一种钢管不停水开叉接驳施工方法及步骤

　　本发明属于供水系统中的给水管道开叉接驳施工技术领域，具体涉及一种钢管不停水开叉接驳施工方法。

　　背景技术：

　　现今供水管网并网开叉接驳主要采用停水、降水、断管、接驳的施工形式来实现，即在开叉接驳前挖好开叉接驳点的工作位，做好开叉工作位的支护、文明施工等工作，关闭已建供水管施工地段的阀门，完全停水后，做好做足严防管外的污水及施工垃圾进入管腔内的防范控制措施，然后采用乙炔切割，将开叉接驳的母管断管，断管后立即对基坑进行降水处理，一般采用潜水泵抽水，待管腔内的水排空和工作位降水完毕后，焊接支管的钢制三通，并与新建供水管连接，最后对管道和焊接焊缝进行防腐处理，并完成管道并网开叉接驳的施工，打开已关闭的已建供水管施工地段的阀门。采取上述的施工形式，每个工序需要较长的时间来完成，从开始关闭阀门至完成开叉接驳施工时间跨度较长，总体施工效率不高。为尽量避免因停水造成对用户的影响，停水开叉接驳施工多在晚上进行，在时间上限制较大。

　　技术实现要素：

　　本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种钢管不停水开叉接驳施工方法，能够缩减施工时间和避免停水对用户的影响，以及提高施工的灵活性。

　　为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

　　一种钢管不停水开叉接驳施工方法，其特征在于，包括：步骤一、开挖施工基坑及管道基坑；步骤二、焊制带法兰三通管道及焊接带法兰三通管道；步骤三、组装板阀及开孔机；步骤四、开孔机切割管道；步骤五、关闭板阀、拆除开孔机。

　　根据本发明的钢管不停水开叉接驳施工方法，开孔机安装在板阀上，板阀与布置在管道上的三通管道连接。开孔刀具工作过程中，板阀开启，当开孔刀具完成管道切割，并且开孔刀具末端退出板阀时，板阀立即关闭。通过组装板阀和开孔机配合，可以进行不停水开孔施工，不需要对开叉接驳的母管进行切割断管施工，切割接触面小，施工过程中很大程度上减少了对水质的污染，也避免了由于断水施工产生的二次污染现象，从而完成施工后水质得到了有效的保证；不需要采取大量排水的降水措施，只需要排出开孔机作业过程中切割口溢出的水量，避免了由于停水施工造成的区域管道内的余水浪费现象；对节约水资源起到了积极的作用，同时，降低了自来水公司的供水产销差，显著提高了经济效益；可省去为了停水施工必须采取的临时供水措施；通水无需排泥和排出管中空气，施工快速高效，施工完成后开叉接驳的支管道即可通水；不影响原供水管网的正常供水，不影响其他用户使用，避免了由于停水施工给沿线企业单位和居民带来的经济损失和生活不便，同时也避免了由于断水施工造成部分管网压力变化而需采取的水压重新调度措施；避免排出管中余水而造成对基坑和周边路基的浸渗冲击，确保了施工周围的路基路况安全；避免了因已建供水管道阀门的密封性及其他环境、人为因素给管网并网开叉接驳施工带来的不确定性，从而提高施工的灵活性。

　　对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步地改进。

　　根据本发明的钢管不停水开叉接驳施工方法，在一个优选的实施方式中，步骤二中，焊接方式采用二氧化碳气体保护电弧焊。焊接时采用二氧化碳气体保护电弧焊，其优点在于：焊接成本相对较低；焊接工作效率较高，生产率比焊条电弧焊高；由于明弧对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接，因此操作简单方便；由于焊缝低氢且含氮量也较少，因此焊缝抗裂性能高；焊后变形较小，角变形为千分之五，不平度只有千分之三；焊接飞溅小，采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝可以降低焊接飞溅。

　　进一步地，在一个优选的实施方式中，当带法兰三通管道的管径小于等于dn300时，焊接时绕三通管道外环施焊。这种焊接方式，在确保三通短管连接稳固的前提，尽可能节省施工成本。

　　进一步地，在另一个优选的实施方式中，当带法兰三通管道的管径大于等于dn400时，焊接时绕三通管道内环和外环施焊，从而确保三通短管的稳固。

　　进一步地，在一个优选的实施方式中，步骤五中，包括焊缝和管道的防腐处理。

　　具体地，在一个优选的实施方式中，步骤三中，开孔机与电源连接的回路上设有电流表。进一步地，在一个优选的实施方式中，步骤四中，开孔机切割管道的方法包括：a)启动开孔机，采用电动进刀方式使开孔机的开孔刀具接触到管道表面时停止电动进刀，并且，通过电流表记录开孔机空转电流值；b)采用手动方式调节开孔机的进给装置，并且，同时观察电流表的电流值显示开孔机工况稳定时停止调节进给装置；c)重复步骤b)直到调节进给装置时开孔刀具无阻力，并且，同时观察到电流表显示开孔机空转电流值，采用手动方式调节进给装置将开孔刀具退回初始位置。

　　根据本发明的不停水开叉接驳施工方法，由于开孔机配选的电动机是额定功率的，开孔刀具的转速不能够通过电动机进行调节，在开孔机与电源之间加装一个电流表，可以通过观察电流表上的实时电流值采用自动和手动结合的操作来进行刀头进给量的调节，可以确保开孔机切割的工况持续稳定，始终保持最佳状态，从而使钢管开孔施工顺利和高效。

