城市燃氣管道不停輸封堵施工工法

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》是上海煤氣第二管線工程有限公司完成的建築類施工工法，完成人是陶志鈞、王敬凡、董東、傅明華、孫凌曄。該工法主要適用於城市煤氣、天然氣管道；還適用於帶壓的、易燃易爆的、有毒有害等液態或氣態介質的鋼管輸送管線，如原油輸送和供水供熱等鋼管管線上的施工作業。

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》主要的工法特點是：施工機具和設備簡單，作業人員少，作業效率高，施工方便、周期短。

2008年1月31日，《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：城市燃氣管道不停輸封堵施工工法
• 工法編號：YJGF308-2006
• 完成單位：上海煤氣第二管線工程有限公司
• 主要完成人：陶志鈞、王敬凡、董東、傅明華、孫凌曄
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：2005-2006年度國家二級工法

形成原因

在對城市燃氣管網實施改造和管道急搶修時，往往需要大面積停止燃氣供應才能實施作業，由此導致客戶用氣受阻，給居民生活帶來不便；對工業用戶，將會產生一定的經濟損失。怎樣解決該項問題是該工法研究的主要對象。上海煤氣第二管線工程有限公司多次運用不停輸封堵技術，在上海的中、高壓燃氣管道施工中，對管道實施搶修及改造，確保了管線的正常輸送，解決了因大面積停氣施工而給廣大用戶帶來較大影響的問題。並總結形成了《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》。

工法特點

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》的工法特點是：

一、在保證管線正常輸送的情況下，對管道進行封堵作業，用戶使用燃氣不受影響，管道搶修和改造正常實施。

二、能滿足高、中壓燃氣管網管道搶修和日常維護的技術需求。

三、能承受較高的管道運行壓力，在中高壓燃氣不降低輸送壓力的情況下進行各種管道作業。

四、施工機具和設備簡單，作業人員少，作業效率高，施工方便、周期短。

操作原理

適用範圍

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》的適用範圍如下：

一、主要適用於城市煤氣、天然氣管道。

二、還適用於帶壓的、易燃易爆的、有毒有害等液態或氣態介質的鋼管輸送管線，如原油輸送和供水供熱等鋼管管線上的施工作業。

三、適用於運行介質工作壓力≤2.5兆帕，且工作溫度在-20~200攝氏度範圍內的管道。

四、適用於管道的直埋段，作業母管的坡度不得大於5度。

工藝原理

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》的工藝原理敘述如下：

利用膨脹筒原理，對燃氣管道進行不停輸封堵作業。在待隔離的燃氣管道上焊接一個特製的剖分式四通管件，並在上面安裝對應的夾板閥利用相配的開孔機裝上筒形刀具和開孔連箱，不停輸地在管道上開出封堵孔。卸下開孔機後裝上封堵器，在開好的封堵孔內置入封堵筒，用機械方式張開膨脹筒，使封堵筒膨脹與管道封堵孔緊密結合，實現對燃氣氣源的堵截。當作業點供氣氣源為兩個方向來氣時，可以用雙頭氣源封堵方法（見下圖）；當作業點供氣氣源為單一方向來氣時，可以根據施工情況，參照下圖使用單個封堵方法。

雙頭氣源封堵作業原理圖

施工工藝

工藝流程

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》的施工工藝流程如下所示。

施工工藝流程圖

• 操作要點

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》的操作要點如下：

一、施工準備：確定施工作業點，根據管位和現場情況開挖工作坑。設備進場前，檢查各類設備、零件、備件的完好情況，確保液壓站油位高於安全液位，保證發電機、空壓機等設備工況良好。四通零件出廠編號上下瓦要一一對應，夾板閥、聯箱、四通零件吻合處無外傷，檢查密封件，有無老化和破損現象，確保刀具、中心鑽切削刀刃鋒利。

二、安裝四通：清除母管外防腐，打磨焊縫，四通零件安裝定位。四通零件安裝時，先裝上瓦，後裝下瓦。上瓦覆蓋母管表面部分的焊縫必須磨平，以確保四通零件法蘭端面水平且與管道中心線平行。

