磚混結構閥門井和鋼質閥門井防水改造方法

摘 要

摘要：分析了燃氣管道磚混結構閥門井和鋼質閥門井滲水的原因，提出了解決措施及具體施工操作步驟，取得了良好的效果。關鍵詞：埋地燃氣管道；閥門井；閥門井改造；防水；密封材料Waterproof
摘要：分析了燃氣管道磚混結構閥門井和鋼質閥門井滲水的原因，提出了解決措施及具體施工操作步驟，取得了良好的效果。
關鍵詞：埋地燃氣管道；閥門井；閥門井改造；防水；密封材料
Waterproof Reconstruction of Brick-concrete Structure Valve Well and Steel Valve Well
LI Zheng，YU Fu-ming
Abstract：The reasons for water penetration of brick-concrete structure valve well and steel valve well for gas pipeline are analyzed，the solving measures and the concrete operation procedures for the construction are put forward，with excellent result.
Key words：buried gas pipeline；valve well；reconstruction of valve well；waterproofing；sealing material
1 閥門井滲水原因
    為保證管網的安全運行與操作方便，埋地燃氣管道上的閥門一般都設置在閥門井中。在地下水位較高的地區(qū)，閥門井常出現(xiàn)積水問題，影響閥門的正常操作運行，危害管網系統(tǒng)的安全[1～4]。在大慶燃氣公司的燃氣管網中，目前以鋼質閥門井為主，部分使用磚混結構閥門井。鋼質閥門井通常使用厚度為8mm的鋼板焊接而成，對其內外進行防腐處理。鋼質閥門井結構合理，造型美觀，但造價偏高。由于大慶地區(qū)海拔較低，地下水位偏高，燃氣閻門井經常受到地下水、雨水的浸泡，閥門井內的閥門和其他燃氣附屬設施嚴重銹蝕，成為嚴重的安全隱患，引起了公司的高度重視。
    磚混結構閥門井埋深多低于地下水位，受到地下水的浸泡，閥門井外部積水克服井底和井壁微小孔隙的毛細管阻力滲入閥門井內，造成閥門井嚴重積水。
    鋼質閥門井滲水的位置多為燃氣管道與套管間的環(huán)形空間，由于封堵材料長時間在地下水和雨水中浸泡，逐漸松動、失效，形成滲水通道。
2 磚混結構閥門井防滲水改造
2.1 解決措施
    對原磚混結構閥門井實施防滲水改造，必須考慮到施工難度不宜太大，盡量減少對周圍環(huán)境的破壞，更主要的是盡量避免造成閥門井所轄小區(qū)停氣，盡量減少對城市居民平穩(wěn)用氣的影響。我們采用的方法是：在閥門井內壁噴親油基聚合物添加劑，使其滲入井壁，從而縮小井壁滲水孔隙通道，降低其滲透率，然后在此基礎上在閥門井內壁涂抹高抗?jié)B超細油井水泥，進行防滲水改造。
2.2 材料準備
    ① 高抗?jié)B超細油井水泥。顆粒粒徑：18μm，凝固時間：10min。
    ② 親油基聚合物添加劑。添加比(親油基聚合物添加劑與水的體積之比)：1%。
2.3 施工操作步驟
    磚混結構閥門井防水層結構見圖1。
 
