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提高聚乙烯燃气管道热熔对接施工质量工学论文
摘要 聚乙烯(PE)管具有良好的柔韧性、耐腐蚀性、加工方便、成本低廉等诸多特点，在燃气输送工程中应用日渐广泛。本文就聚乙烯管道系统连接技术，进行了大量实践，探讨如何稳定和提高聚乙烯(PE)燃气管道热熔对接的施工质量。
关键词 聚乙烯；燃气；质量；热熔对接
1 概述
在燃气输送工程中，目前城镇燃气管道多采用聚乙烯管材连接，此管材具有良好的柔韧性使得将管材弯曲变形后也不易破裂，适合于任何地形，耐腐蚀性能也很好，可耐多种化学介质的侵蚀，无电化学腐蚀。随着聚乙烯管道的应用日渐广泛，相应的聚乙烯管道的施工工艺也不断的提高和完善，逐步系统化。而其中聚乙烯管道系统连接技术的优劣，直接关系到燃气管道的运行效果和使用寿命。因此如何提高聚乙烯燃气管道的施工质量，最重要的就是管道的连接质量。
目前城镇燃气管道主管网大多也都是采用热熔对接连接。针对热熔对接连接这种主要的施工方法，如何提高其施工质量，既可以向建设单位交付一项令其满意的工程，并且使我们施工企业节省成本，缩短工期，得到最大的效益。
2 施工流程与操作要点
由以上的工艺流程图(图1)经过细化分解成为工艺步骤：
2，1，1材料准备：管道、管件应根据施工要求选用配套的等径、异径弯头和三通等管件。热熔焊接宜采用同种牌号、材质的管件，对性能相似的不同牌号、材质的管件之间的焊接应先做试验。
2，1，2夹紧管材：用干净的布清除两管端部的污物。将管材置于机架卡瓦内，根据所焊制的管件更换基本夹具，选择合适的卡瓦，使对接两端伸出的长度大致相等且在满足铣削和加热要求的情况下应尽可能缩短。管材在机架以外的部分用支撑架托起，使管材轴线与机架中心线处于同一高度，然后用卡瓦紧固好。
2，1，3切削：置入铣刀，然后缓慢合拢两管材焊接端，并加以适当的压力，直到两端面均有连续的切屑出现，撤掉压力，略等片刻，再退出活动架。切屑厚度应为0.5～1.0mm，确保切削所焊管段端面的杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁。
2，1，4对中：两对焊管段的错边应越小越好，如果错边大，会导致应力集中，错边不应超过壁厚的10％。
2，1，5加热：加热板温度达到设定值后，放入机架，施加压力，直到两边最小卷边达到规定宽度时压力减小到规定值，进行吸热。保证有足够熔融料，以备熔融对接时分子相互扩散。
2，1，6切换：从加热结束到熔融对接开始这段时间为切换周期，为保证熔融对接质量，切换周期越短越好。
2，1|7熔融对接：是焊接的关键，熔融对接过程应始终处于熔融压力之下进行。
2，1，8冷却：由于塑料材料导热性差，冷却速度相应缓慢。焊缝材料的收缩、结构的形成过程在长时间内以缓慢的速度进行。因此，焊缝的冷却必须在一定的压力下进行。
2，2操作要点：
2，2，1将焊机各部件电源接通，电源应接地，同时应保证加热板表面清洁、没有划伤。
2，2，2将泵站与机架用液压导线接通。连接前应检查并清理接头处的污物，以免污物进入液压系统，进而损坏液压器件；液压导线接好后，应锁定接头部分，以防止高压工作时接头被打开的危险。
2，2，3将待焊管材(管件)夹紧，固定在机架上，熔接大口径管时，最好能用废弃的管节或专用支架垫平，以保护管材和减小熔接过程中的摩擦力。
