砖混结构阀门井和钢质阀门井防水改造方法

摘 要

摘要：分析了燃气管道砖混结构阀门井和钢质阀门井渗水的原因，提出了解决措施及具体施工操作步骤，取得了良好的效果。关键词：埋地燃气管道；阀门井；阀门井改造；防水；密封材料Waterproof
摘要：分析了燃气管道砖混结构阀门井和钢质阀门井渗水的原因，提出了解决措施及具体施工操作步骤，取得了良好的效果。
关键词：埋地燃气管道；阀门井；阀门井改造；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 阀门井渗水原因
    为保证管网的安全运行与操作方便，埋地燃气管道上的阀门一般都设置在阀门井中。在地下水位较高的地区，阀门井常出现积水问题，影响阀门的正常操作运行，危害管网系统的安全[1～4]。在大庆燃气公司的燃气管网中，目前以钢质阀门井为主，部分使用砖混结构阀门井。钢质阀门井通常使用厚度为8mm的钢板焊接而成，对其内外进行防腐处理。钢质阀门井结构合理，造型美观，但造价偏高。由于大庆地区海拔较低，地下水位偏高，燃气阎门井经常受到地下水、雨水的浸泡，阀门井内的阀门和其他燃气附属设施严重锈蚀，成为严重的安全隐患，引起了公司的高度重视。
    砖混结构阀门井埋深多低于地下水位，受到地下水的浸泡，阀门井外部积水克服井底和井壁微小孔隙的毛细管阻力渗入阀门井内，造成阀门井严重积水。
    钢质阀门井渗水的位置多为燃气管道与套管间的环形空间，由于封堵材料长时间在地下水和雨水中浸泡，逐渐松动、失效，形成渗水通道。
2 砖混结构阀门井防渗水改造
2.1 解决措施
    对原砖混结构阀门井实施防渗水改造，必须考虑到施工难度不宜太大，尽量减少对周围环境的破坏，更主要的是尽量避免造成阀门井所辖小区停气，尽量减少对城市居民平稳用气的影响。我们采用的方法是：在阀门井内壁喷亲油基聚合物添加剂，使其渗入井壁，从而缩小井壁渗水孔隙通道，降低其渗透率，然后在此基础上在阀门井内壁涂抹高抗渗超细油井水泥，进行防渗水改造。
2.2 材料准备
    ① 高抗渗超细油井水泥。颗粒粒径：18μm，凝固时间：10min。
    ② 亲油基聚合物添加剂。添加比(亲油基聚合物添加剂与水的体积之比)：1%。
2.3 施工操作步骤
    砖混结构阀门井防水层结构见图1。
 