三、焊接：對打磨處理後的母管及四通零件進行焊接作業。因封堵用四通零件結構採用機制管件，現場不得做任何修改。燃氣管線材質一般為碳素鋼及低合金鋼，所選用的焊接材料相對簡單固定，通常不需採用預熱及其他輔助措施。四通零件與原管的焊接主要是兩道對接焊縫及兩對角接縫，焊接可以採用手工電弧焊或半自動CO₂氣體保護焊。

四、焊縫無損檢測：

1、對工件表面進行處理，工件表面不得有油脂、鐵鏽、氧化皮或其他粘附磁粉的物質。

2、磁化方法：

（1）採用磁軛法磁化工件，磁化電流根據標準試片實驗結果來選擇。

（2）在磁化時磁軛要交叉磁化同一部位，以免漏檢。

（3）因兩管徑不同磁化時磁極由於兩端有高低，接觸不良，需填鋼板改善磁化條件（見下圖）。

無損檢測示意圖

3、退磁：採用將磁軛磁化工件漸漸離開工件1米以上再關機即可。

4、檢測結果：按JB/T 4730.4—2005《承壓設備無損檢測磁粉檢測》中磁粉檢測質量分級進行評定級別，出具評定報告。

五、安裝夾板閥：清除四通零件法蘭盤上雜質，置入墊片。放置清潔、乾燥的定位環，安裝正確到位。清除四通零件與夾板閥兩個法蘭面表面異物，保持端面乾燥清潔，安裝夾板閥，均緊連線螺母（安裝時夾板閥應處於關閉狀態，以便吊裝平衡，有利密封性）。

六、安裝聯箱：安裝聯箱、刀具、中心鑽和開孔機，連線開孔機與液壓站的油路，連線液壓站電源。在夾板閥上端面安置定位環，清除各連線處雜質，安裝已連成一體的聯箱、刀具、中心鑽和開孔機，均勻擰緊螺母。

七、嚴密性試驗：以管道設計壓力的1.15倍的氣壓注入壓縮空氣進行嚴密性試驗，記錄泵表讀數，檢查四通零件、夾板閥、聯箱、開孔機、焊縫等處是否有泄漏，60分鐘後對照讀數，讀數無下降為合格，如有泄漏，採取相應措施排除，再進行嚴密性試驗，合格後方可進入下一道工序。

八、開孔斷管：

1、試驗合格後，中心鑽手動進刀至接觸母管，計數器歸零，大刀盤接觸母管後，計數器再次歸零，中心鑽手動進刀至接觸母管，然後後退5毫米，啟動發電機。開啟液壓站，打開開孔機，對管體進行開孔作業（開孔機轉動時，嚴禁刀具與母管直接接觸），逐漸增加液壓站輸出壓力，控制流量緩慢進刀，避免刀具受損，發生異回響立即停機檢查。

2、當切削行程數據表達到額定值，液壓站輸出壓力為空載壓力，刀具切削聲音停止時，作為判斷開孔是否到位的主要依據，確認後關閉液壓站。

3、機器運轉時必須有人監測儀表數據，作業人員不得離開作業現場。

九、實施封堵：

1、開孔工序完畢後，關閉液壓站退刀至零位，關閉液壓站電源，關閉夾板閥後進行放散，確認夾板閥有效關閉後拆除斷管聯箱，安裝膨脹筒和聯箱，對管道實施封堵。

2、膨脹筒的開口要正對氣源，開啟膨脹筒下降開關，記錄膨脹筒下降行程，對照設備調試時的行程參數，確保膨脹筒下降至工作區域內。

3、通過對作業區域管道放散檢查確認封堵效果，在未確認無泄漏情況下，嚴禁下道工序的操作。如有泄漏，檢查原因直至完全封住氣源，然後方可對已隔斷氣源部分的母管進行施工作業。

十、安裝管塞：

1、管道作業結束後部分鬆開膨脹筒，通過膨脹筒聯箱放散閥檢查氣源是否恢復，作業點處是否有泄漏，確保無漏點的情況下進行下，將膨脹筒退至膨脹聯箱內，關閉夾板閥，通過膨脹筒聯箱放散閥檢查夾板閥關閉是否牢固，確認後進行下道工序的操作。