   具體施工操作步驟如下：
   ① 將原井內壁與井底水泥面處理成麻面，使其與親油基聚合物添加劑、高抗?jié)B超細油井水泥能良好結合。
    ② 在麻面井壁上反復均勻噴涂親油基聚合物添加劑，使其充分滲入井壁內部孔隙，以降低井壁的滲透率。
    ③ 將水、親油基聚合物添加劑以體積比為100:1的配比混合均勻后加入到高抗?jié)B超細油井水泥中，攪拌成均勻的水泥漿。將水泥漿分層涂抹在井底和井壁上，水泥漿總厚度為60～80mm。考慮到閥井壁上部30cm左右對防水要求較低，為井內美觀，可將這部分涂抹厚度逐漸變薄。在井壁和井底交接處宜加厚做成45°角。
    ④ 在高抗?jié)B超細油井水泥漿固化成水泥石的72h期間，每隔4h對其表面進行噴水養(yǎng)護，防止形成的水泥石發(fā)生干裂而降低防滲效果。
3 鋼質閥門井防滲水改造
3.1 解決措施
    由于鋼質閥門井滲水主要發(fā)生在燃氣管道與套管間的環(huán)形空空間，我們采用的方法是：優(yōu)化篩選厭水型封堵密封材料和防水性能強的密封脂實施封堵。在井壁內側設計活塞結構的擠壓裝置，將浸入密封脂的厭水型封堵密封材料擠入燃氣管道與套管間的環(huán)形空間，通過活塞結構擠壓裝置的機械外力反復填充一擠壓封堵材料，將環(huán)形空間內的封堵材料壓實，避免因封堵材料松動失效而形成滲水通道，最大限度地降低材料滲透率，達到嚴密封堵的目的。
3.2 材料準備
   ① 工程紙：若干張。
   ② 鋼板：厚度為8mm，若干塊。
   ③ 12號槽鋼(120mm×53mm×5.5mm)：長度為600mm，4根。
   ④ 方管(50mm×50mm×5.0mm)：長度為500mm，4根。
   ⑤ 螺栓螺母(Ø20)：8套。
   ⑥ 封堵材料：選取具有抗腐蝕性、彈性好的厭水型封堵密封材料。
    ⑦ 密封脂：選取防水性能強的密封油脂。
3.3 施工操作步驟
    以Ø159燃氣管道、Ø273套管、單管道閥門井為例，介紹施工操作步驟。
3.3.1制作環(huán)形壓蓋
    ① 如圖2a所示，在工程紙上用鋼尺、鉛筆、圓規(guī)繪制垂直的直線，并以交點為圓心繪制Ø159的圓。
    ② 如圖2b所示，用剪刀將上端剪開，并將Ø159的圓剪下，把外圍大致剪成圓形。
    ③ 將剪好的工程紙?zhí)兹肴細夤艿?，覆蓋到套管上，用錘子垂直擊打工程紙，得到管道與套管之間圖形的壓環(huán)模版，見圖2c。
④ 根據模版切割相同形狀的鋼板，鋼板的內徑宜比模版內徑大4～7mm，外徑宜比模板外徑小4～7mm，見圖2d。將切割好的鋼板在閥門井內測試，應在環(huán)形空間內順暢進出。
 
    ⑤ 如圖3所示，制作4份相同尺寸的鋼板，在鋼板上切割橢圓形的槽孔，以方便依次焊接。將4份鋼板依次重疊焊接到一起，得到2塊半環(huán)形的鋼板。
 
   ⑥ 將2塊半環(huán)形的鋼板扣合在燃氣管道上，焊接成1塊環(huán)形柱狀體，即環(huán)形壓蓋。
3.3.2加固井壁
    如圖4所示，考慮到井壁鋼板的抗拉極限，為防止損壞閥門井壁，在套管上下端的井壁上水平焊接槽鋼，在槽鋼上焊接螺栓，通過緊固螺栓使方管擠壓環(huán)形壓蓋，構成活塞結構擠壓裝置。
 
3.3.3填充材料
    ① 將厭水型封堵密封材料分段剪成長度為1m左右，在其上均勻細密地涂抹密封脂，細揉使之浸入封堵密封材料孔隙中。
    ② 將涂抹密封脂后的封堵密封材料填滿燃氣管道與套管間的環(huán)形空間。
    ③ 緊固螺母使方管擠壓環(huán)形壓蓋，使活塞結構擠壓裝置工作，直至環(huán)形壓蓋全部壓入燃氣管道與套管間的環(huán)形空間，方管接觸到套管為止。
    ④ 卸下螺母和方管，撤出環(huán)形壓蓋，繼續(xù)向燃氣管道與套管間的環(huán)形空間填入封堵材料，再進行第③步操作。如此反復3～5次，直至使封堵密封材料完全壓實。
    ⑤ 為避免銹蝕，在螺栓上涂抹黃油，完成封堵作業(yè)。
4 結語
    以上兩種方法施工簡便，費用低廉，在大慶燃氣公司所轄區(qū)域內滲水嚴重的燃氣閥門井上進行了多次試驗，均很好地解決了閥門井的滲水問題。經過長期觀察，封堵效果穩(wěn)定。
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[4] 范金生.高效無機防水涂料在閥門井防水改造的應用[J].煤氣與熱力，2009，29(5)：B36-B39.
 
(本文作者：李政 于福明 中石油昆侖燃氣有限公司大慶燃氣公司 黑龍江大慶 163453)