我國從80年代初期開始著手聚乙烯(PE)燃氣管的研究及應用工作。由于燃氣PE管道具有耐低溫、韌性好、剛柔相濟、施工方便、造價低(直徑小于DN200)、不易腐蝕泄漏、污染小等優(yōu)點,而廣泛應用于燃氣行業(yè),大有取代小口徑鋼管之趨勢。近幾年中、低壓管道敷設中應用量較大。但燃氣PE管道的缺點是本身不導電、不導磁,至今仍沒有一種有效的方法探測其在地下的準確空間位置。在近幾年霸州區(qū)域市政建設施工中,由于燃氣PE管道的確切位置不易查明,時有發(fā)生施工機械挖漏、挖斷燃氣管道的情況,在國內因此造成燃氣泄漏和爆炸事故的時有發(fā)生。因此,如何實現(xiàn)地下燃氣PE管道的位置探測標定是十分必要的。為解決此問題,比較有效的辦法是在鋪設過程中將1(或2)條導線(簡稱示蹤線)與燃氣PE管道一起敷設,為間接探測燃氣PE管道位置提供物理前提。但如何使示蹤線在施工中得到正確、完整的鋪設,使其以后能夠很好的起到檢測、示蹤作用,示蹤線的施工方法和探測方法就顯得十分重要了。
示蹤線的選擇和鋪設
為**示蹤線的導電性、強度、耐腐蝕和耐久性,一般宜選擇截面積大于2.5mm2的多股(或單股)銅質電線或廢舊通信光纜。鋪設時盡量讓示蹤線保持在管道的頂部位置,在分支處將導線接頭的絕緣層剝掉,把銅芯絞在一起數(shù)圈,然后用絕緣膠布裹好接頭,以保持良好的導電性。在示蹤線的出露點,可設置檢測樁(檢測井),將示蹤線引至測試樁內,方便檢測定位。對于采取定向鉆方式鋪設的燃氣PE管道,更應選用強度較大的通信光纜,依靠內部主鋼絲增加強度,以避免在施工中被拉斷,導致無法探測定位。
示蹤方法
1、地面標志
在地面相應位置上進行標記,埋設標志、標志磚、標志貼等。這種方式直觀易找,但受地面環(huán)境限制,如在快速路上很難設置。遇道路維修或拆遷等情況,還會大量丟失標志。現(xiàn)階段地面標記物均采用以上標志。
2、設備探測
一旦地面標志丟失,就只好使用設備進行地下管道探測。對于金屬管材,一般用金屬探管儀一種將電信號施加在管道上,然后追蹤電信號走向的設備)進行路由定位。這種設備在地下管線少、無強磁、強電的地方效果較好,但對于管道密集的區(qū)域(如庭院)或導電性差的管道(如球墨鑄鐵管),探測效率會大打折扣。PE管根本不導電,因此無法采用此項技術。我們也試用了其他設備,如地磁成像儀、地下空腔探測儀等,但在霸州公司未進行實際應用,效果暫時無法確定。除此之外,據(jù)了解目前市場上還沒有一種設備能在探測PE管時達到理想效果。
3、金屬薄膜示蹤帶
在燃氣PE管道上方敷設金屬薄膜示蹤帶,然后用探管儀進行探測。示蹤帶中的金屬薄膜具有導電性,理論上可以體現(xiàn)出金屬管的特性,但實際上由于金屬薄膜的截面積太小,導電性不好,受周圍金屬管道干擾大,致使探測效果非常差,只有在干擾小且距離地面很近的地方才能被探測到。而且輻射過程中,每100米需進行一次連接,如連接不當,在后期使用過程中因土壤沉降會導致示蹤帶斷裂,進而無法檢測。
4、金屬示蹤線
為提高示蹤物體的導電性,我們曾使用金屬示蹤線來替代金屬薄膜示蹤帶。由于示蹤線的線芯是銅,且具有一定的截面積,因此導電性明顯好于薄膜示蹤帶,尤其在剛埋下去的時候,探測效果較好。但隨著時間延長,示蹤線暴露出很大問題。a.示蹤線一旦有斷點,如施工時被挖斷自然銹蝕、連接時沒接牢等,從斷點往后就無法被探測到。b.相對于其他地下管道或線路,示蹤線的導電性沒有它們好,因此造成探測信號過于微弱,以至于混淆管道位置。而且抗拉性能差,在定向鉆穿越中無法敷設。
