城镇燃气管道套管注浆工艺的利弊分析

陈 攀

（马鞍山港华燃气有限公司，安徽马鞍山 243000）

近年来，城镇燃气需求持续增加，为保证燃气稳定供给，各地区投入大量资金，调整区域规范，利用多元施工技术方案，扩充城镇燃气运输体量[1]。着眼上述定位，相关部门、施工团队和技术人员尝试优化城镇燃气管道升级方案，借助套管注浆工艺，实现城镇燃气管道扩容提效，在增强燃气运输能力的基础上，改善燃气运输安全属性，搭建起稳定高效的燃气运输体系。

1 城镇燃气管道套管工艺概述

考虑到城镇燃气管道使用场景的特殊性，为应对突发情况，化解隐患风险，燃气公司往往组织技术人员在燃气管道外部加装套管，旨在借助套管结构，对燃气管道进行必要防护，规避人为因素、环境因素对燃气管道的影响，稳步提升燃气管道环境适应能力。经过多年探索，城镇燃气管道套管工艺日益成熟，施工水平不断提升，例如所选用的套管直径大于燃气管道两个口径，确保套管与燃气管道之间的间隙符合使用需求[2]。套管主要选择钢制或者混凝土制，这两种材质耐久性较强，成本较低，实用性较好，充分满足现阶段城镇燃气管道套管加装要求，为后续燃气管道迭代升级创造便利条件。套管规格和材质确定后，安装环节，工作团队操作台车将芯管推入到套管内，使用绝缘支架对燃气管道、套管进行支撑，使得二者保持一定距离，通过这种方式，避免管道振动过程中，产生摩擦作用，引发温度异常。套管安装施工结束后，对套管两端要做好必要密封处理，借助系列密封举措，防止地下水进入到燃气管道、套管内部，引发管道结构腐蚀，缩短管道服务年限，诱发系列质量问题。燃气易燃易爆，为防范安全风险，降低爆炸事故发生概率，套管施工中往往需要在管道内部设置牺牲阳极块，借助牺牲阳极块有效隔绝杂乱电流，避免杂乱电流对管道侵害；在管道外部安装阴极保护测试桩等配套组件，对套管、燃气管道电流状况进行实时监控，对异常情况及时介入，最大限度地保证成城镇燃气管道运行的安全性。

2 城镇燃气管道套管注浆工艺优点分析

2.1 燃气管道套管注浆工艺主要特点

着眼套管工艺特点和技术组成，为增强燃气管道总体结构的稳定性，在套管结构安装后，需要追加注浆工艺方案，以此增强土体加固效果，科学应对施工质量问题[3]。为确保注浆施工水平，考虑到施工质量、施工效率和施工成本，注浆施工环节主要利用压送技术将配制好的胶液注入土层之中，胶液凝结后能够对岩层裂缝进行有效填充和修补，从而增强燃气管道地基强度和硬度，提高地基承载力，同时注浆工艺可以提升施工区域土壤密实度，达到防渗堵漏的目的。

2.2 燃气管道套管注浆工艺基本优点

从实际情况来看，套管注浆工艺施工流程简单，施工难度不高，可以适应不同场景下的城镇燃气管道施工要求。具体来看，套管注浆工艺使用的浆液物化属性较为稳定，将其作为填充物，注入燃气套管和芯管中间的空腔区域，有效排除管道与管道之间的空隙，实现管道空间的密封处理，降低地下水渗入管道内部的可能性。这种技术优势，革新了原有的绝缘体支撑方案，不仅大幅提升了套管与芯管之间的支撑能力，保证管道结构稳定性，还形成稳定防水结构，避免地下水对燃气管道和套管的侵蚀。例如，注浆工艺相较于绝缘支架有着更强的管道局部支撑作用，燃气管道、套管结构更为稳定、更为可靠，在发生地基震动或者地基位移的情况下，燃气管道与套管也能够保持安全距离，最大程度地排除外部环境对燃气管道、套管的影响，增强管道总体结构稳定性，避免管道裂缝、折损等情况发生。与绝缘支架相比，注浆工艺所使用的浆液成本更多，性能更为稳定，能够在满足燃气管道套管施工要求的前提下，节约施工费用，控制成本支出。为防范安全事故，传统套管施工环节，往往需要设置牺牲阳极等模块，对套管内的电流进行屏蔽，这种电流屏蔽方式，不仅对施工技术有着较为严格的要求，还需要燃气企业组织人员不定期对牺牲阳极等模块进行巡检、更换。注浆工艺填充到燃气管道、套管中间区域，管道与管道中间区域的密封性极大提升，有效阻断了地下水进入，形成相对稳定的绝缘环境，能够在不额外设置牺牲阳极模块前提下，达到屏蔽套管电流的目的，极大压缩了城镇燃气管道运营、维护费用支出规模，简化人员巡视检查环节，不需要组织开展燃气管道、套管安装检查，节约总体费用规模。同时，注浆工艺大幅提升了套管地面负荷承载能力，增强管道稳定性和抗震能力，有效抑制城镇燃气管道通气后所产生的扰动，防范管道破损、燃气泄漏等问题发生。注浆工艺的使用，能够避免地层中沼气等可燃性物质混入到燃气管道、套管的缝隙，保证了管道安全性，减少爆炸等突发事件发生概率。

