劉樊程

摘 要：沙特達(dá)曼港是一個綜合性的碼頭，有碼頭、碼頭附屬設(shè)施、道路、堆場、房建區(qū)、鐵路區(qū)及地下管網(wǎng)的等，專業(yè)門類多，地下管網(wǎng)比較復(fù)雜水電埋管交叉作業(yè)點多，受施工場地影響水電管網(wǎng)帶布置的位置有限，導(dǎo)致水電管道布置很緊湊，給施工帶來了一定的難度。需要專門人員梳理統(tǒng)一規(guī)劃組織施工。消防由獨立的外部消防網(wǎng)和獨立的內(nèi)部消防外部管網(wǎng)組成均采用HDPE管，HDPE管連接用熱熔法和電熔法二種連接方式。HDPE管（High Density Polyethylene）是一種新型耐酸、耐腐蝕、抗壓、無毒的綠色環(huán)保管材，屬于環(huán)保節(jié)能型高新技術(shù)產(chǎn)品，廣泛的運用在日常生活中。

關(guān)鍵詞：HDPE熱熔焊接；HDPE電熔焊接；消防管網(wǎng)；耐高壓

一、工程概況概述

沙特達(dá)曼港項目消防系統(tǒng)施工范圍長為900米，寬為500m，消防管道總長9540米，屬于壓力流管道，工作壓力10bar，試驗壓力1.5倍的工作壓力，管材全部采用HDPE管（High Density Polyethylene），管徑DN250mm。整個系統(tǒng)中布置2個消防水罐其儲水能力分別為1150m?作為水源，消防泵房提供動力，消防栓人孔及配件，閘閥人孔及配件，氣閥室人孔及配件，沖洗室人孔及配件，這些功能性結(jié)構(gòu)構(gòu)成整個消防網(wǎng)絡(luò)。外部消防服務(wù)于整個區(qū)域，內(nèi)部消防在每個房建單體處預(yù)留接口和房建的內(nèi)部消防接口相連。

二、消防系統(tǒng)布置圖

三、消防施工流程工藝

四、施工工藝闡明

（一）材料及設(shè)備采購

1、消防系統(tǒng)全部使用HDPE管，管材參數(shù)PN20、PE100、SDR9、DN250。HDPE管的使用壽命超過100年，很低的維修費用，具有很好的柔韌性，抵抗地震時的破壞力，耐腐蝕，重量輕，便于連接，連接的密封性好，材料到場后組織質(zhì)檢和咨工對管材進(jìn)行驗收，并一一核對等級，尺寸，數(shù)量及產(chǎn)品合格證書，等堆放時規(guī)劃場地，下方墊木方，整齊堆放，嚴(yán)禁將管材放在尖銳硬物上，避免管道劃傷，所有堆放的管材需要采取防止?jié)L動，由于當(dāng)?shù)貧鉁馗?，用遮陽布覆蓋等。

2、回填材料管道底部及管道周圍用配制的回填材料，回填材料的配制比例根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求的篩分要求，篩分要求是一個大的范圍，實驗室經(jīng)過多次反復(fù)試驗，分析結(jié)果，經(jīng)過比對沙和瓜米石的比例，及當(dāng)?shù)厣澈凸厦资膬r格比對最終選擇沙和瓜米石配比為，1：1。配制的材料報批并通過咨工驗收。

3、熱熔焊接，電熱熔焊接，削皮機(jī)等小型機(jī)具采購，這些都是專用設(shè)備，只需要告訴廠家要求就會有對應(yīng)的焊機(jī)型號。

（二）開挖

消防管線是壓力流，所以管道的埋深都處在一個相對的高度1.2m-1.9m之間，開挖不會到地下水的標(biāo)高，開挖全部采用一級開挖，而且盡可能的減少開挖量。開挖坡比1：1，管道兩側(cè)留50cm的操作空間，即開挖最小下口1.25米寬。棄土的安全距離到開挖溝槽邊大于等于1米并及時轉(zhuǎn)運出沙，并在周圍設(shè)置開挖標(biāo)識及布置安全警示帶。

（三）沙基礎(chǔ)夯實

在開挖到設(shè)計標(biāo)高上10cm的時候，這10cm已經(jīng)被開挖設(shè)備擾動了，灑適量的水浸泡，讓后用夯機(jī)夯實，夯實結(jié)束后測量標(biāo)高是否符合設(shè)計要求，并報請咨工驗收，驗收通過后進(jìn)入下一道施工工序。

（四）回填沙夯實

管道下方填30cm配制的材料，提前按比例混合好后運至施工場地，布置回填材料到溝槽，和沙基礎(chǔ)夯實一樣灑水浸泡夯實并報請咨工，驗收通過。

（五）HDPE管道熱熔焊接

1、人員培訓(xùn)

HDPE管道焊接是專業(yè)性比較強的工作，操作人員必須去管道廠家經(jīng)過專門的培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后取得證書方可持證上崗。為此項目部組織了9人去廠家培訓(xùn)，并一一取得合格證書。

