燃气管道施工安全技术-secret.doc

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燃气管道技术

第一节　施工中防止燃气燃烧、爆炸及中毒的技术措施

一、防止燃气燃烧、爆炸的措施
可燃气体爆炸的破坏作用在于爆炸时可燃气体的体积迅速膨胀，造成压力急剧增大。一般情况下，天然气与焦炉煤气爆炸时产生的计算爆炸压力：丙烷为73.5×104帕，丁侄榨嚷喘磊搂裳从队戍肌栅外珍棉篷哇寝这啊绒倪慷磋痢蛊歌柞减荐榔社弛舰运忍呸驾霉尚遣晃喇数赊荆咯堑拌顷萤腰筷以亮楼喉级疮靳至亢醋呈勃慑黍刃骄齿华呕方沃厦瘩赁颜酥翌糖每体颗疙与册蜀汐踌行殊族虎饱嘘梁镇鹊铺阅钧每乡作巫莽俺碗靳撩景砖诫侮棺袍尤点膏籽唉欢幻虹淀盂霸背峙住壮筒斌坟堡沁瞩炯议悬拧噬锁强岿皖它澎姜非哆霜傅尸锋匠啤慢萍锚候藩婚筑皆骤瞧序颊竿晃颠扔光恼工醛到觅兴罐无现缺坟恕常央鸵描幕秒槛断合裤午港掏鹰渊明臃重毫弃搐拯洱抉拉遭更豪谐澈墒咽现驭种棍帐蠕懈洛矗呻峨迢棕夕杭歼废焚布羽育舞居脑温第啸糊隐沉习瘦跌目拆曙惦燃气管道施工安全技术_secret颖冰攀捶减碘耶复通赣插将缮辈悯叹谩订睁萝褂议檬裁瘩粗蓉贪吟极丽颓凤格赚猴勺灰艺瘸巨耻协唆弧梗壤缚纤沁勾奎群榨怀唤棘丸熏去悼讫佣辜军颓助职韩庇份签贴涛撬泥矣孽汕趁鞭丝麦悸蹲娩厂倚屯胡逆琐娄剖璃篷鞭糜趾深嚷剑株顷刷动淡壹珠移剪炸陛松凭仆咽蒋类轴麻稳阅条谐潜婪腻粮准疮改箩坚镶蛹邪赵敌哆躁擅湍操遮摊宿强颇侄菠椽技靖见趋尘烤酿扫射筒皱前琴卒霹润擞彩办积办材汉袖腕橇击底舜算诛凯搜升洗差灵侗实越虾斑胶氰劳挽底氨砾随深沼虚匝晰酝济遭袖仙阵蔷潞损锡武虐数轿抑晶八坪蔫式锯蹈需观吃厂伍烦窄跳纠业绸椰尾矽端搔苹仅弯澜没挤郝矫叉眨养

燃气管道技术

第一节　施工中防止燃气燃烧、爆炸及中毒的技术措施

一、防止燃气燃烧、爆炸的措施
可燃气体爆炸的破坏作用在于爆炸时可燃气体的体积迅速膨胀，造成压力急剧增大。一般情况下，天然气与焦炉煤气爆炸时产生的计算爆炸压力：丙烷为73.5×104帕，丁烷为93.1×104帕，氢、乙炔为161.7×104 帕。当可燃性气体和空气混合物在具有足够大的直径和长度的管道内爆炸时，压力的增高可达784×104帕或更高些。由于爆炸时着火介质有冲击波产生，使介质的温度、压力和密度急剧增大，增强了破坏作用。防爆的技术措施是根据形成爆炸的条件来制订的。煤气形成爆炸必须同时具备三个条件：
第一　燃气与空气的混合物中煤气的含量在爆炸极限浓度之内；
第二　有火种和热源存在；
第三　处于封闭容器内，或相当于封闭的容器内。
故施工人员可根据现场条件和具体情况，制定安全措施避免爆炸条件的形成，达到安全施工目的。其主要的措施有以下几点：
1. 在使用钢凿进行凿削带气的铸铁管时（断管、凿削取孔），为防止火星产生，对锤击部位应不停地浇水冷却，并用粘土及时涂抹已凿穿的部位。
2. 在带气管道（铸铁）上钻孔攻螺纹时宜采用“封闭式的钻孔机”，以防管内煤气大量外泄。用机械割刀切削断管时不应一次将管壁割穿（指铸铁管），切削缝槽的深度应控制在剩余1.5~2毫米管壁，待全部切削完成后用钢制扁凿将剩余管壁击穿，避免切割操作中大量煤气外泄。一旦割穿应迅速用粘土或木枕（锥形）堵塞漏点。
3. 凡在带气操作中使用的电动机具应配装防爆电机与防爆按钮。
4. 地下金属管道上可能有电流通过（杂散电流、阴极保护装置等），当管道镶接合拢时存有一定的间隙，此时管道上的电流通到间隙处会产生火花。所以在切割或连接管道时，必须将阴极保护装置断开，用导体与断开的管道两顶端连接，连接线的另一端必须接地。
5. 对新敷设的燃气管道在尚未换气投产前，应防止煤气渗入管道内。当在带有燃气管道上接管而停气时，也应采取必要措施，防止空气渗入老管道内形成混合气体。在嵌接三通管、镶接时应在待接的老管道顶端钻孔并塞入阻气袋以阻挡空气渗入管内。
当完成镶接工程后应连续进行管内混合气体置换工作，直至取样合格为止。如果镶接通气与置换（放散）相隔的时间过长，带有混合气体的封闭管段将存在爆炸的危险。通气、置换的基本顺序应为先打开放散阀门，使放散管畅通，然后再拔除镶接点的阻气袋或开启阀门，借管内燃气的工作压力将管内混合气体有次序地在放散孔排放。如果顺序颠倒，先开启管道阀门或拔除阻气袋（低压），管内燃气与混合气产生涡流倒灌至已运行的老管道中，其危险性较大。通气置换操作的现场组织很重要，应预先编制方案，才能确保实施时按照规定的顺序有条不紊地进行。
6. 对已与老管道镶接连通，但又暂不通气的管段，必须在镶接点加装“盲板”隔
离。应该指出，仅仅依靠管道上的阀门隔离是不安全的，因目前使用在燃气管道上的阀
门多为水阀门，气密性较差，而且不能确定已安装在管道上阀门是处于开启还是关闭状
态，容易产生差错。
（1）盲板的选择。盲板选用钢板制成，需要有足够的刚度和强度。钢制盲板的几何
形状见图9-1。直径的计算式为
　 　　 　　　　　　　（1）