3 城镇燃气管道套管注浆工艺短板不足

注浆工艺对城镇燃气管道、套管材料属性有着较为严格的要求。在套管材料选择环节，如果出现管材选择不当的情况，出现套管腐蚀的较大。这种情况如果没有妥善处理，势必缩短套管服务年限，诱发系列质量问题。以某城镇为例，该区域在燃气管道规划和套管建设过程中，吸收过往经验，尝试使用注浆工艺，来增强套管施工水平，但在实际施工中，施工人员没有全方位评估项目内容、施工环境，选择钢制套管作为主要施工材料，浆液与钢制套管发生化学反应，导致套管在施工后发生腐蚀，缩短了套管服务年限。城镇燃气管道和套管之间的距离相对较小，空间有限，注浆工艺施工中，部分施工人员没有按照注浆工艺施工要求和技术规范组织开展注浆施工，由于浆液黏度较大，流动性较差，使得在铺设长度较长的顶管管线时，燃气管道和套管之间区域可能会空腔，导致套管填充效果不佳，这一问题如果没有妥善处理和解决，势必降低套管密封性，使得燃气管道和套管中间区域出现地下水，无形之中，降低了燃气管道和套管的绝缘属性，提高了燃气管道安全风险，引发燃气泄漏等系列问题。

4 城镇燃气管道套管注浆工艺应用方案

4.1 提升浆液制备总体水平

城镇燃气管道套管注浆环节，为保证注浆施工效果，防范质量问题，减少空腔等隐患，降低填充难度，在套管注浆施工周期中，要结合实际情况，总结技术经验，有序做好浆液制备工作，推动后续套管注浆施工活动高质量开展。具体来看，为兼顾套管浆液的流动性和填充性，工作团队可以总结技术规律，使用MU10砂浆添加缓凝剂、水泥-水玻璃双浆浆液进行充分混合，将水泥-水玻璃双浆浆液作为主剂，以此增强浆液流动性和可灌注性，确保浆液可以快速填充到制定区域，减少套管注浆等待时间，压缩施工周期，提高施工效率。为确保浆液施工能力，对于MU10砂浆添加缓凝剂、水泥-水玻璃双浆浆液按照6 ∶4的比例进行充分混合，通过比例控制，将水泥水化反应强度和时间控制在合理区间范围，产生活性较强的凝胶体-水化硅酸钙。凝胶体-水化硅酸钙可以缩短水泥硬化周期，填充管道周边区域存在的裂缝、孔隙，持续增强套管固结、防渗水平，提升抗变形能力和应力传导能力。同时浆液施工中形成的水玻璃有着较强流动性和黏合性，确保城镇燃气管道套管灌浆效率稳步提升，有效防范空隙发生。