2，2，4将机架打开，放入铣刀，旋转锁紧旋钮，将铣刀固定在机架上。启动泵站时，应在方向控制手柄处于中位时进行，严禁在高压下启动。
2，2，5启动铣刀，闭合夹具，对管子(管件)的端面进行切削。
2，2，6当形成连续的切削时，降压，打开夹具，关闭铣刀。此过程一定要按照先降压，再打开夹具，最后关闭铣刀的顺序进行。
2，2，7
取下铣刀，闭合夹具，检查管子两端的间隙。从机架上取下铣刀时，应避免铣刀与端面相碰撞，如已发生需重新铣削；铣削好的端面不要手摸或被油污等污染。
2，2，8检查管子的同轴度。当两端面的间隙与错边量不能满足要求时，应对待焊件重新夹持，铣削，合格后方可进行下一步操作。
2，2，9检查加热板的温度是否适宜，加热板的红指示灯应表现为亮或闪烁。从加热板上的第一次灯亮起后，最好再等10min使用，以使整个加热板的温度均匀。
2，2，10测试系统的拖动压力P0并记录。每个焊口的拖动压力都需测定；当拖动压力过大时，可采用垫短管等方法解决。
2，2，儿将温度适宜的加热板置于机架上，闭合夹具，并设定系统压力P1。
2，2，12待管子(管件)间的凸起均匀，且高度达到要求时，将压力降至P2近似拖动压力，同时按下吸热计时按钮，开始记录吸热时间。
2，2，13达到吸热时间后，迅速打开夹具，取下加热板。取加热板时，应避免与熔融的端面发生碰撞；若已发生，应在已熔化的端面彻底冷却后，重新开始整个熔接过程。
2，2，14迅速闭合夹具，并在规定的时间内，均匀地将压力调节到P3，同时按下计时器，记录冷却时间。
2，2，15达到冷却时间后，将压力降为零，打开夹具，取下焊好的管子(管件)。卸管前一定要将系统压力降为零；若需移动焊机，应拆下液压导线，并及时做好接头处的防尘工作。
3 质量控制
在过去多个施工项目中都出现过焊道两边高低不一、接口严重错位、卷边不够、假焊等质量问题，而这些问题会直接影响到焊缝的连接，从而直接关系到燃气管道的运行效果和使用寿命。在施工实践中对这些问题我们进行不断的探索，找出了其产生的原因并研究其解决方法。并把在连接过程中易出现的质量问题及解决办法进行归纳总结(表1)。
而从上述质量问题的产生原因中，我们可以发现绝大多数问题发生的原因是对连接过程中压力、温度、时间上的控制不够，压力的过大过小、温度的过高过低、时间的过长过短都会影响最终热熔连接的效果；另外对管材的选用也会影响其质量，因为不同牌号不同批次的材料其熔点会有所不同，在连接过程中对温度的把握也会不同；再有就是环境因素对热熔连接效果的影响，环境温度可能会影响热熔机加热板的表面温度，所以加热前要对加热板表面温度进行测量，还有就是影响冷却时间的长短，夏天环境温度高，所需的冷却时间就长，冬天环境温度低，冷却时间就短；最后还有操作因素的影响，管材夹紧时是否同轴，直接影响接口错边的大小，而从加热结束到熔融对接的切换时间的长短也影响热熔连接效果，为确保热熔连接效果，应尽量缩短切换时间，切换时间过长，熔化的端面在相互接触之前将因冷却而形成一层“冷皮”，不利于分子链的扩散。
4 应用实例