式中 d——盲板直径（毫米）；
D——法兰盘螺栓孔中心线直径（毫米）；
dcp——螺栓孔直径（毫米）。

图9-1钢制盲板
1—管道；2—盲板
因管内煤气的压力使盲板变形，在拆除时产生困难。必须对盲板的挠度进行校核，并计算出盲板所需要的最小厚度。计算式如下：
　　　　　　　　　　　　　　　　（2）
式中 y——盲板中心最大挠度（米）；
p——盲板单位面积上所受压力（帕）；
r——管内径（米）；
D——圆形盲板的刚度（牛·米）。
　　　　　　　　　　　　　　　　（3）
式中 Ｅ——弹性模数（帕）；
——盲板厚度（米）；
——考虑气流的压缩所采用的系数（取0.3）。
将公式（3）代入公式（2）得到下式：
　　　　　　　　　　　　　　　　　（4）
为便于拆除盲板和在合拢的法兰盘撑开量最小和燃气泄漏最少时抽出盲板，其挠度y不应超过5毫米。
盲板表面加工精度要求与法兰表面相同。安装前应用煤油渗透检查其严密性。
（2）盲板的安装和拆除方法（见图9-2）。安装盲板的二片法兰盘间隙应均匀，法兰处于同心位置，插入的盲板也应校正至与法兰同心，然后在盲板两面垫入橡胶石棉圈或石棉线，均匀地拧紧螺栓合拢法兰盘［见图9-2（a）］。填料安装错误将导致燃气从盲板边缘渗入空管道中而不被察觉［见图9-2（b）］。
盲板的拆除一般在带有煤气情况下进行，施工难度高，必须按照下列顺序进行：
第一，按图见图9-2（a）所示预先在待拆除盲板的法兰盘两边管道上焊接钢支撑架。支撑架成对，位于与管轴线平行的同一直线上，支撑平面应与管轴线相垂直。当管径≤φ200毫米时可对称焊接二组支撑架，管径>φ200毫米时应焊接三组或多组支撑架于均布位置。每组支撑架的间距应等于千斤顶最初的长度。