2、熱熔焊接法：在兩個需連接的表面利用溫度和用力擠壓的方法將其粘接形成一個接縫。當(dāng)接縫冷卻并低于材料的熔化溫度時就形成了熱熔連接。對于特殊的材料，會在一個溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生熱熔連接。一種材料的熱熔溫度應(yīng)考慮該種材料的特性，使用的熱熔及焊接環(huán)境。

OD250mm HDPE參數(shù)，PN20、PE100、SDR9、壁厚27.9mm

（1）預(yù)熱階段，預(yù)熱前檢查是否有卡具未緊固。檢查電氣連接是否正確，液壓筒里的油夠不夠，電源供電是否符合焊機(jī)要求，對銑刀和油泵進(jìn)行試運行。切削管端頭把HDPE管用外徑250mm的卡具準(zhǔn)確的卡在焊機(jī)上，固定管道時，管子應(yīng)伸出最后一個卡具20cm至50cm避免長度不夠，管端擦干凈，對正檢查，合攏兩端管子觀察是否對正，誤差在1mm。如果誤差過大，檢查原因，直至誤差控制在1mm以內(nèi)，解開安全鎖取出銑刀把銑刀固定放在兩端管子之間銑削直至出現(xiàn)連續(xù)削片，管子分開后才能關(guān)閉銑刀電源。如果在銑削過程中關(guān)閉銑刀，管端上會出現(xiàn)切痕，并且該管段需重新銑削。取出銑刀，再次合攏兩管，檢查兩端的對齊情況，誤差控制在1mm內(nèi)，滿足要求后，分開管段進(jìn)行清理，清除管端內(nèi)的碎屑，管段下的碎屑及焊機(jī)上的，碎屑集中收集，這樣的好處避免碎屑附著在加熱板上。接通加熱板電源，通電前把加熱板擦干凈、沒有劃傷、無油污及粘黏物保證焊接質(zhì)量。加熱板上有溫度可以調(diào)整，具體溫度根據(jù)管子的大小來定，OD250mm的HDPE管溫度220℃，即在加熱板上把溫度設(shè)置在220℃上，預(yù)熱到達(dá)220℃后有對應(yīng)的指示燈亮起，這時候就可以加熱HDPE管了。

（2）吸熱階段，加熱板溫度達(dá)到220℃時，把加熱板固定到焊機(jī)上，將兩管端合攏， ，此時焊機(jī)上有一個拖動壓力，此壓力只要能使兩個管段相互接觸就夠了，焊機(jī)壓力一直加到46.6bar給管端加溫，此處的壓力不包括管道拖動壓力，46.6bar是最終壓力減去管道拖動壓力后的壓力值，當(dāng)HDPE管的融環(huán)達(dá)到3mm時，停止加溫，將壓力降至吸熱維持壓力6.2bar，持續(xù)時間是10倍的壁厚，OD250mm的HDPE管壁厚為27.9mm，即持續(xù)時間為279秒，到時間后取出加熱板。

4.4加熱板就緒

（3）加熱板取出階段，吸熱時間到后打加熱板開安全鎖，垂直于焊接取出加熱板，防止碰傷管端面，因為是高溫，取出時小心不被燙傷，焊機(jī)泄壓并向兩端分開，盡可能的快取出加熱板，時間不超過15秒，快速對接。

（4）對接、冷卻階段，加熱板取出后對接，壓力逐漸達(dá)到46.6bar，然后穩(wěn)壓冷卻34分鐘，這個時間段不要碰觸設(shè)備及HDPE管，到達(dá)冷卻時間后泄壓并取出卡具。

（六）熱熔環(huán)境控制

熱熔時對熔焊環(huán)境有一定的要求，必須采取有效的防風(fēng)防塵等防護(hù)措施，最低周圍溫度不小于5℃，沙特的熱帶和亞熱帶沙漠氣候反映了該國的一般氣候情況。夏天長，炎熱而又干燥，冬天短，涼爽。相對濕度低，沿海地區(qū)除外。年平均溫度25℃。全年基本上都是高于最低周圍溫度的，如果小于5℃，采取在防護(hù)棚加溫的方法，溫度高于5℃后方可操作施工。由于當(dāng)?shù)匮谉岬臍夂驐l件及沙塵暴天氣，現(xiàn)場施工時對管道焊接一直采取防護(hù)棚遮陽擋風(fēng)措施。

（七）熱熔焊縫檢測

熱熔結(jié)束后對焊縫進(jìn)行檢測，合格的焊縫必須是均勻加熱并熱熔，焊縫錯邊不超過允許錯邊誤差，外部焊縫熔環(huán)向兩側(cè)外翻是均勻的，必須完全緊貼管道，OD250mm管道近似熱熔焊縫寬度最大2cm。如果出現(xiàn)不合格的焊縫，如錯邊大于容許錯邊誤差，熔環(huán)外翻不均勻及兩邊外翻不對稱或變形，必須用切割機(jī)切掉重新安裝流程焊接。在管道焊接過程中配專職人員對HDPE管焊接做好跟蹤檢查，并做好日常焊接記錄，對每個部位里程的管道焊縫進(jìn)行編號記錄，以便以后查找。熔接縫外表檢驗合格的焊縫按規(guī)范和現(xiàn)場要求進(jìn)行無損檢測。