目前我公司正在德清进行104国道燃气管道工程，全长约3400米，全部为埋地聚乙烯管道，采用热熔对接连接。由于本燃气管道安装工程的造价不高，利润很少，但在施工过程中吸取以往的经验，注重施工中各方面的细小问题，注意在热熔连接时对压力、温度、时间的把握，严格控制在连接中可能出现的质量问题。到目前为止未发现任何质量问题，从而降低了工人的工作量，缩短了不少工期，而对材料的严格控制与使用使得材料损耗减少。从工期、人力、材料三方面一定程度上减少了投入成本，在微小的利润空间里取得了较为可观的经济收益。
利用锚杆静压桩进行基础加固和房屋纠偏施工体会 李会安 沈伟惠
摘要 针对某农民新村住宅楼采用天然浅基，出现的不均匀沉降、房屋倾斜情况，本文通过工程施工实例，总结了采用锚杆静压桩对建筑物进行基础加固和纠偏的经验，供参考。
关键词 锚杆静压桩；基础加固；井式纠偏法
1 工程基本情况
本工程位于湖州市经济技术开发区某个农民新村住宅小区，位于浙北地区，属太湖流域沉积地相，是典型的软土地基地区，上部土层土质为软弱的淤泥质粘土。该农民新村住宅小区总建筑面23580m2，三层框混结构住宅53幢。建于2004年。平面布置为矩形，其基础采用有梁式条形基础，天然地基，结构平面图见图示。住宅楼建成二年内，结构基本稳定，第二年下半年开始大部份楼房发生倾斜或沉降，沉降量和倾斜率均已超过国家相应标准规范要求。
2 纠倾加固依据
鉴定检测单位提供的该工程《农民新村住宅楼安全性能检测鉴定报告书》和现行施工规范。
根据地质勘察单位提供的该工程《农民新村岩土工程勘察报告》。
3 基础加固措施
由于加固、纠倾户为已建结构，故施工作业只能在房屋周边室内外作业；根据工程环境条件和现状及相应加固纠倾方法对比，结合本工程地基基础，经原设计单位同意，采用锚杆静压桩加固方法对其进行结构加固，该方法对提高地基基础承载力效果安全可靠，能确保质量，且经济合理、施工方便、速度快、更适宜在室内施工，对环境均无影响。
3，1锚杆静压桩加固方法
锚杆静压桩技术是将压桩架通过锚具与建筑物基础联结，利用建筑物自重荷载与顶压反力架作为压桩反力，采用千斤顶将混凝土预制方桩分段压入地基中，待锚杆桩压力值达到设计预定要求后，再凿除多余桩段，再将桩与基础采用混凝土封桩顶(掺10％UEA剂)；使桩与基础联结在一起，从而使锚杆桩承担基础的部分荷载。以达到防止沉降和结构之目的。
3，2锚杆桩设计要求
3，2，1锚杆桩压桩单桩承载力要求；本工程锚杆静压桩采用MZa-200×200和MZa-300×300的预应力钢筋混凝土方桩，桩身混凝土强度等级为C35，设计单桩承载力特征值为Ra＝200KN，设计最终压力值为 300KN，桩长以设计最终压值为准。
3，2，2基础锚杆桩桩数及布置
根据房屋结构和现场实际情况，锚杆静压桩布置以基础一侧对称布置，每幢住宅楼布设12根锚杆静压桩，具体桩位布置图详见基础桩位加固平面布置图。
3，3锚杆静压桩加固施工工艺
3，3，1清除基础面板以上回填土，确保施工作业面。
3，3，2按设计加固图放样定位，采用风镐凿出反力架锚杆孔和设计压桩孔，孔口应凿成锥体形形成上小下大的孔口。
3，3，3采用植筋法预埋锚杆螺丝；待植入锚杆螺栓达到要求强度后，再安装反力架。
3，3，4采用千斤顶压桩，压桩过程必须连续进行，保证桩段垂直，并注意压力值，压力值不能超过设计最大终压力，避免既有建筑物基础结构破坏。
3，3，5预制桩每节长度为2m，按设计要求采用硫磺胶泥接桩，接桩按2004浙G28《钢筋混凝土静压锚杆桩标准图》施工。
3，3，6压桩力达到设计终压值后中上压桩。如压桩力达到设计终压值，而被压桩未达到设计桩位标高要求，则应作截桩处理，将多余桩段凿至设计桩顶标高。
