CN109780321A - 一种基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，涉及能源天然气领域，主要包括以下六个步骤：步骤一：测量放线、开挖样洞、气体置换及断管、管件拆除；步骤二：工作井施工，结合原人工煤气管道设置情况，将原人工煤气管道分段，并开挖工作井；步骤三：原管道清洗，包括管道清洗及内窥摄像检查；步骤四：穿管，将原人工煤气管道内插芯管；步骤五：环形空间填充及封口；步骤六：管道镶接及覆土恢复路面；通过本发明的施工方法，可再利用原人工煤气管道，具有一定的科学性、专业性，同时可最大限度地减少路面开挖，避免重复建设及投资浪费，具有一定的经济、社会效益。

Description

一种基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案

技术领域

本发明涉及能源天然气领域，尤其涉及一种基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案。

背景技术

随着能源结构的调整，人工煤气设施将会被新能源所取代，目前很多城市实现了管道燃气天然气化。人工煤气设施退出后，留下的场站及管道设施均为宝贵资源，原人工煤气管道具有线路长、口径大、地理位置重要等特点，科学再利用这些人工煤气管道设施对燃气系统发展具有重要的意义。

目前我国人工煤气管道的利用方法主要为原管位拆排或废弃原管道重新选线排新管道。现有的人工煤气管道利用方法存在的弊端主要在于：第一，原管位拆排须开挖路面，施工时须封闭部分路段，对道路交通造成的影响较大；第二，开挖路面及修复路面所产生的施工费用较高；第三，废弃原管浪费原管道管位，造成资源浪费，重新选线还将增加管位协调、管线综合等工作；第四，废弃的人工煤气管道留存于地下，其管道内部的煤焦油挥发物易与空气混合形成爆炸气体，安全隐患大。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，可以科学、专业、节能的再利用原人工煤气管道。利用本发明在原人工煤气管道中内插天然气管道，可以有效连接城区供气管网，改善城市供气状况。同时也最大限度地利用了原人工煤气管道管位，减少路面开挖，避免重复建设及投资浪费，消除了安全隐患，具有一定的社会、经济效益。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有的人工煤气管道利用方法存在三个弊端：(1)原管位拆排须开挖路面，施工时须封闭部分路段，对道路交通造成的影响较大；(2)开挖路面及修复路面所产生的施工费用较高；(3)废弃原管浪费原管道管位，造成资源浪费，重新选线还将增加管位协调、管线综合等工作；(4)废弃的人工煤气管道留存于地下，其管道内部的煤焦油挥发物易与空气混合形成爆炸气体，安全隐患大。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，所述解决方案主要包括以下步骤：

步骤一：测量放线、开挖样洞、气体置换及断管、管件拆除；

步骤二：工作井施工，结合原管道集水器及阀门设置情况，将原管道分段，并在原管道两端开挖所述工作井；

步骤三：原管道清洗，清洗原管道底部残留焦油，包括管道清洗及内窥摄像检查，直至原管道内壁清洗干净，无焦油附着为止；

步骤四：穿管，包括对内插芯管的焊接、无损检测及防腐，并将焊接好的内插芯管拖到指定位置；内插芯管进行分段处理，即反复进行步骤四，直至内插芯管全部穿管完成；

步骤五：环形空间填充及封口，注浆点设置在所述工作井中，注浆口设置在原管道端口与内插芯管端口之前的环形区域，注浆口由端盖和终端密封圈封口；注浆口设置有填充口，填充口设置有三通，原管道正上方设置有溢流口；环形空间填充分两次泵送填充材料，待填充材料从所述溢流口流出，表示环形空间已填充完成；次日测量原管道两端填充情况，若填充材料略有下陷，则进行补浆后填充完成；