2、檢查管塞與四通零件是否匹配，然後將管塞安裝在下堵器聯箱內，安裝下堵器聯箱並打開夾板閥，將管塞安裝在四通零件法蘭面內，擰緊定位銷並檢查管塞、定位銷的密封狀況。確認密封后斷開連桿與管塞的連線，拆除下堵器及聯箱，檢查定位銷和管塞密封無泄漏。

十一、拆除夾板閥：打開夾板閥放散檢查管塞封堵情況，再次擰緊管塞定位銷，確認良好後拆除夾板閥，並檢查管塞、定位銷的密封狀況。

十二、防腐處理：在定位銷處安裝蓋帽，塗抹黃油，在管塞上蓋上盲板。按防腐工藝對四通零件及母管進行外防腐處理，直至驗收合格。

十三、勞動力組織：現場負責人員兼質量員1名；安全員1名；封堵設備操作人員2名；起重機操作工1名；焊工2名；探傷員1員；挖掘機操作工1人；移動式發電機操作工1名；移動式空壓機操作工1名；貨車駕駛員1名，主要完成焊接、鑽孔封堵、試驗、吊裝等工序及現場指揮。具體人員配備見下表。

勞動力組織情況表

工作項目	工種	人數	備註
施工準備	封堵設備操作人員	1名	/
	起重機操作工	1名	/
	挖掘機操作工	1名	/
	貨車駕駛員	1名	/
安裝四通	封堵設備操作人員	2名	/
	起重機操作工	1名	/
焊接	焊工	2名	/
	發電機操作工	1名	/
無損檢測	探傷員	1名	/
安裝夾板閥	封堵設備操作人員	2名	/
	起重機操作工	1名	/
安裝聯箱	封堵設備操作人員	2名	/
嚴密性試驗	空壓機操作工	1名	質量員1名
開孔斷管	封堵設備操作人員	2名	/
	發電機操作工	1名	/
實施封堵	封堵設備操作人員	2名	/
	發電機操作工	1名	/
安裝管塞	封堵設備操作人員	2名	/
	起重機操作工	1名	/
拆除夾板閥	起重機操作工	1名	/
防腐處理	空壓機操作工	1名	/

材料設備

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》無需特別說明的材料，採用的機具設備見下表。

機具設備表

工作項目	設備	數量
施工準備	QY12起重機、貨車、挖掘機	各1台
安裝四通	QY12起重機	1台
焊接	YD-400SS3HJE半自動焊機	2台
	30千瓦發電機	1台
無損檢測	CYD3000移動式磁粉探傷儀	1台
安裝夾板閥	QY12起重機	1台
安裝聯箱	QY12起重機	1台
嚴密性試驗	空氣壓縮機、壓力表	1台
開孔斷管	液壓站、開孔機、刀具、中心鑽	1套
	30千瓦發電機	1台
實施封堵	液壓站、膨脹筒、聯箱、封堵器	1套
	30千瓦發電機	1台
安裝管塞	下堵器、管塞	1套
拆除夾板閥	QY12起重機	1台
防腐處理	空氣壓縮機	1輛

質量控制

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》的質量控制要求如下：

一、四通零件安裝標準：四通零件上下瓦安裝，要確保上端法蘭面軸心與母管軸心保持垂直。用塞尺檢查四通零件端面處與母管的間隙，保證四通零件下端與母管軸心同軸。用水平尺矯正四通零件上瓦法蘭平面，確保平面保持水平。

二、四通零件焊接操作注意事項

1、待焊四通零件對稱分布原管，角接處四周間隙均勻，兩對接縫組對間隙一般為1~2.5毫米，待焊區域兩邊各10毫米範圍內應處理清潔乾燥。

2、點焊固定：每200毫米左右布置一個焊點，點焊縫長度一般為10~20毫米，焊接材料與正式焊接一致。

3、焊接規範：

1.手工電弧焊

焊接材料：E5015；規格：Φ3.2~Φ4.0；焊接電流：80~150A；焊接電壓：22~26伏；電源極性：直流反接。

2.半自動CO₂氣體保護焊

焊接材料：H08Mn2SiA；規格：Φ1.2；焊接電流：150~220A；焊接電壓：18~22伏；電源極性：直流反接。

4、焊接注意事項：由於不停輸封堵施工是帶氣作業，存在一定程度的安全隱患。因此，要求焊接作業前，除加強人工監護外，首先要認真檢測動火區域可燃氣體含量，確保在安全動火的允許範圍內。打底焊接時，焊接電流取下限；操作手法上，應儘量快速、斷續跳焊，以減小焊接線能量，提高散熱速度。

