燃氣管道非開（kāi）挖技術管（guǎn）材選擇的探討

前言

 近年來，燃氣管道非開（kāi）挖技術 以其不需要大麵積開挖路麵即 可完成燃（rán）氣管道的敷設和修複、工期短、汙染少等優勢，迅速在 世 界各（gè）地 推廣 普及 ，該技 術也 在不 斷（duàn） 的完 善 ，其種 類也 在逐 漸增加”。總所周知，新建道路和主（zhǔ）要交通幹（gàn）道基本位於繁華地段， 開挖路麵敷設管道必然會造成（chéng）城市交通環境汙染以及不便，而隨（suí） 著城 市 的快（kuài）速 發展 以及 城（chéng） 市規 劃的 加強 ，這些 道路 不讓 隨意 開挖 。 在高速公路、鐵路（lù） 、河流等難 以實現直接開挖的地方，大多采用 非（fēi）開挖技術完成燃氣管道的修複或敷設。非開挖技術的應用減 少交通不便以及環境汙染（rǎn），提升了城市居民的生（shēng）活品質 ，是一種（zhǒng） 必不 可少 的施 工方 法 。 

然而 ，目前 的非（fēi）開 挖技（jì） 術並（bìng） 不能（néng） 完全 替代傳 統 的直 接開 挖法 ， 本文 對現（xiàn） 狀 非開 技術（shù） 管材 選擇 進行 了分析 ，指 出了 目前 非 開挖 技（jì） 術（shù）在材料方麵存（cún）在的問題，並介紹 了幾種新型材料 ，提 出（chū）了今後 可從 研 究新 型材料 的角度 出發 進一 步完 善 非開（kāi）挖 技術 。 

2 各非開（kāi）挖 技術及管材分析

 2．1非開挖技術所需管材（cái）分析

 燃氣管道非開挖技術包括非開挖修複技術和非開挖技術，前 者 是在 原 有燃 氣管 道 的基礎 上 ，針對 管 道損 壞采 取相 應 的修 複技 術，後者是敷設新的燃氣管道。管道在投運（yùn）15～20年後 ，會在不 同程度上老化或損壞。尤其足（zú）早期防腐措施不完善的埋（mái）地管道， 發生 穿孔或 泄漏 事 故 的概率（lǜ） 大（dà）大 增加 。對這 些損 壞或 老（lǎo） 化的燃 氣 管道采用何種修複技術，是燃氣公司必須麵臨和解決的難（nán）題。由 此產生 了管道非開挖修複技（jì）術，包括裂（liè）管、管道穿插法和翻轉 內 襯法等（děng）。當需要在城市主（zhǔ）要幹道 、新建道路、高速公路（lù）、鐵路、 河流（liú）等不允許或沒條件直接開挖的地方敷（fū）設新的燃（rán）氣管道（dào）時，一 般采用非開挖技術（shù），包（bāo）括水平定向鑽和頂管。各類非開挖技術介 紹如表 1所 示 。各類 非 開挖 技術（shù） 各有優 勢 ，也在 不 同（tóng）程 度 上存 在缺 陷 ，對管（guǎn） 材 的需求 也不 一樣 。 

2_2 燃氣非開挖技術常用管材分析

 目前用於燃氣行業非開挖技術的管材主要是PE管、鋼管、鑄 鐵管（guǎn）、陶瓷管、鋼筋混凝土管等 。各種管（guǎn）材的性能及（jí）適用範圍也 大（dà）不相同（tóng）。如（rú）表2所示。

