引水管道排氣閥新型安裝方式的成功經驗

趙應華，趙紅霞

1.榆林神華能源有限責任公司青龍寺煤礦，陜西榆林 719315

2.神華神東煤炭集團車輛管理中心，陜西榆林 719315

0 引言

榆林神華能源有限責任公司青龍寺煤礦位于府谷縣老高川鄉境內，其生產生活用水通過一趟Ф325×10螺旋焊管引自府谷縣水務公司老高川供水站，管道全長16km，敷設方式為地下開槽直埋敷設，該引水管道由國內某資深煤炭設計院設計，由于當地地形較為狹窄，地貌復雜、地質變化較大，地貌主要呈現為：山坡、山谷、道路、農田、溝壑、河道等，安裝難度較大，只能沿當地運煤公路路面敷設（于公路路基施工完畢后、路面硬化之前開始安裝），管道沿線共設計31座排氣井，該公路屬二級公路，且該公路屬當地主要運煤通道，通行的重型車輛較多，若在路面上安裝排氣閥并砌筑排氣井，會對公路結構造成不利影響，同時管道的運行也存在較大安全隱患。筆者作為該礦成員之一，負責該管道安裝工程的建設工作，與設計院多次進行探討和可行性研究，對排氣井的設置和排氣閥的安裝方式先后提出2個設計方案，經過反復論證和優缺點對比，最終采用支管側引的新型安裝方式，很好的解決了管道排氣問題，值得推廣使用。

1 主要配套設施

1）管道起始點設有供水泵站一座，安裝潛水泵2臺，型號為250QJ125-51/3，額定流量：125m3/h，揚程51米，功率30kW，電壓380V，正常情況下一臺運行一臺備用，正常供水量125m3/h；2）排氣井：管道沿線地形復雜，高低起伏變化較大，尤其橫穿公路路基涵管較多，因此在每個高低起伏處均設置排氣井，共設置Ф1200mm排氣井31座，每個排氣井內安裝DN100、PN=2.5MPa排氣閥1只；3）水錘消除器：DN200、PN=2.5MPa，活塞式，豎向安裝，2只；4）泄水井：在管道沿線各低洼、且便于泄水處設置泄水口，泄水口采用Ф219無縫管從主管道引出，并砌筑直徑Ф1200mm泄水井，共6座；5）閘閥井：每隔2km設置閘閥井1座，共8座；6）計量裝置：在供水泵站總出水口和管道終端各安裝電磁流量計1臺。

2 排氣閥安裝方式

1）方案1：如圖1所示，由于公路兩側大多是山坡，因此將砌筑排氣井所在位置的山坡采用大開挖的方式將主管道基槽平移至公路路基以外，把主管道斷開后，采用45度彎頭將管道進行相應的平移，在平移后的位置砌筑排氣井；

2）方案2：通過Ф108×10的無縫剛管從主管道上側引至公路路基以外，并以2%的坡度坡向排氣井，在公路路基外砌筑排氣井，并安裝排氣閥。如圖2所示，當主管道通水時氣體沿主管道頂部流至支管口部，通過支管和排氣閥流向外界，達到排氣效果。

由于支管引出后與公路排水溝交叉，支管的埋設深度不能滿足防凍要求，另外引出的支管屬于整個管線最薄弱環節，因此必須對支管做好防腐、防凍、防壓和焊接等專項技術措施。

圖1 排氣閥安裝方式一

圖2 排氣閥安裝方式二

（1）防腐措施：支管及焊接口周邊內外壁均做防腐處理，防腐前采用拋丸或噴砂除銹，清除管道表面油垢、灰渣、鐵銹見光，至少達到GB/T8923的Sa2.5級標準。支管內壁防腐采用食品級IPN8710-2B飲用水專用涂料，采用兩底兩面工藝方法，干膜厚度不小于200um。支管外壁防腐采用二布四油工藝方法，即底漆一道、布一道、面漆一道、布一道、面漆二道；其中底漆采用IPN8710-1，布采用10×10目中堿無蠟脫脂玻璃纖維布，面漆采用IPN8710-3防腐涂料；防腐層總厚度不小于500um。

（2）防凍措施：管道閉水試驗合格后采用保溫層加方包處理，如圖2所示，在50mm厚聚胺脂硬質泡沫塑料保溫層外包纏厚度為0.4mm～0.6mm的塑料薄膜，再包纏二層中堿無蠟脫脂玻璃絲布后采用C20素砼方包加固。

（3）防壓措施：支管下部若遇松散雜填土層采用換填處理，松填土挖凈后用角礫土分層振實換填；支管下部若遇溝壑填埋區段，且發現下部土質松軟且較深厚，則采用注漿或強夯實加固處理；管道上部采用礫石砂或角礫土回填；支管上、下部壓實度必須≥0.93。

（4）焊接措施：支管與主管道連接處以及支管上的每一道焊縫都必須保證焊接質量，接口采用V型坡口全熔性焊縫焊接，焊條的化學成分、機械強度與母材相同且匹配。焊條質量應符合國標《碳鋼焊條》、《低合金焊條》的規定。焊縫及焊管端修口尺寸必須滿足《給水排水管道工程施工及驗收規范》（GB50268-2008）的相關要求。焊縫等級要求達到二級標準。

3 優缺點對比

1）方案一：

（1）每座排氣井處，需在主管道上增加4個45°彎頭，共增加124個彎頭，大大增加了管道阻力和管損，從而降低水泵的運行效率；（2）由于公路兩側地形較為狹窄，且大多是山坡，采用大開挖的方式具有山體滑坡的危險，且土方量較大，土方開挖及回填費用較高；（3）主管道拐彎處安裝及焊接難度較大，導致施工工期延長和安裝費用增加。

2）方案二：

（1）主管道均為直線通過，避免拐彎，大大降低了管道阻力和管損，從而提高水泵的運行效率；（2）不需破壞公路兩側山坡，開挖土方量大大減少，沒有安全隱患，且降低土方開挖及回填費用；（3）降低管道焊接及安裝難度，同時節約材料，節省了施工工期和安裝費用。

4 結論

青龍寺煤礦引水管道采用支管側引這一新型安裝方式安裝排氣閥，很好的解決了引水管道的排氣問題，達到設計目標，運行一年來各項指標均正常，沒有出現任何異常現象，得出：該排氣閥安裝方式具有一定的合理性，可以滿足排氣要求，值得推廣使用。

[1]給水排水工程構筑物結構規范 GB50069-2002.

[2]給水排水工程埋地鋼管管道結構設計規程 CECS141：2002.

[3]建筑地基處理技術規范 JGJ79-2002、J220-2002.

[4]給水排水管道工程施工及驗收規范 GB50268-2008.