5、焊接時應保證必要的焊接條件，焊接前焊條必須經過350~400攝氏度，2小時乾燥，焊絲必須乾燥清潔，焊材、CO₂氣體必須有質量保證書。出現以下任何一種情況的都必須採取相應的焊接質量保證措施：

（1）環境溫度低於0攝氏度；

（2）相對濕度大於85%；

（3）雨雪環境；

（4）手工電弧焊風速大於8米/秒；

（5）半自動CO₂氣體保護焊風速大於2.5米/秒。

三、磁粉探傷標準：採用磁粉探傷對四通零件的角焊縫進行無損檢測，按JB/T 4730.4—2005《承壓設備無損檢測磁粉檢測》中磁粉檢測質量分級進行級別評定，中壓管道Ⅱ級以上合格，高壓管道級以上合格，出具檢測報告。

四、嚴密性試驗標準：以管道設計壓力1.15倍的氣壓注入壓縮空氣進行嚴密性試驗，保持壓力60分鐘後對照讀數，壓力下降值為零即為合格。

五、管道防腐標準：

1、採用環氧煤瀝青防腐層，參照SY/T 0447—96《埋地鋼管管道環氧煤瀝青防腐層技術標準》，驗收要求特加強級。

（1）防腐層外觀檢驗標準：防腐層外觀要求表面平整、無空鼓和褶皺，壓邊和搭邊粘接緊密，玻璃布網眼應灌滿面漆。對防腐層的空鼓和褶皺應剷除，並按相應防腐層結構的要求，補塗面漆和纏玻璃布至符合要求。

（2）防腐層厚度檢查標準：根據防腐等級為特加強級的要求，用“電腦塗層測量儀”對防腐層進行厚度檢測，以最薄點的乾膜厚度≥0.8毫米為合格。對厚度不合格的部分，應進行修補，固化後進行檢測直至合格。

（3）防腐層絕緣檢查標準：採用電火花檢測儀進行漏點檢查，以無漏點為合格。檢漏電壓為5000伏（特加強級）。檢查時，探頭應接觸防腐層表面，以約0.2米/秒的速度移動。對漏點補塗時，應將漏點周圍約50毫米範圍內的防腐層用砂輪或砂紙打毛，然後塗刷面漆，固化後再次進行漏點檢查直至合格。

2、採用環氧粉末外塗層，參照SY/T 0315—97《鋼質管道熔結環氧粉末外塗層技術技術標準》，驗收要求加強級。

（1）防腐層表觀檢驗標準：防腐層外觀要求平整、色澤均勻、無氣泡、開裂及縮孔，允許有輕度橘皮狀花紋。

（2）防腐層厚度檢查標準：用“塗層測厚儀”對防腐層進行厚度檢測，以最薄點最大厚度在400~500微米為合格。對厚度不合格的防腐管，應對塗層進行修補、復塗及重塗直至合格。

（3）防腐層絕緣檢查標準：採用電火花檢測儀進行漏點檢查，以無漏點為合格。檢漏電壓為：5伏/微米。當鋼管外徑小於325毫米時，平均每米管長漏點數不超過10個；當鋼管外徑等於或大於325毫米時，平均每平方米外表面積漏點數不超過0.7個。不合格時，應對塗層進行修補、復塗及重塗直至合格。

安全措施

採用《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

一、認真貫徹執行國家和行業頒發的各項安全技術規程、技術操作規程、安全制度和環境保護制度，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產。

二、封堵作業的操作空間狹小，必須確保作業人員的安全和健康，遵循安全第一的原則。

三、施工前，將相關方案和安全要求向全體施工人員詳細交底。

四、施工現場按符合防火、防風、防雷、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置，並完善布置各種安全標識。