 從 表2中可 以看 出，對 於 幾種 非 開（kāi）挖 技術 ，PE管和 鋼 管 的適 用 範 圍更 加廣 泛 。城鎮燃 氣管 道穿 跨越工 程技 術規 程(CJJ／T 250。2016)第4l3．3條 明確 ，水平 定 向鑽 穿越 的管材 選 擇應 符合 下列（liè） 規 定 ：(11當穿越 管道 的管徑 大 於DN400或 長（zhǎng）度 大 於300 m時 ，宜采用鋼管 ，並（bìng）應符合現（xiàn）行國家標準 《城鎮燃氣設計規範》GB50028 的有關規定；f2)當采用PE管材時，應采用SDR11係列管材（cái） ，並應 符合現行國家標準 《燃氣用埋地聚（jù）乙烯fPE)管道係統 第l部分： 管材》GB15558．1的有關規定。由於PE管具有耐（nài）腐蝕 、使用壽命 長 、柔韌 性（xìng）好 、易於彈 性變 形便 於牽 引 、焊接 及維 修方 便等 優勢 ， 使得其在裂（liè）管、管道穿插、水平定向鑽中得到廣泛應用，與同樣 長度 及外 徑 的鋼 管相 比 ，PE管 的施工 成本 可 降低 約30％，施工所 需 的設 備能 力也 可降 低約2O％，另一方 麵 ，PE管 的管（guǎn） 壁光 滑 ，輸送 能 力 比鋼 管 高30％左右 。 因此（cǐ） ，即使 在 舊燃氣 管道 中 穿插較 小 口徑PE管 ，依 然能（néng） 夠滿 足（zú）用 戶 的用氣 需求 。因此 大 多非 開開挖 技 術住 條件 允許 的情 況（kuàng） ，會選 擇PE管 。翻轉 內襯 由於其 工程（chéng）特 殊性 隻能選 擇（zé） 內襯為 防滲 層 的纖維 軟管 。然 而 頂箭（jiàn） 隻能選 擇強度 較 大 的鋼筋 混凝 上管 、鋼 管 ，PE管無法 滿足 要求 。 

由此可（kě） 以看出，各種管材在不同程度（dù）存在缺陷， 日前還（hái）沒有 一 種（zhǒng）管 材（cái）能 完全 滿 足所 有非 開挖技 術 對管材 的需求 。 因此 ，是 否 可 以考 慮結 合各 種管 材 的優（yōu） 勢，研 究 出新 型材料 ，以使 非開 挖技 術（shù） 花燃 氣領 域得 到 更加廣泛 的應 。

3新型管材 的應用

 雖（suī） 然（rán）PE管 已經 住非開 挖 技術普遍使用 ，但 仍然 無（wú）法滿 足 非 開（kāi）挖 技（jì） 術 的所有 領域 ，例 如頂 管施 工 中（zhōng）就 需要 更 高（gāo）強度 的塑 料管 村 ， 住裂管 、管 道 內（nèi）穿（chuān）插 和翻 轉 內襯 法（fǎ）施 工（gōng） 中也都 要求 不 同性 能 的 塑料（liào） 管材 。 

3．1纖維 玻璃

 針 對上 述 問題 ，莢 國材料 協 會(ASTM)對 不同 的（de） 殲挖技 術（shù）製（zhì） 汀不 同的管 材標 準 。我 國在 塑料 管材 婀於燃 氣 管道 方而 遠遠 落後 ：發達 國 家 。近 年來（lái） ， 一種 稱為 纖維 玻璃 (Fiberglass)的 塑（sù）料 材 料 逐漸 應（yīng） 用於 非開 挖技 術 。纖維 玻（bō）璃 纏 繞增 強熱 同性 樹脂 夾砂 管 ， 又稱為 玻璃 鋼夾 砂管 或 夾砂 管 ，其特 點是 在管（guǎn） 的（de）結（jié） 構 層 中間層加 入優 質 矽砂 填料 ， 以增加 管 的厚度 ，增 強 管（guǎn） 的（de）環 彎曲慣 性矩 ，使 炙砂 管 在生 產成 本不 大 的情 況下 大大 提高 了管 道 的軸（zhóu） 向（xiàng）拉伸 和環（huán） 剛度 強度 ， 由（yóu）纖（xiān）維 玻 璃做 成 的管 村可 在頂 管 施工 巾應 用[41，夾（jiá）砂 管優 於 其它 管材 的優 良（liáng）特性 有（yǒu）耐 腐蝕 性 、使用 壽命 長、抗沉 降能 力強 、安 全性好 等 方麵 。這 些優 勢使 得（dé）夾 砂管 在 非開挖 頂 管技 術（shù） 中成 為新寵 。目前 ．夾 砂管（guǎn）在 非開 挖技 術 的應 用 中，一 般是 DNl800 以上的管道 ，很少采用DN1200~flDN1400等小（xiǎo）管徑管（guǎn）道 。用纖維（wéi） 玻璃做成的內襯可用於管道修複的翻（fān）轉（zhuǎn）內襯法（fǎ），另外（wài），一般 的水 泥 管或 鋼筋 水泥 管加 人 纖維 玻璃 材料 後也 可大 大加 強 水泥 管（guǎn） 的強 度，特別是它的韌性。