4.2 完善浆液灌注基本流程

为保证注浆工艺实际应用效果，扬长避短，规避填充空隙等问题，在整个城镇燃气管道套管施工中，要调整施工流程，优化工艺体系，促进建设活动顺利开展。具体来看，在浆液制备的基础上，突出工艺流程重点，消除技术应用误区，注浆工艺应用中，可以在M10水泥砂浆中添加定量缓凝剂形成混合料。将混合料从预留的注浆口注入套管空腔部位，由于砂浆不断注入，套管与管道间的空气被不断挤出，从两端的排气口排出，直至排气口中溢出砂浆，表明管道空间被完全注满，即停止注浆，并封堵注浆孔，防止浆液继续流失。等待浆液自然凝固后，套管注浆施工完毕。实际施工环节，要更加注重施工细节，对于钢筋混凝土管，注浆过程中，采用素砼平基，强度等级应当为C20，浇筑高度保持在250 mm 左右。为保护燃气管，在注浆过程中，可以将浮杆、滑动支架固定，其中上下夹环用螺栓夹紧，间距以滑动支架的间距为准。夹环和防腐层之间垫一层橡胶垫，厚10 mm。止浮杆用DN80 钢管，长度要求距钢筋砼管管顶有50 mm 空隙。六角螺栓L=40 mm，并在上下夹环间垫10 mm 橡胶垫。通过这种方式，持续提升套管施工细节处理能力，保证施工活动高质量开展。

4.3 组建起专业化施工队伍

城镇燃气管道套管施工中。施工企业要吸收借鉴过往经验，借助系统化培训、专业化管理等多元举措，提升施工队伍专业化水平。具体来看，施工团队要立足专业施工人员组成特点，制定技术培训方案，渐次开展理论学习、技能培训等多种活动，确保管理人员、技术人员可以通过培训活动，更新专业知识储备，提升基础处理和施工的有效性。以燃气管道空间布局为例，在培训过程中，需要明确告知燃气管道与周边其他管网之间的距离，如表1所示。

表1 燃气管管道与相邻管网水平间距

为激发施工队伍积极性与主动性，施工企业要加强制度体系建设，设定岗位考核方案与管理办法，借助多元方法举措，引导管理人员、技术人员深入参与到城镇燃气管道套管项目基础处理和施工活动中，发挥人力资源优势，弥补过往施工短板不足。

4.4 实现套管注浆细节的科学处置

为持续提升城镇燃气管道施工成效，消除质量控制漏洞，工作团队在整个项目质量管控环节，需要调整工作重心，根据项目总体定位，扎实有序做好细节处置，从细节入手，防范质量问题发生，确保套管注浆施工活动高质量开展。着眼上述目标定位，工作团队要总结以往经验，通过查询施工档案，梳理质量隐患，明确潜在问题，以问题短板为导向，设定质量管理举措，推动管理工作稳步开展。套管注浆施工质量控制开展环节，考虑到项目窗口期较短、周围环境复杂，为避免干扰因素影响，提升套管注浆工艺质量控制总体水平，有效规避潜在漏洞，消除质量控制盲区。

施工过程中，工作团队使用专业吊装设备将城镇燃气管道、套管吊装到指定施工区域，在此基础上，进行布管和焊接片探伤施工、防腐补口作业，检验合格后，将穿芯管下放至钢制台车，使用台车将芯管运输到注浆施工区域，在芯管装卸过程中，在套管两端使用厚度为50 mm 的砖进行垫铺，减少管道间的摩擦程度。考虑到施工程序较多，质量风险较好，在施工过程中，要制定切实可行的质量控制方案，通过施工管理，做好质量隐患识别和风险处置。施工团队应当设置套管注浆工艺质量控制方案，通过这种方法举措，实现全过程质量管理，将施工材料、施工技术、施工监理等环节纳入到统一的质量管理平台，管理人员根据实际情况，有针对性地完成系列质量管控任务。例如在施工材料质量管控环节，确保技术参数、材料性质达到预期要求，避免材料质量缺陷影响最终施工质量，诱发质量问题。同时通过套管注浆工艺质量控制方案，不同部门之间形成了高效的协作关系，借助信息共享与数据交互，消除潜在工作误区，实现套管注浆工艺施工质量的细节化管理。工作团队在套管注浆工艺细节处置方面，要针对性完善管理举措，结合质量控制目标，改进质量管理流程，确保各项管理工作顺利进行。

5 结束语

为适应城镇燃气消费需求，实现管道网络合理布局，依据相关技术规范，以套管注浆工艺作为切入点，采取必要技术举措，因势利导，顺势而为，准确发挥燃气管道套管注浆工艺优势，弥补工艺缺陷，形成体系化、完备化、高效化的城镇燃气管道改造升级施工模式。