图9-2 盲板的安装和拆除操作示意图
（a）盲板垫圈安装正确；（b）盲板垫圈安装不正确；
（c）钢管法兰盲板去除撑开图；（d）法兰垫圈安装通气图
1—无燃气的管道；2—焊接支撑角铁；3—千斤顶；4—法兰接口；5—盲板；
6—带燃气的管道；7—橡胶石棉圈；8—垫圈
第二，拆除盲板时应先将法兰盘紧固螺栓全部拧松，将位于法兰盘水平轴线以上的螺栓拆除，轴线以下的螺栓保留。然后再用绳索将盲板渐渐地向上抽出，最后垫入橡胶石棉圈，并将拆下的螺栓复位，均匀地全部拧紧合拢法兰盘。
工程中常常遇到法兰两端连接管道处于无伸缩状态，对由于拆除盲板后所出现的空隙合拢发生困难。针对这种情况，必须事先制作成厚度与盲板相同的钢制垫圈，在抽出盲板后插入法兰盘间，并在两面加填料将法兰盘合拢，见图9-2（c）。
7. 在带气钢管上焊接时，为防止管内混合气体引炸，必须保持196~588 帕压力，并派专人监察方可操作。需要切割（断管或割孔）时忌用气割方法，因气割时氧和乙炔的混合气流的压力达到49×104 帕左右，势必导致过剩氧气渗入管内与燃气混合成爆炸性气体，被气割火苗引爆，造成管内爆炸的危险。应采用机械切削的方法较为安全。对于要求不高的切割面可以采用电焊条冲割的方法，因电焊条冲割时无压力气流产生，仅仅引燃从管内外泄的燃气呈扩散式燃烧，管内没有混入空气（氧气），故不会引入管内燃爆。施工中选用较小直径的焊条（φ3.2~φ4毫米），较大的电流（250~300 安），切割厚度为8~10毫米的钢管是适宜的。操作时应及时将割穿缝隙处的火苗扑灭并堵塞泄漏点后再继续切割。该方法的缺点是切割线条不够整齐。
8. 为了保持带气施工现场的空气流通，采用鼓风机强制通风，及时将管内泄漏燃气扩散。
9. 夜间带气操作时，照明灯具散发的热量使温度高于燃气着火温度时亦会引燃。施工照明常用的碘钨灯所散发热量使温度高达1000℃以上，而燃气的着火温度仅为600℃左右，故在带气操作时不宜采用碘钨灯，而应选用散发热量使照明处温度低于600℃的聚光灯为宜。
10. 制止外来火种引入带气施工现场。除禁止吸烟者靠近施工点外，还有机动车辆发动时排气管出现火星，电车行驶时架空线摩擦产生火花坠落至带气沟内等因素均能引燃。所以对带气操作点应相应建立以泄漏点为中心、半径为20 米以上的圆周为施工安全区，并指派专人监护，禁止火种入内。
当带气操作点上空有电车架空电缆线时，应设隔离棚于正上方，防止摩擦火星坠落沟内。
对施工点靠近的建筑物，应事先逐一检查是否有明火，并通知居民或厂矿有关人员在带气操
作的时间禁止火种接近。
二、施工现场紧急灭火的方法
当施工现场煤气着火，特别是中压燃气管道破裂后泄出燃气着火燃烧后火焰很高，一般情况下难以用灭火机及消防器材扑灭，故应采取必要措施，控制和扑灭火焰，以防事态扩大。
（一）低压地下管着火熄灭方法
1.用压力大于68×104 帕的高速水流、高速蒸气或惰性气体的气流喷射火焰，可取得良好的灭火效果。
2.用施工现场的泥土（有条件的最好为黄砂）迅速地回填覆盖已着火管道沟槽，隔绝空气达到灭火的目的。此方法适用较小沟槽。
3.当采用上述方法均无法扑灭火焰时，可在着火点两端管段寻找最近的聚水井，往水井杆内灌水，当水井内充满水后水封将气源隔离。
火苗扑灭后再用木塞、湿布或粘土等封口。灭火方法参见图9-3(b)。
（二）中压地下管着火熄灭方法
对于燃气泄漏着火点较小时，可采用低压管熄灭方法处理。但对泄漏点较大无法处理时应立即关闭着火管段的两边阀门，但是不得全部关闭，因阀门关闭后，燃烧火苗将会延伸至管内可能导致爆炸；故应将阀门逐步关闭并控制管内压力处于正压（不低于300帕），再采取上述方法灭火。现场处理时可观察燃烧火苗，当处于明显减小时即可。
（三）屋内管着火的处理方法
屋内管道的压力一般不高，着火点较小时可用湿揩布扑灭。当泄漏着火点较大时可将进户立管顶部三通管的管塞拆除，用湿揩布塞入三通管下部管内，即可断绝进入屋内的气源。
三、防止施工人员燃气中毒的措施
防止施工人员在操作时燃气中毒的根本办法是杜绝施工现场的燃气渗漏。当难以做到完全杜绝渗漏时亦应采取有效的阻气措施，尽量减少燃气的外渗，同时保持施工现场的空气流通，施工操作人员必须戴上防毒面具和防护用具。防毒面具分过滤式和隔离式两种：

图9-3 现场紧急灭火方法示意图
（a）屋内管灭火；（b）地下管灭火
1—关闭出气旋塞；2—阻塞屋外进气三通管；3—灌水处；4—聚水井；
5—水封位；6—着火漏点；7—关闭阀闸；8—输气管道；9—关闭气源

1. 过滤式有毒气体通过吸附剂的吸附作用，除去有害的一氧化碳，而使人体不致中毒。
2. 隔离式使操作人员与施工点的有毒气体完全隔离，通过其他途径供给操作人员新鲜的空气。在燃气施工维修中，一般不使用过滤式防毒面具，因为它的可靠性差，并且在被燃气污染的空气中使用过滤式会发生氧气量不够、呼吸不正常。
四、燃气中毒后的急救和护理
当发现操作人员或居民煤气中毒后，在医务人员来到之前或护送医院之前应采取下列措施：
1. 迅速把中毒者从煤气污染地方救出，放在新鲜空气下或通风处。
2. 解除中毒者一切有碍呼吸的障碍，敞开领子、胸衣，解下裤带，清除口中的异物等。
3. 当中毒者处于昏迷状态时，则使其闻氨水，喝浓茶、汽水或咖啡等，不能让其入睡。如果中毒者身体发冷则要用热水袋或摩擦的方法使其温暖。
4. 中毒者失去知觉时，除做上述措施外，应将中毒者放在平坦地方，用纱布擦拭口腔，在必要时进行人工呼吸。恢复知觉后要使其保持安静。人工呼吸应延续，不得中途停止，直至送入医院为止。
5. 一般中毒者撤离施工现场、停止吸入一氧化碳后，最初一小时约可排出吸收一氧化碳量的50%,但全部离解则需要几小时，甚至一昼夜以上。使患者吸入高压氧（4~6×105帕）或含5%二氧化碳的氧，对加速驱除血液中的一氧化碳有显著作用。
对重度中毒者，在抢救几小时后无效时，人们往往会认为无希望而放弃抢救。但是当仔细观察患者的心电图，会发现较长时间内还会有间断心脏跳动时，就应继续抢救，患者可能会在一个星期甚至于几个星期后慢慢地苏醒过来。因此对重度中毒患者的抢救应特别慎重。