   具体施工操作步骤如下：
   ① 将原井内壁与井底水泥面处理成麻面，使其与亲油基聚合物添加剂、高抗渗超细油井水泥能良好结合。
    ② 在麻面井壁上反复均匀喷涂亲油基聚合物添加剂，使其充分渗入井壁内部孔隙，以降低井壁的渗透率。
    ③ 将水、亲油基聚合物添加剂以体积比为100:1的配比混合均匀后加入到高抗渗超细油井水泥中，搅拌成均匀的水泥浆。将水泥浆分层涂抹在井底和井壁上，水泥浆总厚度为60～80mm。考虑到阀井壁上部30cm左右对防水要求较低，为井内美观，可将这部分涂抹厚度逐渐变薄。在井壁和井底交接处宜加厚做成45°角。
    ④ 在高抗渗超细油井水泥浆固化成水泥石的72h期间，每隔4h对其表面进行喷水养护，防止形成的水泥石发生干裂而降低防渗效果。
3 钢质阀门井防渗水改造
3.1 解决措施
    由于钢质阀门井渗水主要发生在燃气管道与套管间的环形空空间，我们采用的方法是：优化筛选厌水型封堵密封材料和防水性能强的密封脂实施封堵。在井壁内侧设计活塞结构的挤压装置，将浸入密封脂的厌水型封堵密封材料挤入燃气管道与套管间的环形空间，通过活塞结构挤压装置的机械外力反复填充一挤压封堵材料，将环形空间内的封堵材料压实，避免因封堵材料松动失效而形成渗水通道，最大限度地降低材料渗透率，达到严密封堵的目的。
3.2 材料准备
   ① 工程纸：若干张。
   ② 钢板：厚度为8mm，若干块。
   ③ 12号槽钢(120mm×53mm×5.5mm)：长度为600mm，4根。
   ④ 方管(50mm×50mm×5.0mm)：长度为500mm，4根。
   ⑤ 螺栓螺母(Ø20)：8套。
   ⑥ 封堵材料：选取具有抗腐蚀性、弹性好的厌水型封堵密封材料。
    ⑦ 密封脂：选取防水性能强的密封油脂。
3.3 施工操作步骤
    以Ø159燃气管道、Ø273套管、单管道阀门井为例，介绍施工操作步骤。
3.3.1制作环形压盖
    ① 如图2a所示，在工程纸上用钢尺、铅笔、圆规绘制垂直的直线，并以交点为圆心绘制Ø159的圆。
    ② 如图2b所示，用剪刀将上端剪开，并将Ø159的圆剪下，把外围大致剪成圆形。
    ③ 将剪好的工程纸套入燃气管道，覆盖到套管上，用锤子垂直击打工程纸，得到管道与套管之间图形的压环模版，见图2c。
④ 根据模版切割相同形状的钢板，钢板的内径宜比模版内径大4～7mm，外径宜比模板外径小4～7mm，见图2d。将切割好的钢板在阀门井内测试，应在环形空间内顺畅进出。
 
    ⑤ 如图3所示，制作4份相同尺寸的钢板，在钢板上切割椭圆形的槽孔，以方便依次焊接。将4份钢板依次重叠焊接到一起，得到2块半环形的钢板。
 
   ⑥ 将2块半环形的钢板扣合在燃气管道上，焊接成1块环形柱状体，即环形压盖。
3.3.2加固井壁
    如图4所示，考虑到井壁钢板的抗拉极限，为防止损坏阀门井壁，在套管上下端的井壁上水平焊接槽钢，在槽钢上焊接螺栓，通过紧固螺栓使方管挤压环形压盖，构成活塞结构挤压装置。
 
3.3.3填充材料
    ① 将厌水型封堵密封材料分段剪成长度为1m左右，在其上均匀细密地涂抹密封脂，细揉使之浸入封堵密封材料孔隙中。
    ② 将涂抹密封脂后的封堵密封材料填满燃气管道与套管间的环形空间。
    ③ 紧固螺母使方管挤压环形压盖，使活塞结构挤压装置工作，直至环形压盖全部压入燃气管道与套管间的环形空间，方管接触到套管为止。
    ④ 卸下螺母和方管，撤出环形压盖，继续向燃气管道与套管间的环形空间填入封堵材料，再进行第③步操作。如此反复3～5次，直至使封堵密封材料完全压实。
    ⑤ 为避免锈蚀，在螺栓上涂抹黄油，完成封堵作业。
4 结语
    以上两种方法施工简便，费用低廉，在大庆燃气公司所辖区域内渗水严重的燃气阀门井上进行了多次试验，均很好地解决了阀门井的渗水问题。经过长期观察，封堵效果稳定。
参考文献：
[1] 金虹.建筑构造[M].北京：清华大学出版社，2005.
[2] 李必瑜.房屋建筑学[M].武汉：武汉理工大学出版社，2000.
[3] 姜正侯.燃气工程技术手册[M].上海：同济大学出版社，1993.
[4] 范金生.高效无机防水涂料在阀门井防水改造的应用[J].煤气与热力，2009，29(5)：B36-B39.
 
(本文作者：李政 于福明 中石油昆仑燃气有限公司大庆燃气公司 黑龙江大庆 163453)