五、作業人員必須戴安全帽等勞動防護用品，集中思想操作，避免碰傷及不必要的安全事故。根據不同的作業環境應配備相應的保護用品。

六、採取相應的有效措施防止如墜物、塌落、缺氧、有毒氣體中毒等事故，避免因這些而產生的不可估量的損失。

七、保證機械設備的維修保養，嚴禁機器帶故障運行，嚴禁各類違規操作。

八、燃氣管道進行作業前，應該針對施工特點，對風險因素的影響制定有效的防範對策和應急預案，施工時一旦出現意外情況，立即啟動應急預案給予應對。

環保措施

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》的環保措施如下：

一、將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內，合理布置、規範圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。

二、對施工中可能影響到的各種公共設施制定可靠的防止損壞措施，加強實施中的監測、應對和驗證。

三、對廢漿、污水進行集中無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。

四、確保照明、通風等設備的完好，消除影響工作人員健康的不利因素。

效益分析

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》的效益分析如下：

在對管網進行改造和搶修過程中，相比於傳統的停氣作業施工方法，該工法有效地避免了大面積停氣而造成的損失，將對客戶的影響降至最低。另外，該工法縮短了施工周期，降低了施工成本，減少氣源資源浪費，較好地保護了環境，取得了經濟效益和社會效益。

一、如果採用停氣方式，則施工區域涉及的管道中的燃氣就要放散，造成幾百上千立方燃氣的損失，也造成了大氣污染。

二、如果採用停氣方式，那么在停氣的十幾小時內，這部分管道本來可以供應的燃氣停止供應了。這個時間段給燃氣運營商造成無法售氣的損失。

三、如果採用停氣方式，除了造成居民生活不便，工業、商業用戶生產經營受損失外，也影響了燃氣運營商的信譽。將來居民、單位用戶有可能改用其他能源。一旦燃氣運營商的穩定用戶數量下降，將打破原有的燃氣供應峰谷穩定性在未達到新的平衡時，這期間的損失將很大。

四、為了配合停氣，還要組織做好宣傳解釋工作。按照人力成本計算，數量相當大。綜上所述，對於城市燃氣管道，採用不停輸封堵施工工法，可以有效避免上述負面影響，深遠意義不言而喻。

套用實例

《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》的套用實例如下：

一、上海市七莘路與莘龍路擴建工程：在DN300燃氣管道上不停輸開一個DN300旁通。2004年9月14日，七莘路在靠近莘龍路的一根DN300燃氣管道上，開一個DN300旁通，該工程如採用停氣施工，將影響30萬居民用戶和幾十家工業用戶停產。該工程是上海煤氣第二管線工程有限公司採用不停輸封堵設備，實現的燃氣管道雙封堵作業工程（見下圖）。在原DN300鋼管管道運行壓力不變（0.4兆帕）的情況下，利用封堵聯箱的法蘭接口，完成臨時管道的敷設，確保母管燃氣不停輸，並完成鋼製DN300三通、閥門等零件的安裝施工，獲得了社會效益。

七莘路雙封堵工程施工示意圖

二、長江西路工程：DN500雙封堵，壓力0.8兆帕。2006年3月25日，上鋼一廠出廠管道DN500鋼管嵌DN200三通1隻。因上鋼一廠系用煤氣作煉鋼加熱，須24小時不停輸氣，一旦停氣會造成損失。為此，上海煤氣第二管線工程有限公司運用不停輸雙封堵工藝，配置DN200不鏽鋼金屬軟管做旁通，施工過程中保證了上鋼一廠煉鋼加熱用氣。該工程的順利實施，避免了上鋼一廠因停氣造成煉鋼爐停產而引起的損失，是上海地區首次成功完成的燃氣管道口徑最大、運行壓力最高的不停輸工程。見下圖。

長江西路工程示意圖

三、滬南公路、芳草路口，DN500不停輸封堵2006年3月，上海煤氣第二管線工程有限公司接上海燃氣浦東銷售有限公司工程，在滬南公路、芳草路口，實施DN500不停輸封堵。工程背景：考慮將來發展新用戶的需要，在滬南公路、芳草路口的一根DN500管道上延伸加設閥門和補償器。如果按照傳統的施工工藝，需要停氣施工，將造成周圍幾十萬居民和單位的停氣。而採用了該工法，實現了不停氣施工。

榮譽表彰

2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《城市燃氣管道不停輸封堵施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。