 3．2 鋼骨 架 塑料 複合 管（guǎn） 

鋼 骨 架塑 料 複合管 是 內層 和 外層 管壁 采 用聚 乙烯（xī）(PE)，並（bìng） 住 中『H]加 入兩 層甚 至 多層 鋼絲 網格 狀（zhuàng）增 強層 或 網狀鋼 板增 強（qiáng）層 ，高 強 度鋼 絲或 網狀 鋼扳 對PE管 進行 纏繞 增強 ，大 大提 高（gāo） j-PE管 的強 度 。鋼 骨 架 聚 乙烯 塑 料複 合 管是 一種 新 型雙 麵 防腐 壓 力管道（dào） 。 具有優異的長期使劇和抗快速開裂性能（néng）、較低的線性膨脹係數、 良好 的抗腐 性能 、極（jí） 佳（jiā） 的抗 紫外（wài） 線性 能 、輸送 阻 力小 等（děng）優（yōu） 點 ，近 年 來 被普遍 應 用於燃 氣 、石 油 、化工 及 市政建 設 等仃 業和 領（lǐng）域 。 鍘骨 架 塑料 複 合管（guǎn） 的安 裝方 麵（miàn） ，還沒 有 形成相 應 的國 家或（huò） 行業（yè） 的 規 範 ，各省 市 、企業（yè） 都 是（shì）根據 複 合管（guǎn） 廠家 提供 的（de）施 工（gōng） 要求或 自行 編 製 的企業 製度 進 行施 工 。 目前 ，鍘 骨（gǔ）架 塑料 複 合管 一般 足采 用 電熔 連 接 ，該管 道 及管 件與 其它 類型 的儀（yí） 表 、管道 、閥 門之 基 本（běn）采用法蘭連接（jiē）。該項技術（shù）成果應用後施 效率高（gāo），經濟效益叫 顯 ，具 有廣 闊 的（de）應（yīng）片]前景 。

 這 兩樣 新（xīn） 型管材 相 比傳統 的 管材 ，優勢（shì） _{I常（cháng） 突 出（chū），我 們 可以 嚐 試從 研 究新 型（xíng）材料 的 角瞍（sǒu） 出發 ，研 究出 能夠（gòu）普 遍使 用 j各類 非 開挖 技 術 的（de）燃 氣 管道 。 

4結語

 PE管（guǎn） 在非（fēi） 開挖 技術 葉】應 用（yòng）的優 勢 凸顯 ，以PE管 替（tì）換鑄 鐵管 、 陶 瓷管 、 水泥 管、鋼 筋 水泥管 以及鋼 管（guǎn）等 老式地 F管 道 已成 為犬 勢 所趨 。PE管具 有 以下優 勢 ，使（shǐ） 得其 在燃 氣非 )幹挖施 工 中更（gèng）受 到 歡 迎 ：

 (1)PE管 的柔 軟性 、重 最輕 、表麵 光滑 和接 少 等特點 人 人促 進 了其 在： 殲挖 施（shī）工 中 的應用 ：

 (2)與相（xiàng） 同（tóng）長度 和外 徑 的（de）鋼管 相 比，PE管 的施 [成 本可 降（jiàng） 低約 30％，施 ]_：所 需 的設 備能 力也 可降低 約20％： (3)同時PE管（guǎn） 的管（guǎn） 壁 光（guāng）滑 ；輸 送 能（néng）力 比鋼管（guǎn） 提（tí）高30％；

 (4)PE管；具有耐腐蝕 、使片]壽命長柔韌性好、易（yì）於彈性變形便 牽 引、焊 接 及維修 方便 等優 勢 。

 管 材 的提升 與非 開挖 技術 可 以說是 相輔 相成 的，PE管 的 芨腱 大大 促進 J，非 圩挖 技術 的 發展 ，但仍 然（rán）無 法滿 足（zú）非開 挖技 術 的所 有 領域 ，因此 需研（yán） 究新 型材料 ， 以進（jìn）一步（bù） 完 善非 開（kāi）挖技 術 。