3，3，7清除桩顶碎片并清洗桩顶和锥体洞口混凝土面，及孔排除内积水，经设计或现场监理工程师验收合格后方可封桩。封桩材料采用强度等级为C20混凝土(掺10％UEA剂)并予以捣实。浇筑完毕后按要求进行混凝土养护。
4 基础纠倾措施
根据本工程实际情况，结合地基土构造和建筑物结构，经结多种纠倾方法比较，本工程采用井式纠倾法施工进行建筑物纠倾，为保证纠倾恢复后建筑物的垂直度能得到永久保证，则与进行基础锚杆静压桩一同加固处理，最终达到建筑物纠倾加固而稳定之目的，采用井式纠倾法施工安全可靠，且经济合理、施工工艺简单、速度快、更适宜在房屋周边施工，对环境均无影响。
4，1井式纠倾法：
井式纠倾法主要是根据该房屋的倾斜位置，通过在建筑物沉降量较少的一侧布设沉井进行基底部采用高压射水，至使泥浆通过回水孔排至沉井，经重复多次射水，使基础对基土承受面积减少，在上部建筑物自重作用下土体会产生一定侧挤压变形，迫使建筑物下沉，利用不均匀沉降来调整建筑物的平衡，从而达到纠编的目的。
井式纠倾法其原理是根据房屋的上部结构与基础共同工作，基础与上部结构属于刚性，当地基础出现不均匀下沉后基础及上部结构不会产生挠曲。基础的底面在地基沉降后仍为平面，地基所受的应力与变形成直线变化。为此基础随同地基一起下沉。井式纠倾法是根据上述原理，通过在建筑物沉降量较少的一侧进行基底冲土，使该侧基础对基土承受面积减少，在上部结构荷载的作用下，基底应力增加，同时利用土体自重应力和附加应力的作用，使地基产生塑性变形，强迫该土基础下沉。而未处理侧保持建筑物沉降量大的一侧标高基本不变，以达到基础的沉降差，恢复建筑的垂直度最终达到建筑物垂直度要求。
4，2井式纠倾施工工艺：
4，2，1按设计布井要求进行沉井布置(具体根据每幢房屋的倾斜度布设)
4，2，2埋设井；井为采用直径中φ1200mm，壁厚为200mm的混凝土简体，长度根据基础埋深而定，井底深度控制在射水孔位置下方1.2米处，挖土埋设简体。筒体上设置射水孔直径为200mm，回水孔直径为 60mm，交错布置布置。本工程典型井式纠倾法基础井位布设。
4，2，3射水施工，在沉井的壁上所设的射水孔采用高压射水枪向基础的底面高压射水，射水孔位置根据土质情况及纠倾量布置，高压冲刷来的水和土通过回水孔流入井内。
4，2，4高压射水泵的工作压力、流量、应根据不同地质土的性质，先通过试射，然后再展开全面施工。
4，2，5纠倾速度控制，一般情况下沉降速度率控制在每天3～5mm，纠倾接近设计迫降量时，选择低值速度。在接近设计沉降值时，预留一定的沉降量，以防发生过降现象。
4，2，6做到设计、施工、监理紧密结合，严格掌握监测数据，随时间调整纠倾速度及施工顺序，同时监测既有建筑裂损情况。
4，2，7当建筑物控制在垂直度0.4％之内时；即采用锚杆静压桩施工(锚杆静压桩施工同上)。
4，2，8补设沉降观测点，进行沉降观测，本工程纠倾后经1年沉降观测，倾斜率减小至0.1％，房屋使用状况良好。
该农民新村楼房经纠倾加固后，通过不间断的观测，房屋沉降已稳定，也无其它不良影响，据此可以证明锚杆静压桩加固和井式纠倾法简单可行，同时这种纠倾加固法在施工过程中基本不影响该楼居民的正常起居。
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