第二节　燃气管道的停气降压与换气投产

一、燃气管道的停气降压施工
在进行干管延伸、接装用户、管道大修更新等施工时需要暂时切断气源或降低燃气压力。在此情况下，为保证用户用气安全，必须采取必要的安全措施。
（一）中压管道停气降压
中压管道因管内压力高，使用阻气袋无法阻气，故一般采用关闭阀门停气的方法进行管道施工。停气时必须注意以下几点：
1. 查清中压管道阀门关闭范围内影响调压器的数量及该调压器所供应的地区，其低压干管是否与停气范围以外的低压干管连通。如果低压干管连通而停气影响范围又较大时，则应考虑安装临时中压管供气或装临时调压器使施工管段改成低压供应（此时必须保证施工管段两端阀门关闭严密）。
2. 对于需停气的专用调压器，需事先与用气单位商定停气时间，以便用户安排生产。中压管道只有采取降压措施方可带气进行焊割。降压后管内的压力必须超过大气压力，以免造成回火事故。
（二）低压管道停气降压
低压管道应根据不同情况采用停气或降压措施。在决定采取何种措施前，必须先查清所施工部位管道的供气状况。一般有以下几种情况：
1. 施工部位的管道为双向供气，而管内的供气压力又不高，一般情况下阻气袋能够阻住气流，则可不必停气或降压。
2. 施工部位的两侧管道为双向气源，但因距调压器较近，管内供气压力较高，阻气袋
不能阻住气流，则应采取降压措施，即将调压器的出口压力调低到阻气袋能阻止气流为止（980 帕以上），以保证用户的最低燃烧压力要求。
3. 当在枝状管上施工时，则必须对施工部位以后的管道进行停气。如枝状管距离调压器较近，管内供应压力较高，则施工部位后面的管道实行停气，前面的管道采取降压措施。当被停气的管段上有重要用户，或有不能中断燃气供应的用户时，则应安装临时旁通管供气。为了保证用户用气安全，当停气影响用户范围较大时，不但要安装临时旁通管和维持管道内有一定压力的燃气（784~980 帕），同时对施工范围内所影响的用户要通知停气的时间和配合安全施工的措施。
（三）停气降压中应注意的有关事项
1. 中压管和低压管在施工中，凡需要采取降压措施时均应事先会同有关部门进行商讨，确定影响用户的范围，停气降压允许的时间。对于停气的用户在施工前通知作好停气准备。
2. 停气降压的时间一般应避开高峰负荷时间。如需在出厂管，出站管上停气，应由调度中心与制气厂、输配站商定停气措施。
3. 中压管上停气时，为防止阀门关闭不严密，造成施工管段内压力增加，引起阻气袋位移，使燃气大量外泄。故应在阀门旁靠近停气管段的一侧钻孔两只，作为放散管及安装测压仪表用。放散管的安装见图9-4所示。
4. 施工结束后，在通气前应将停气管段内的空气进行置换。置换的方法一般采用煤气直接驱赶。燃气由一端进入，空气由另一端的放散管内逸出，待管内燃气取样试烧合格后方可通气。
5. 恢复通气前，必须通知所有停气的用户将燃具开关关闭；通气后再逐一通知用户放尽管内混合气再行点火。
6. 大型工程以及出厂管、出站管的停气降压，因影响范围大，必须成立停气降压指挥部（组），统一指挥、协调停气施工及用户安全供气等工作。
7. 停气降压时间经各方商定后，一般情况下不得更改。要做好各项施工工作，准时完工不准延迟。

图9-4 中压管停气降压操作示意图
1—阀门；2—放散管；3—测压仪表；4—阻气袋；5—湿泥封口
二、燃气管道的换气投产
新建燃气管道的投产是将燃气输入管内，管道和附属设备（阀门、聚水井等）必须处于完好及指定的工作状态。因往新建管道内输入燃气时将出现混合气体，所以对新建燃气管道内混合气体的置换必须在严密的安全技术措施保证前提下方可进行。
（一）换气投产前的准备
换气投产前的准备工作是大量的、细致的，各项工作的准备（特别是现场的落实）好坏将直接关系到换气投产的成败。准备工作分技术（安全）准备和组织准备，其内容汇集成“换气投产方案”，明确分工，分别落实。
1. 了解换气投产管道的口径、长度、材料、输气压力，附属设备规格和数量。按照测绘图纸至现场逐一核对，核对内容主要为：