步骤六：管道镶接及覆土恢复路面。

进一步的，内插芯管是钢管或PE管。

进一步的，步骤二中，工作井施工完成后，完工的坑底离原管道底部距离不低于50cm，坑底的角落设置有一个不小于30×30cm的坑。

进一步的，步骤三中，管道清洗通过高压水射流清洗方法和机械清理方法结合完成；高压水射流清洗方法，清洗设备设置于所述工作井中，清洗设备包括自旋转组合高压清洗喷头和耐超高压水管，清洗设备在牵引装置的牵引下从工作井牵引至另一工作井并逐段清洗，同时抽吸污水和废渣至废水收集装置；牵引装置牵引速度为匀速。

进一步的，机械清理方法，包括铲渣铲车，铲渣铲车在牵引装置的牵引下，铲除原管道底部积存的焦油；所述机械清理方法结束后，再采用高压水对所述原管道底部进行冲洗；冲洗过程中清洗枪头保持匀速。

进一步的，步骤三中，内窥摄像检查设置在原管道清洗之后，若检测发现原管道内壁清洗干净，无焦油附着，则原管道清洗完成；若检测发现原管道内仍有焦油附着，则继续进行清洗，直至原管道内壁清洗干净，无焦油附着为止。

进一步的，步骤四包括定向钻机穿管方法或卷扬机拖管方法两种；定向钻机穿管方法，将定向钻机设置于所述原管道一侧的所述工作井中，内插芯管设置于原管道的另一侧的工作井中；原管道内设置有滑轮车，定向钻机在所述工作井内牵引，通过滑轮车将焊接后的内插芯管牵引到指定位置。

进一步的，卷扬机拖管方法，工作井附近设置有接收井，卷扬机设置于接收井中，内插芯管设置于工作井中；原管道内设置有滑轮车，卷扬机在接收井中牵引，通过滑轮车将焊接后的内插芯管牵引到指定位置。

进一步的，步骤五中所述填充材料为泡沫混凝土，泡沫混凝土湿容重为550kg/m³，抗压强度达到0.6MPa；泡沫混凝土是由水泥混凝土浆体和发泡剂进行体积1:2的配比得到。

进一步的，填充口口径为DN50；溢流口口径为DN100；环形空间填充分两次泵送填充材料，第一次泵送至原管道3/5高度处，等待6小时后，进行第二次泵送。

本发明为人工煤气管道的利用提供了一种科学、专业、节能的利用方法。使用该方法再利用人工煤气管道对提高城市燃气供应安全具有重要的意义。

本发明具有良好的社会效益。以上海为例，当前上海市人工煤气管道集中敷设于浦东黄浦江沿岸主要道路，途经陆家嘴、世博、前滩等核心供气区域，三次穿越黄浦江，连接本市中心城区浦东、市南、市北三个销售公司所在供气区域。利用该发明在原人工煤气管道中内插天然气管道，可以连接本市中心城区供气管网，改善本市中心城区供气状况。同时，也使得浦东、市南、市北销售公司所在的三片供气区域可互为备用与补充，增强对城市核心区域的供气保障作用，提高供气安全。

本发明也最大限度地利用了原人工煤气管道管位，减少路面开挖，避免重复建设及投资浪费，消除了安全隐患，因此也具有一定的经济效益和社会效益。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案流程图；

图2是本发明的一个较佳实施例的自制铲渣铲车示意图；

图3是本发明的一个较佳实施例的定向钻机穿管施工示意图；

图4是本发明的一个较佳实施例的卷扬机拖管施工示意图；

图5是本发明的一个较佳实施例的环形空间填充注浆口示意图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1所示，基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，主要包括以下步骤：

步骤一：测量放线、开挖样洞、气体置换及断管、管件拆除。

步骤二：工作井施工：结合原人工煤气管道集水器及阀门设置情况，将原管道分段，并在原管道两端开挖工作井；工作井施工时，完工的坑底离原管道底部距离不低于50cm，并在坑底的角落有一个不小于30×30cm的坑，用于抽吸地下渗水。

