低真空管道系统性能室内实验研究及现实应用技术

文/李亚力(承德城市燃气有限责任公司)

随着城市建设工作不断深入，各地区需要进行工程改造的项目也逐渐增多，工程是一项建设规模较大、工艺相对繁琐的工程项目。在工程建设过程中，要适时加大现场安全管理力度，保证工程的建设安全与效率。工程管道贮存的都是可燃、易爆的气体，一旦疏于对工程现场的安全管理，就会导致较大的安全事故，因此，要做好工程建设的现场安全管理工作，保证整个工程的建设安全。

一、实验平台设计和搭建

基于目前的研究进展进行低真空管道物理模拟实验平台设计，管道内真空度极限设为0.05atm，内部温度上限为60℃，管道几何尺寸为原型的1/10。实验平台由密闭管道、真空设备、加热系统组成。真空设备用来实现管道内部真空度的控制，加热系统用来模拟管道内部由于列车运行引起的温度升高。单洞双线低真空管道的断面内径取为11.4m，相应的实验管道设计内径取为1.14m，壁厚55mm，总长3m。混凝土模型结构配筋率按等强度原则确定，管道中布设HPB300的Φ6.5纵筋及环向钢筋，纵向钢筋沿圆周均匀布置60根，环向受力钢筋螺距取为30mm。

二、实验系统工作原理

实验平台工作原理：空气压缩机工作，空气先经过压缩机进行加压，再经过空气过滤器进入到储气罐，再经过分水排水器、除油器，后由冷干机除去水蒸气，对压缩空气进一步的干燥。实验区域管道由电动球阀控制，可以选择不同管道进行实验。质量流量计和各类传感器安装实验管道的首端和尾端，将检测到的信号进行调理，发送给数据采集模块，数据采集模块与上位机进行通讯，上位机对数据进行分析、处理和可视化，对是否有过压、失压等进行安全判断和反馈。

三、低真空管道系统性能室内实验分析

（一）定期进行维护管理工作

在低真空管道施工过程中，可能出现操作不当等问题，有的施工人员甚至不按施工要求进行施工作业，施工人员对施工作业的态度影响着工程的质量，若不认真对待将会造成维修环节脱节等问题，可能要浪费大量时间处理维修工作。可以通过加强后期维护工作处理维修环节脱节问题，及时发现问题并对问题展开分析，进行及时有效的维修，并做好记录，以便后续施工工作的顺利开展。可以先对施工设备进行安全监测，确保设备在使用过程中不会出现短路、脱落等问题。针对加强安全巡视工作可建设一个安全信息平台，确保安全巡视小组成员之间的信息交流更加便捷，同时为开展施工工程的安全管理和风险评估工作提供方便。

（二）做好定向穿越施工技术应用前准备工作

低真空管道建设施工人员要想保障定向穿越施工活动的顺利开展，就必须认真做好前期的准备工作。首先，现场施工人员要采取相关仪器设备完成对地下管道的科学检测工作，明确各管线的实际位置，确保能够为管道轨迹设计提供完善可靠的有效数据信息，科学明确管线钻孔轨迹。由于具有一定的危险性，为了保障低真空管道安全可靠的持续运行，施工队伍在低真空管道材料选择上，要优先选择市场上优质的管道材料，确保其具备良好的物理性能。管道材料需要具备完善的三层结构，它们分别是外覆盖层、伞线涂层、焊口采热缩套层，该三层结构的覆盖能够起到良好的安全保护作用，有效满足低真空管道的运行要求；然后，现场施工人员在进行定向穿越施工前，还需提前准备好完善的专业施工设备，设置好相关参数信息，比如设备技术指标、规格等数据，设备具体型号要根据管道施工要求合理选择；最后施工技术管理队伍还需高度重视地下低真空管道铺设前期的地质勘查工作，要根据各项勘查数据信息明确管道施工过程中需要设置的探孔数量和钻探深度。

（三）选用合适的顶管掘进机

大量的工程实践证明，大刀盘泥水平衡顶管掘进机对地表的沉降控制精度最高、效果最好，能使开挖面始终处于稳定状态。刀盘旋转切削泥土时对开挖面的扰动小，使开挖面处于最佳的平衡状态，泥水舱压力可维持开挖面的水土压力平衡，防止流砂、涌土，保持开挖面的稳定性。

（四）聚乙烯低真空管道的安装

目前，可供选择的聚乙烯管道焊接安装方案主要包括以下2种，分别为电熔焊焊接技术和热熔焊焊接技术。一般情况下，只有套筒与管道二者保持同心状态时才可以尝试借助电熔焊这一管道焊接工艺进行连接处理，而且通过均匀融合等方式可以显著改善焊接质量。与前者不同，热熔焊技术的使用要求是要保证焊缝可以均匀翻边，并且不存在气泡。管道焊接结束后切勿立即进行移动，必须要等到完全冷却后再对其做移动处理。

四、结束语

定向穿越施工技术在现代低真空管道施工中的科学应用，能够最大程度提升低真空管道的施工水平，建设出安全高效的低真空管道工程，满足社会大众对于优质产品的体验使用需求。因此，相关施工单位要注重合理引进该项施工技术，督促施工人员掌握好该项技术的施工要点，严格按照技术标准展开各个环节的施工操作。