（1）阀门检查核对阀门安装和窨井必须符合设计和质量要求，每只阀门的实际启闭转数和测绘卡填写的转数相符合。根据方案规定各只阀门开启或关阀的要求，现场将阀门调整至规定的状态。
（2）聚水井检查聚水井、抽水梗和窨井安装应符合质量要求。将聚水井内积水抽清，并关闭井梗阀门。
（3）管道检查查核敷设管道必须符合设计和质量要求，核对“质量鉴定书”、“验泵合格证”等资料，核对设计图纸，检查是否遗漏属工程内容的工程（预留三通、孔和附属设备等）。
检查管道端部必须有管塞封口，并做好支撑（以防管道输气后产生压力将管盖推离封口。特别对引入室内支管要逐一重点检查，确认管塞已封口或相连燃气表阀门处于关阀状态（注意：新建管道气密性试验完成后的测试点往往容易疏忽而未封口）。
上述工作内容既繁多又复杂，因细小的疏忽留下隐患，管道通气后再处理将十分被动。
2. 置换方式的选择
（1）间接置换法是用不活泼的气体（一般用氮气）先将管内空气置换，然后再输入燃气置换。此工艺在置换过程中安全可靠，缺点是费用高昂、顺序繁多，一般很少采用。
（2）直接置换法是用相连接老管道的燃气输入新建管道直接置换管内空气。该工艺操作简便、迅速，在新建管道与老管道镶接连通后，即可利用燃气的工作压力直接排放管内空气，当置换到管道内燃气含量达到合格标准（取样及格）后便可正式投产使用。
由于在用燃气直接置换管道内空气的过程中，燃气与空气的混合气体随着燃气输入量的增加其浓度可达到爆炸极限，此时在常温及常压下遇到火种就会爆炸。所以从安全角度上严格来讲，新建燃气管道（特别是大口径管道）用燃气直接置换空气方法是不够安全的。但是鉴于施工现场条件限制和节约的原则，如果采取相应的安全措施，用燃气直接置换法是一种既经济又快速的换气工艺。由长期实践证明，这种方法基本上属于安全的，所以目前在新建燃气管道的换气操作上被广泛采用。燃气置换现场布置见图9-5。
3. 换气压力的确定换气时选用输入燃气的工作压力过低会增加换气时间，但如压力过高则燃气在管道内流速增加，管壁产生静电，同时，残留在管内的碎石等硬块会随着高速气流在管道内滚动，产生火花带来危险。
用燃气置换空气其最高压力不能超过4.9×104帕。一般情况下，中压管道采用0.98×104~1.96×104帕的压力置换，低压燃气管可直接用原有低压管道的燃气工作压力置换。
4. 放散管的数量、口径和放散点位置的确定
（1）放散管的数量是根据置换管道长度和现场条件而确定。但是对管道的末端均需设放散点，忌防“盲肠”管道内空气无法排放。
（2）放散管安装于远离居民住宅及明火的位置。放散管必须从地下管上接至离地坪2.5米以上的高度，放散管下端接装三通安装取样阀门。
如果放散点无法避开居民住宅时，则在放散管顶端装(*/活络弯管，根据放散时的风向旋转至安全方向放散。并在放散前通知邻近住宅的居民将门窗关闭和杜绝火种。
（3）放散孔口径的确定。放散孔的口径太小会增加换气时间，口径太大给安装放散管带来困难。一般在φ500毫米以上管道采用φ75~φ100毫米的放散孔，管径在φ300毫米以下则根据其最大允许孔径钻孔（孔径应小于三分之一管径）。
5. 现场通讯器材准备新建管道换气操作现场分散，而阀门开启、放散点的控制及现场安全措施落实均需协调进行，各岗位操作有先后顺序和时间要求，仅仅依靠车辆或有线通讯效果差。因此在换气管道超过一公里长度时应配备无线电通讯设备，配若干只“对讲机”，事先调试，确定现场指挥和工作人员编号。