（八）消防栓、閘閥、氣閥，沖洗室人孔安裝及配件安裝

在消防網(wǎng)絡(luò)中，在不同的地方設(shè)置不同的附屬設(shè)施，消防栓人孔布置間距不超過90米兩個之間，閘閥人孔，氣閥室設(shè)置線路標(biāo)高的高點提高排氣效率，沖洗室設(shè)置在線路標(biāo)高的低點便于排出廢水。人孔提前預(yù)制，預(yù)制后現(xiàn)場吊裝，人孔現(xiàn)場安裝好后，開始對應(yīng)部分配件施工，配件施工組建專門的班組施工，各種閘閥的配件組合、消防栓的配件組合、氣閥的配件組合，沖洗室的配件組合并上緊螺栓。上螺栓采用對稱循環(huán)擰緊螺栓的方法。

（九）HDPE管道電熱熔焊接

比起熱熔焊接，電熱熔焊接更為簡便易于操作，OD250mmHDPE管道需要采購對應(yīng)ID250mmHDPE管道的連接套筒，套筒上面有條形碼，接通電熱熔焊機(jī)后，焊機(jī)上有一根激光筆，激光筆掃一掃條形碼，就開始給套筒加熱達(dá)到預(yù)設(shè)加熱時間后，焊機(jī)自動停止工作，成功的連接會在套筒兩端突出二個指示點，有知識點突出來表示焊接成功，對應(yīng)不同的管徑加熱的時間不一，可以查詢廠家說明查找對應(yīng)管徑的加熱時間，這些都已經(jīng)是預(yù)設(shè)，不用操作時單獨設(shè)置。電熱熔焊接適用于已經(jīng)焊接好的管道需要更換或者在管道中添加控制設(shè)備需要截斷的部位，因為是已經(jīng)焊好的管道不能移動，不能提供熱熔焊機(jī)所需的行程，只能用電熱熔焊。此方法可以作為一種管道完成后的一種補救措施，大面積使用不建議，因為這需要采購專用連接套筒，而套筒的價格比較貴，不利于成本控制。

五、消防栓、閘閥、氣閥、沖洗室安裝

消防栓、閘閥、氣閥，沖洗室由兩部分組成，一部分是砼人孔，另一部分是各種功能性組件（如閘閥，消防栓，氣閥，法蘭，伸縮節(jié)，橡膠墊圈等）?；炷寥丝追植课惶崆邦A(yù)制，分為底板，墻體及蓋板，實際現(xiàn)場中需要安裝時，先安裝底板，管道連接過底板或連接各個功能構(gòu)件的三通，管底到底板訂預(yù)留30cm距離，便于設(shè)置砼支撐，安裝墻體前安裝對應(yīng)每種功能性組件，沒有墻體施工人員可以有大的操作空間，各種功能性組件用螺栓連接，由于消防管道的高壓力，采用等級8.8的高強螺栓，螺栓連接操作安裝相應(yīng)的規(guī)章操作，螺栓連接的好壞直接影響管道與構(gòu)件直接的氣密性。連接完成后，安裝蓋板。

六、壓力試驗

在整個消防管道焊接完成后檢測并合格后，準(zhǔn)備壓力試驗，現(xiàn)場有二個獨立的外部消防網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部消防網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，分別做壓力試驗，管材OD250mm的HDPE管，消防網(wǎng)絡(luò)的工作壓力是10bar，試驗壓力是1.5倍的工作壓力即15bar。用淡水作為試壓介質(zhì)，試壓前對管道進(jìn)行沖洗，沖洗掉管道內(nèi)的雜質(zhì)及沙子，排空管道內(nèi)的氣體，管道上設(shè)置了排氣閥，分多次排空氣體，氣體的排空與否影響試壓時的穩(wěn)壓數(shù)值，最后氣體排空后開始緩慢加壓，達(dá)到壓力后，穩(wěn)壓30分鐘，檢查管網(wǎng)，無泄漏，無變形。

七、回填

在壓力試驗完成后，合格并取得見證后，可以回填管道，回填前溝槽內(nèi)的雜物清除干凈，管頂以上30cm不得含有有機(jī)物及大塊磚石，用配制的回填材料回填，對稱回填，不得用壓力機(jī)碾壓，管頂30cm以上可以用小型夯機(jī)夯實，鋪設(shè)警示帶，30cm一層回填料用水浸泡后夯實，壓實度驗收通過再繼續(xù)回填。

八、結(jié)束語

消防網(wǎng)絡(luò)使用HDPE管，HDPE有其優(yōu)越的特性，給焊接帶來很多方便，易于操作，而且使用年限長，更換維修費用低，相信在HDPE會有更廣泛的運用。本工程HDPE管道長9540米，施工量比較大，需合理的協(xié)調(diào)組織施工，交叉施工時的先后順序，減小穿插作業(yè)的影響，更快的推進(jìn)工程進(jìn)度。