步骤三：原管道清洗：为防止原管道清洗后管道底部残留焦油，影响管道后续填充工作，包括管道清洗及内窥摄像检查，管道清洗通过高压水射流清洗方法和机械清理方法结合的方式完成。

先采用高压水射流清洗方法，清洗设备设置于一工作井中，清洗设备包括自旋转组合高压清洗喷头和耐超高压水管等，利用牵引装置匀速牵引将清洗设备从一工作井牵引至另一工作井逐段清洗，边清洗边抽吸污水和废渣至废水收集装置。

高压水射流清洗后再采用机械清理方法，采用机械工具，物理除渣。在牵引力的作用下，使用自制铲渣铲车，自制铲渣铲车的结构示意图见图2，铲除原管道底部积存的焦油，可进行多次反复铲除清理；机械清理结束后，再采用高压水对原管道底部进行冲洗，将铲除后剩余的沉渣冲带出管道；清洗过程中需控制清洗枪头保持匀速牵引，并鉴于穿管的施工难度，建议所需清洗的原管道长度控制在150米左右。

管道清洗结束后，组织内窥摄像检测，若检测发现内壁清洗干净，无焦油附着，则原管道清洗完成；若检测发现原管道内仍有焦油附着，则继续进行清洗，直至所述原管道内壁清洗干净，无焦油附着为止。

步骤四：穿管：穿管采用定向钻机穿管方法，定向钻机穿管方法施工示意图见图3，将定向钻机1设置于原管道2一侧的工作井中，内插芯管3设置于原管道2的另一侧的工作井中；内插芯管3进行分段操作，优选为12米/段，内插芯管3在工作井内焊接，并进行无损检测和防腐处理后，由定向钻机1在工作井中牵引，经过原管道2内设置的滑轮车将焊接后的内插芯管3牵引到指定位置，再进行下一段内插芯管3的焊接、无损检测、防腐、牵引，直至内插芯管3工作完成。

如图4所示，步骤四还可以采用卷扬机拖管方法，工作井附近设置有接收井，卷扬机4设置于接收井，内插芯管3设置于工作井；内插芯管3进行分段操作，优选为12米/段，内插芯管3在工作井内焊接，并进行无损检测和防腐处理后，由卷扬机4在接收井内牵引，经过原管道2内设置的滑轮车将焊接处理后的内插芯管3拖到指定位置，再进行下一段内插芯管3的焊接、检测、防腐、牵引，直至内插芯管3工作完成。

步骤五：环形空间填充及封口：

为防止原人工煤气管道因管道结构破坏而引起地面坍塌或引发其他潜在安全风险，必须选择合适的材料将管道环形空间填充密实。此外，环形空间填充还可以排出爆炸空间和固定管道的作用。

考虑水泥砂浆填充长度较短，且易分层、离析以及石膏泡沫土填充价格昂贵等因素，本发明环形空间填充材料使用泡沫混凝土。经过发泡设备的控制，将水泥混凝土浆体和发泡剂进行体积1:2的配比，控制泡沫混凝土湿容重为550kg/m3，抗压强度达到0.6MPa。

如图5所示，注浆点布置在一工作井中，由一工作井向另一工作井泵送泡沫混凝土。注浆口由端盖5和终端密封圈封口，端盖5上设一个口径为DN50的填充口6，并在填充口6设置三通进行取样，原人工煤气管道2正上方再设一口径为DN100的溢流口7。

环形空间填充时分两次泵送，第一次泵送至管道3/5高度处，等待6小时后，进行第二次泵送，待泡沫混凝土由溢流口7流出，表示管道内已填充满。次日测量管道两端填充情况，若填充物略有下陷，则进行补浆后填充完成。

步骤六：管道镶接及覆土恢复路面。

本实施例中人工煤气管道内插芯管的管材选用钢管，在不同的应用条件下人工煤气管道内插芯管的管材也可以选用PE管。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，所述解决方案主要包括以下步骤：