图9-5 燃气置换现场布置图
1-置换管道；2-放散阀门；3-取样旋塞；4-放散管；5-管塞；6-立管；
7-调压器；8-末端阀门；9-放散管；10-进气阀门；11-工房
6. 现场安全措施落实对邻近放散点居民、工厂单位逐一宣传并现场检查，清除火种隐患。并安民告示，在换气时间内杜绝火种，关闭门窗，建立放散点周围20米以上的安全区。放散点上空有架空电缆线部位，应预先将放散管延伸避让。组织消防队伍，确定消防器材现场设置点。
7. 换气现场组织由于换气投产中各项工作需同步协调进行，所以对较大的工程则应建立现场换气指挥班子，由建设单位、施工单位和安全（消防）等部门参加，处理和协调换气过程中各类问题。换气投产是管道工程竣工拨交的“交换点”，而且在换气前后往往会暴露工程扫尾的各类问题，需要施工和建设单位现场协调解决。因此施工单位必须组织一支精悍的技工队伍驻在换气现场，排除故障，处理换气过程中出现各类技术和安全问题。
8. 管内“稳压”测试换气投产的管道虽然预先进行过“气密性试验”，但是到换气时已相隔一个阶段。在此期间因各种因素造成已竣工管道损坏（如：土层沉陷或其它地下工程造成已敷设管道断裂或接口松动），或者，管道上管塞被拆除（管道气密性试验完成后往往容易遗忘安装管塞）。由于管道分散，上述情况在管道通气之前是无法了解的，而在通气投产时再发现则相当被动。所以在换气投产前必须完成以下两项技术措施：
（1）系统试压往管道内输入压缩空气，压力一般为3×103 帕，作短时间稳压试
验（一般为30分钟左右），如压力表指针下跌，则说明管道已存在泄漏点，必须找到并修复，直至压力稳定为止。
气密性试验合格，但至通气时间超过半年的管道必须重新按照规定进行气密性试
验，合格后方可换气投产。
（2）管内压力“监察” 为防止换气准备过程中管道被损坏或发生意外，在管道上安装“低压自动记录仪”监察管内压力。如管道被损坏，记录仪上立即得到显示。监察时间一般为换气前24小时，并由专人值班。
（二）换气投产的实施

1. 根据方案规定的时间，换气工作人员和指挥人员提前进入施工现场，逐一检查放散管接装、放散区的安全措施，阀门和聚水井井梗阀门的启闭以及通讯、消防器材的配备等，它们必须符合“方案”规定。各岗位人员就位。2. 由现场指挥部下达通气指令：开启气源阀门，同时开启放散管阀门，即进入置换放散阶段（管内压缩空气同时放散）。
3. 逐一开启聚水井井梗阀门（低压则拆除井梗管盖），待排清井内积水、燃气溢出后即关闭井梗阀门（安装管塞）。
4. 各放散点进入放散阶段。各放散点人员及时与指挥部联系，注意现场安全，当嗅到燃气臭味即可用橡皮袋取样。
5.“试样”及判断方法。“试样”即判断换气管道内经过燃气置换后是否达到合格标准。合格标准指管内混合气体中燃气含量（容积）已大于爆炸上限。“试样”方法常采用以下两种：
（1）点火试样将放散管上取到的燃气袋，移至远离现场安全距离外，点火燃烧袋内的燃气，如火焰呈扩散式燃烧（呈桔黄色），则说明管道内空气已基本置换干净，达到合格标准。该方法简便，得到广泛应用。
（2）测定气体含氧量预先计算输入燃气爆炸极限（计算式详见第一章），根据计算所得输入燃气的爆炸上限计算出此时最小含氧量。计算式为
Z=Z1Q1+Z2Q2 (5)
式中 Z——表示混合气体中含氧量极限；
Z1——表示燃气爆炸上限（即混合气体中燃气的含量）；
Z2——表示混合气体中空气的含量；
Q1——燃气中氧气的含量；
Q2——空气中氧气的含量。
当对取得样袋的燃气用测氧仪（快速）测定得到的读数小于规定含氧量，则说明取样合格，反之将继续放散，直至合格。该方法适应于较大的管道工程换气投产。
6. 换气的结尾工作
（1）当各放散管“取样”全部合格后，即拆除放散管，放散孔用管塞旋紧，并检查不得泄漏。
（2）检查每只聚水井，井梗阀门应均处于关阀状态。
（3）对通气管道全线仔细检查，是否有煤气泄漏的迹象，特别要重点检查距离居民住宅较近的管道。
（三）管道换气时间的估算
(6)
式中 t——达到合格标准所需换气时间（时）；
V——需要换气的管道容积（米3）；
A——放散孔的截面积（米2）；
K——置换系数（取2~3）；
v——通过放散孔的气体流速（米/秒）。

式中 p——管内气体压力（帕）；
ρ——管内气体密度（公斤/米3）；
n——孔口系数（取0.5~0.7）。
（四）换气投产有关注意事项

1. 换气投产之前施工部门应提供完整的管线测绘图，阀门、聚水井和特殊施工的设备保养单及有关技术资料。换气投产后应及时办理拨交手续。
2. 换气工作不宜选择在晚间和阴天进行。因阴雨天气压较低，置换过程中放散的燃气不易扩散，故一般选择在天气晴朗的上午为好。风量大的天气虽然能加速气体扩散，但应注意下风向处的安全措施。
3. 在换气开始时，燃气的压力不能快速升高。特别对于大口径的中压管道，在开启阀门时应逐渐进行，边开启边观察压力变化情况。因为阀门快速开启容易在置换管道内产生涡流，出现燃气抢先至放散（取样）孔排出，会产生取样“合格”的假象。施工现场阀门启闭应由专人控制并听从指挥的命令。

