3，1清除基礎面板以上回填土，確保施工作業(yè)面。
3，3，2按設計加固圖放樣定位，采用風鎬鑿出反力架錨桿孔和設計壓樁孔，孔口應鑿成錐體形形成上小下大的孔口。
3，3，3采用植筋法預埋錨桿螺絲；待植入錨桿螺栓達到要求強度后，再安裝反力架。
3，3，4采用千斤頂壓樁，壓樁過程必須連續(xù)進行，保證樁段垂直，并注意壓力值，壓力值不能超過設計最大終壓力，避免既有建筑物基礎結構破壞。
3，3，5預制樁每節(jié)長度為2m，按設計要求采用硫磺膠泥接樁，接樁按2004浙G28《鋼筋混凝土靜壓錨桿樁標準圖》施工。
3，3，6壓樁力達到設計終壓值后中上壓樁。如壓樁力達到設計終壓值，而被壓樁未達到設計樁位標高要求，則應作截樁處理，將多余樁段鑿至設計樁頂標高。
3，3，7清除樁頂碎片并清洗樁頂和錐體洞口混凝土面，及孔排除內積水，經(jīng)設計或現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收合格后方可封樁。封樁材料采用強度等級為C20混凝土(摻10％UEA劑)并予以搗實。澆筑完畢后按要求進行混凝土養(yǎng)護。
4 基礎糾傾措施
根據(jù)本工程實際情況，結合地基土構造和建筑物結構，經(jīng)結多種糾傾方法比較，本工程采用井式糾傾法施工進行建筑物糾傾，為保證糾傾恢復后建筑物的垂直度能得到永久保證，則與進行基礎錨桿靜壓樁一同加固處理，最終達到建筑物糾傾加固而穩(wěn)定之目的，采用井式糾傾法施工安全可靠，且經(jīng)濟合理、施工工藝簡單、速度快、更適宜在房屋周邊施工，對環(huán)境均無影響。
4，1井式糾傾法：
井式糾傾法主要是根據(jù)該房屋的傾斜位置，通過在建筑物沉降量較少的一側布設沉井進行基底部采用高壓射水，至使泥漿通過回水孔排至沉井，經(jīng)重復多次射水，使基礎對基土承受面積減少，在上部建筑物自重作用下土體會產(chǎn)生一定側擠壓變形，迫使建筑物下沉，利用不均勻沉降來調整建筑物的平衡，從而達到糾編的目的。
井式糾傾法其原理是根據(jù)房屋的上部結構與基礎共同工作，基礎與上部結構屬于剛性，當?shù)鼗A出現(xiàn)不均勻下沉后基礎及上部結構不會產(chǎn)生撓曲。基礎的底面在地基沉降后仍為平面，地基所受的應力與變形成直線變化。為此基礎隨同地基一起下沉。井式糾傾法是根據(jù)上述原理，通過在建筑物沉降量較少的一側進行基底沖土，使該側基礎對基土承受面積減少，在上部結構荷載的作用下，基底應力增加，同時利用土體自重應力和附加應力的作用，使地基產(chǎn)生塑性變形，強迫該土基礎下沉。而未處理側保持建筑物沉降量大的一側標高基本不變，以達到基礎的沉降差，恢復建筑的垂直度最終達到建筑物垂直度要求。
4，2井式糾傾施工工藝：
4，2，1按設計布井要求進行沉井布置(具體根據(jù)每幢房屋的傾斜度布設)
4，2，2埋設井；井為采用直徑中φ1200mm，壁厚為200mm的混凝土簡體，長度根據(jù)基礎埋深而定，井底深度控制在射水孔位置下方1.2米處，挖土埋設簡體。筒體上設置射水孔直徑為200mm，回水孔直徑為 60mm，交錯布置布置。本工程典型井式糾傾法基礎井位布設。
4，2，3射水施工，在沉井的壁上所設的射水孔采用高壓射水槍向基礎的底面高壓射水，射水孔位置根據(jù)土質情況及糾傾量布置，高壓沖刷來的水和土通過回水孔流入井內。
4，2，4高壓射水泵的工作壓力、流量、應根據(jù)不同地質土的性質，先通過試射，然后再展開全面施工。
4，2，5糾傾速度控制，一般情況下沉降速度率控制在每天3～5mm，糾傾接近設計迫降量時，選擇低值速度。在接近設計沉降值時，預留一定的沉降量，以防發(fā)生過降現(xiàn)象。
4，2，6做到設計、施工、監(jiān)理緊密結合，嚴格掌握監(jiān)測數(shù)據(jù)，隨時間調整糾傾速度及施工順序，同時監(jiān)測既有建筑裂損情況。
4，2，7當建筑物控制在垂直度0.4％之內時；即采用錨桿靜壓樁施工(錨桿靜壓樁施工同上)。
4，2，8補設沉降觀測點，進行沉降觀測，本工程糾傾后經(jīng)1年沉降觀測，傾斜率減小至0.1％，房屋使用狀況良好。
該農民新村樓房經(jīng)糾傾加固后，通過不間斷的觀測，房屋沉降已穩(wěn)定，也無其它不良影響，據(jù)此可以證明錨桿靜壓樁加固和井式糾傾法簡單可行，同時這種糾傾加固法在施工過程中基本不影響該樓居民的正常起居。
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