步骤一：测量放线、开挖样洞、气体置换及断管、管件拆除；

步骤二：工作井施工，结合原管道集水器及阀门设置情况，将所述原管道分段，并在所述原管道两端开挖所述工作井；

步骤三：原管道清洗，清洗所述原管道底部残留焦油，包括管道清洗及内窥摄像检查，直至所述原管道内壁清洗干净，无焦油附着为止；

步骤四：穿管，包括对内插芯管的焊接、无损检测及防腐，并将焊接好的所述内插芯管拖到指定位置；所述内插芯管进行分段处理，即反复进行步骤四，直至所述内插芯管全部穿管完成；

步骤五：环形空间填充及封口，注浆点设置在所述工作井中，注浆口设置在所述原管道端口与所述内插芯管端口之前的环形区域，所述注浆口由端盖和终端密封圈封口；所述注浆口设置有填充口，所述填充口设置有三通，所述原管道正上方设置有溢流口；所述环形空间填充分两次泵送填充材料，待所述填充材料从所述溢流口流出，表示所述环形空间已填充完成；次日测量所述原管道两端填充情况，若所述填充材料略有下陷，则进行补浆后填充完成；

步骤六：管道镶接及覆土恢复路面。

2.如权利要求1所述的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，所述内插芯管是钢管或PE管。

3.如权利要求1所述的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，步骤二中，所述工作井施工完成后，完工的坑底离所述原管道底部距离不低于50cm，所述坑底的角落设置有一个不小于30×30cm的坑。

4.如权利要求1所述的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，步骤三中，所述原管道清洗通过高压水射流清洗方法和机械清理方法结合完成；所述高压水射流清洗方法，清洗设备设置于所述工作井中，所述清洗设备包括自旋转组合高压清洗喷头和耐超高压水管，所述清洗设备在牵引装置的牵引下从所述工作井牵引至另一所述工作井并逐段清洗，同时抽吸污水和废渣至废水收集装置；所述牵引装置牵引速度为匀速。

5.如权利要求4所述的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，所述机械清理方法，包括铲渣铲车，所述铲渣铲车在牵引装置的牵引下，铲除所述原管道底部积存的焦油；所述机械清理方法结束后，再采用高压水对所述原管道底部进行冲洗；所述冲洗过程中清洗枪头保持匀速。

6.如权利要求1所述的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，步骤三中，所述内窥摄像检查设置在所述原管道清洗之后，若检测发现所述原管道内壁清洗干净，无焦油附着，则所述管道清洗完成；若检测发现所述原管道内仍有焦油附着，则继续进行清洗，直至所述原管道内壁清洗干净，无焦油附着为止。

7.如权利要求1所述的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，步骤四包括定向钻机穿管方法或卷扬机拖管方法两种；所述定向钻机穿管方法，将定向钻机设置于所述原管道一侧的所述工作井中，所述内插芯管设置于所述原管道的另一侧的所述工作井中；所述原管道内设置有滑轮车，所述定向钻机在所述工作井内牵引，通过所述滑轮车将焊接后的所述内插芯管牵引到指定位置。

8.如权利要求7所述的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，所述卷扬机拖管方法，所述工作井附近设置有接收井，卷扬机设置于所述接收井中，所述内插芯管设置于所述工作井中；所述原管道内设置有滑轮车，所述卷扬机在所述接收井中牵引，通过所述滑轮车将焊接后的所述内插芯管牵引到指定位置。

9.如权利要求1所述的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，步骤五中所述填充材料为泡沫混凝土，所述泡沫混凝土湿容重为550kg/m³，抗压强度达到0.6MPa；所述泡沫混凝土是由水泥混凝土浆体和发泡剂进行体积1:2的配比得到。

10.如权利要求1所述的基于老旧人工煤气管道的系统再利用解决方案，其特征在于，所述填充口口径为DN50；所述溢流口口径为DN100；所述环形空间填充分两次泵送所述填充材料，第一次泵送至所述原管道3/5高度处，等待6小时后，进行第二次泵送。