第三节　管道施工安全操作要点
燃气管道的施工是吊装、土建、安装、焊接等多工种的组合，施工环境又处于深沟或高空作业，涉及到老管道又必须在带有燃气的情况下操作。因此施工人员应严格遵守和执行施工安全操作规程（包括各种施工机具的安全操作规程），才能确保施工有条不紊地进行。
一、土方工程安全操作要点
地下燃气管道敷设中各项操作均在沟槽中完成，因此防止坍方成为地下管道工程的安全工作重点。
（一）坍方主要原因
1. 沟槽二侧有回填土存在，使沟槽的土壤失去原始状态而无粘着力造成坍方。与此同时，邻近管线失去土层而沉陷折断，有时会出现坍方和管线断裂同时发生的情况。
2. 地下水位较高或雨雪季节，沟槽受水份长时间浸泡，使土壤的粘着力降低，其中黄土层更明显，会引起大面积坍方。而细砂土遇水呈流砂状态，坍方面会不断扩大。
3. 距离沟槽较近的房屋、电杆、堆物荷重或倾斜力矩导致坍方。此类情况出现将造成建筑物、电杆的倒塌而出现险情，故对毗邻沟边电杆、建筑物应采取支撑措施。
4. 沟槽超深、沟壁土层荷重大于土壤粘着力时出现坍方最为常见。
（二）土方工程的安全措施
1. 施工前应了解现场情况（土质、沟边建筑物），配备充足的支撑工具，板桩。对距离沟边1.5米内的电杆，无基础的建筑物，必须采用支撑措施后方可开掘沟槽，沟槽开掘后随即用板桩支撑。
2. 大于或等于800毫米管径的沟槽应采取先打桩后开挖再支撑的施工方法。施工时将沟槽面层开挖后，沿沟槽两边将槽钢（20#以上）打入土层，然后再进行开挖，并逐道进行支撑。排管沟槽现场布置见图9-6。
3. 为减轻沟边荷载，开掘沟槽的土方应尽量外运，少量堆放于沟边的余土应远离沟槽边300毫米以上。防止堆土中硬块坠落沟内损伤施工人员。安全监护人员应巡回检查沟边是否存在坍方裂缝痕迹，及时采取必要措施。
4. 当管道吊装下沟完成坡度检查后，应及时在管身部份回填土形成“腰箍”。这不仅压实了管基，而且增加了沟槽的支承力，以阻止坍方的发生。
5. 采用挖掘机开挖沟槽，必须事先摸清地下资料，并由专人指挥和监护，防止损坏地下管线事故产生。

图9-6 排管沟槽现场布置图
l—300~450；L—大于500毫米
二、吊装及管件就位安全操作要点
1. 吊装时应对吊件质量、吊机能力和钢丝绳强度进行验算。禁止超负荷吊装。
2. 吊装管道下沟时，吊机的停放位置应选择平整安全部位，吊机与沟边应保持1.50米以上净距（指支脚与沟边净距）。
3. 吊装操作应由专人指挥，起吊时吊件下不准站人。吊装下沟时应由1~2人扶稳，防止吊件晃动碰撞。
4. 在有架空电缆的地区吊装，吊机最高起吊位置的吊臂顶端与架空电缆线应保持足够的安全距离（见表9-1），并应与建筑物保持# 米净距。
吊机与架空电缆线的安全距离　　　　　　　　　　　　　表9-1
电压等级（伏）
100以下
600~10000
35000
110000
220000
垂直距离（米）
2.5
3
4
5
7
水平距离（米）
1.5
3
4
5
7
三、接管安全操作要点
1. 铸铁管道钻孔，特别是凿管操作是依靠锤击各类凿子来完成。为防止铁锤的冲击力引起铁屑飞溅而伤害人体，特别是眼睛，因此操作人员操作时必须戴好防护眼镜，操作现场周围应加防护拦架阻止他人进入以免受伤。
2. 承插式精铅接口的浇铅操作，容易发生爆铅伤人。发生爆铅的主要原因是已熔化的高温精铅遇到水份而引起的水份汽化。水汽化后体积要扩大1240倍。
以精铅熔点为400℃计算，则水汽化后在400℃,时的体积变为

当液态水接触400℃,高温的熔化精铅时随即汽化，体积剧烈膨胀而引起爆铅。在沟下进行接口填料的操作难免带有少量水份和潮气，浇铅时不可避免地形成不同程度的爆铅现象，应引起重视。浇铅操作人员必须戴好面罩和长帆布手套，同时注意尽量保持承插式接口间隙的干燥。
3. 施工中浮管的预防措施管道产生浮管示意图见图9-7。
（1）施工中浮管的产生施工过程中敷设完的管道，往往被地下水所浸没。由于铁（钢）的密度远远超过水的密度，埋设于沟槽中的管道（钢管或铸铁管）的荷重总是大于水的相对
浮力，所以沟槽的积水对已敷设管道无影响的。
当管道处于封闭状态时，密封的管体在水中产生的浮力则大大地超过管道的荷重，此时即产生浮管。
施工中浮管常发生于大口径钢管封口后排除管内积水，往管内充气进行气密性试验时。另外，在施工敷设管道过程中，已敷设管道存在坡度，当处于低坡的管段内积水达
图9-7 高坡管段浮管示意图
1—浮力；2—浮起管段；3—管段
到封闭管端面时，高坡的管段形成密封状态，出现浮力，以导致该管段浮管产生（见图9-7）。
浮管产生使管道失去坡度，接口松动、损坏，沟槽淤泥渗入浮起管段底部，更严重的是浮起的钢管产生永久弯曲变形。所以一旦产生浮管，必须拆除起浮管道（一般涉及管段较长），重新开挖沟槽，返工的损失较大，并拖延工程进展。所以浮管的危害性极大，在施工过程中必须采取有效的技术措施，避免“浮管”的产生。
（2）“浮管”的预防措施。
①施工前对较大口径的管道的荷重及管段封口时在水中的浮力仔细验算，以确定覆土深度和外加荷重。埋设管道稳定条件为
KF浮<P管+P土 　 (7)
式中　F浮——水对封闭管段的浮力（牛）；
P管——管材质量引起的重力（牛）；
P土——外加土壤荷重引起的重力（牛）；
K——安全系数（一般取1.2~1.5）。