5、廢舊通信光纜
鑒于金屬示蹤線的缺點,廢舊通信光纜可以較好地解決該問題。通信光纜是由若干根(芯)光纖(一般從幾芯到幾千芯)構成的纜心和外護層所組成。光纜中有加強構件去承受外界的機械負荷,以保護光纖免受各種外機械力的影響,從而**了光纜的耐久性。尤其在定向鉆穿越施工中,光纜的強負荷力可以**完整的敷設。在300至500米間隔處,埋設檢測樁,將光纜引至檢測樁內,方便日后檢測定位。光纜的缺點是導電性能低于金屬示蹤線,受干擾的區(qū)域檢測效果較差。
6、地下管道電子標志系統(tǒng)
電子標志系統(tǒng)(ElectronicMark System).早起源于美國,由3M公司為公共設施應用而開發(fā),嚴格遵循美國公共勞動協(xié)會(APWA)制定的地下設施標志的規(guī)范,用于對現(xiàn)場設施的定位。其工作原理是將電子標志器埋設于管道上方,每個電子標志器內都存有一個..的識別代碼,如同每個人的身份證號碼一樣。電子標志器內可以自定義儲存管道的重要信息,如相對位置、埋深、管徑、管材、管道壓力、敷設日期等。在地面上使用定位設備(探測儀)定位電子標志器的位置,并讀取儲存信息。
探測技術
1、探測示蹤線的..方法為直連法,它信噪比高、干擾少、易探測,探測結果比較準確可靠。
2、市區(qū)內的燃氣PE管道示蹤線不宜選用感應法探測。城市區(qū)域內的管線密集,而示蹤線相對細小,其接地回路電阻一般情況下比其它管線大很多,因此產生的感應電流信號往往要比非目標管線弱很多,示蹤線信號容易被掩蓋而造成誤測。
3、在探測短分支管道示蹤線時,施加信號點宜選擇分支示蹤線的末端(即測試樁處),這樣分支示蹤線上的信號強,不會漏測分支點。
4、用直連法探測示蹤線時,盡量選擇較低的工作頻率,發(fā)射機的接地線也盡量不要跨接其它管線,以減少信號感應或串擾到其它管線。
5、探測時應根據(jù)實際情況,改變供電點位置后再重復探測,檢查兩次探測結果的吻合情況,以提高探測的準確性和精度。
6、對于定向鉆方式鋪設的燃氣PE管道,由于示蹤線的埋深較大(可能大于5m),除選擇較低的工作頻率以減少電磁場感應到其它管線上,還應盡量設法改善接地條件,增加示蹤線上的供電電流,提高信噪比,這樣可獲得較好的探測效果。
雖然 PE 燃氣管道能給城鎮(zhèn)燃氣工程施工帶來許多便利,但是在市政建設交叉施工時,尤其是燃氣管網(wǎng)運營中由于出現(xiàn)事故需要對 PE 燃氣管道進行搶修時,常常因為竣工圖紙不準確或地貌改變而找不到埋地 PE 燃氣管道的準確位置,從而延誤了搶修的.佳時間,給燃氣管網(wǎng)的安全運行帶來較大的困難。精準的 PE 燃氣管道探測結果能為城鎮(zhèn)燃氣管道安全運行提供良好的保障,能夠促進我國城鎮(zhèn)燃氣工程健康快速發(fā)展。霸州公司在這一方面已進行了諸多嘗試,利用廢舊通信光纜及檢測樁配套進行示蹤,運用探測儀進行定位,還是能夠**一定的實際應用效果??梢姡_展埋地 PE 燃氣管道的探測技術研究具有十分重要的工程應用價值與現(xiàn)實意義。