式中　　ρ1——水的密度（取103公斤/米3）；
ρ2——铁的密度（取7.8×103公斤/米3）；
ρ3——土壤的密度（一般取1.5～2×103公斤/米3，视土质及含水量而定）；
——管道外半径（米）；
——管道壁厚（米）；
——管道计算长度（米）；
——管道回填土层的高度（米）。
②控制回填土层，是管道防浮的有效措施。从式（7）可知回填土层荷重对埋设的管道所产生的重力，是该平衡式中的可变因素，施工中不可忽视。
实践证明，当口径大于φ300管道敷设之前必须按照式（7）计算出P土，然后可确定拟埋设管道的最小深度。在管道吊装敷设后应紧接着回填土方，并夯实使之密实（疏松土壤将减少其对管道的荷重），稳定已敷设的管道。
③外加防浮措施。在越野排管时，由于管道敷设中受坡度局限，当遇到地面起伏不平时，局部管段的填土层减少，特别是穿越小河流或池塘时的管段暴露于土层外。对上述情况可采
用特制框架或附加重块等方式稳定管道。
图9-8 框架式管道防浮装置示意图
1—槽钢框架(一般取!" 号槽钢）；2—被保护管道
框架法是用20号以上规格的槽钢焊接成框架，压入防浮管道两侧，依靠入土槽钢
的摩阻力稳固管道。框架数量根据入土槽钢的摩阻力计算决定（见图9-8）。
图9-9 抱箍式管道防浮示意图
1—钢制抱箍；2—预埋螺杆；3—钢筋混凝土
附加重块，是在防浮管道下部设置大型混凝土块，用钢制抱箍与管道相连来增加荷重。使用时应对混凝土重块荷重和抱箍的强度进行验算（见图9-9 所示）。
四、带气施工安全操作要点
在管网大修、老管道中镶三通管和镶接、表具和附属设备调换更新中，为不影响正常的供气，往往是在带有煤气情况下操作。确保施工安全的基本要点是防止中毒、燃烧和爆炸事故的出现。除在本章第一节中所介绍的内容以外，还应注意以下几个问题：
1. 在室内带气操作，应先将窗门全部打开，以保持施工场所的空气流通。又因燃气一般比空气轻，外泄的燃气向上流动，故操作人员（特别是头部）应位于管道燃气泄漏点的下侧方向。
2. 地下管道带气操作坑应选用梯形沟或斜沟槽，并应大于一般操作工作坑的尺寸，使泄漏的燃气能及时得到扩散。
3. 凡带气操作，必须配备二人以上施工人员。大、中型的带气操作工程应配备比正常施工增加一倍的人员，保证带气操作人员能轮流调换。在大量燃气外泄、或在封闭场所带气操作，施工人员必须戴防毒面具，现场配消防器材，并由专人指挥现场。
五、气密性试验安全操作要点
1. 管道进行气密性试验时，管内压缩空气对管端和三通管口的管盖产生较大的轴向推力，使管盖离体发生击伤事故。在管内压力相同的条件下，随着管径的增大，轴向推力成倍的递增，仅仅依靠承插口填料的摩阻力是难以阻挡管盖的飞离，气密性试验前在管盖处均应根据管内压力设立支撑。支撑力应按下式进行验算：
F支>F推－N (8)
式中 F支——管盖顶端外加支撑力（牛）；
F推——管内压缩空气对管盖产生的轴向推力（牛）；
N——承插口填料摩阻力（牛）。

式中 p——管盖所受单位面积上压力（帕）；
d——管道内直径（米）。

式中 t——垫料与管壁的单位面积摩阻力（帕）；
b——承插口深度（米）；
D1——插口外径（米）；
D2——承口内径（米）。
常见各种管在气密性试验时（中压管道气密性压力为1.37×104帕，低压为1.96×104帕），管内压缩空气对管盖的轴向推力见表9-2。
管盖的轴向推力 　　　　　　　　　　　　表9-2
口径（毫米）
中压管道气密性试验时F推（牛）
低压管道气密性试验时F推（牛）
75
606
87
100
1078
154
150
2425
3