　　在一个优选的实施方式中，开孔机包括能够对其开孔刀具进行冷却处理的排水装置，排水装置布置在开孔刀具的外周。进一步地，在一个优选的实施方式中，在步骤四中，在开孔刀具开始切割至管道切缝有水溢出的过程中，采用排水装置对开孔刀具进行冷却处理。由于开孔刀具在切割管壁时，摩擦力产生巨大的热量，过高的温度对开孔刀具造成损坏并且影响开孔机的工况。在切割开始至管壁切缝有水溢出的过程中，可以通过向排水装置注入冷水对开孔刀具进行冷却处理，这样就避免开孔刀具因为温度过热而受损。当切割至管壁切缝有水溢出时，马上停止注水，排水装置进行排水。冷却用的冷水能够从密封装置其中一侧的排水管道注入，从另一侧的排水管道流出，从而达到冷却开孔刀具的效果。当排水装置进行排水时，从管壁切缝溢出的水可以从两侧的排水管道流出，排水效率高。

　　具体地，在一个优选的实施方式中，开孔机的开孔刀具包括平口刀头。采用平口刀头的结构，在切割过程中，避免了现有技术中由于盘齿摩擦力大导致的容易出现齿刀磨损、变形甚至断裂的情况，并且，由于取消了转盘中轴线上的钻头，有效避免了开孔机卡死的情况，从而给施工带来了方便和避免了潜在的不安全性。

　　与现有技术相比，本发明的优点在于：采用不停水开叉接驳施工方法，能够缩减施工时间和避免停水对用户的影响，以及提高施工的灵活性。

　　附图说明

　　在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

　　图1示意性显示了本发明实施例的施工流程；

　　图2示意性显示了本发明实施例的带法兰三通管道焊接状态；

　　图3示意性显示了本发明实施例的三通管道组对示意图；

　　图4示意性显示了本发明实施例的板阀安装状态；

　　图5示意性显示了本发明实施例的开孔机安装结构；

　　图6示意性显示了本发明实施例的开孔机工作状态；

　　图7示意性显示了本发明实施例的dn300及以下三通管道焊接状态；

　　图8示意性显示了本发明实施例的dn400及以上三通管道焊接状态。

　　在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

　　具体实施方式

　　下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细发明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

　　图1示意性显示了本发明实施例的施工流程；图2示意性显示了本发明实施例的带法兰三通管道焊接状态；图3示意性显示了本发明实施例的三通管道组对示意图；图4示意性显示了本发明实施例的板阀安装状态；图5示意性显示了本发明实施例的开孔机安装结构；图6示意性显示了本发明实施例的开孔机工作状态；图7示意性显示了本发明实施例的dn300及以下三通管道焊接状态；图8示意性显示了本发明实施例的dn400及以上三通管道焊接状态。

　　如图1至图6所示，本发明实施例的钢管不停水开叉接驳施工方法，其特征在于，包括：步骤一、开挖施工基坑及管道基坑；步骤二、焊制带法兰三通管道1及焊接带法兰三通管道1；步骤三、组装板阀2及开孔机3，板阀2安装之后，把闸板全部打开，并且确保阀门内腔无障碍物；步骤四、开孔机3切割管道4，切割部分借助原供水管中的压力，固定在开孔机3的开孔刀具31的内腔顶部，随开孔刀具带出；步骤五、关闭板阀2、拆除开孔机3，具体地，待板阀2完全关闭后，观察开孔机3的密封装置331两侧的排水管332十五分钟，如果没有水排出，表示板阀2密封性完好，然后拆缷开孔机3，取出切割部分的管壁，完成不停水开孔的施工。根据本发明的钢管不停水开叉接驳施工方法，开孔机安装在板阀上，板阀与布置在管道上的三通管道连接。开孔刀具工作过程中，板阀开启，当开孔刀具完成管道切割，并且开孔刀具末端退出板阀时，板阀立即关闭。通过组装板阀和开孔机配合，可以进行不停水开孔施工，不需要对开叉接驳的母管进行切割断管施工，切割接触面小，施工过程中很大程度上减少了对水质的污染，也避免了由于断水施工产生的二次污染现象，从而完成施工后水质得到了有效的保证；不需要采取大量排水的降水措施，只需要排出开孔机作业过程中切割口溢出的水量，避免了由于停水施工造成的区域管道内的余水浪费现象；对节约水资源起到了积极的作用，同时，降低了自来水公司的供水产销差，显著提高了经济效益；可省去为了停水施工必须采取的临时供水措施；通水无需排泥和排出管中空气，施工快速高效，施工完成后开叉接驳的支管道即可通水；不影响原供水管网的正常供水，不影响其他用户使用，避免了由于停水施工给沿线企业单位和居民带来的经济损失和生活不便，同时也避免了由于断水施工造成部分管网压力变化而需采取的水压重新调度措施；避免排出管中余水而造成对基坑和周边路基的浸渗冲击，确保了施工周围的路基路况安全；避免了因已建供水管道阀门的密封性及其他环境、人为因素给管网并网开叉接驳施工带来的不确定性，从而提高施工的灵活性。具体地，在一个优选的上述方式中，板阀2与三通管道1上设置的法兰盘11之间设有第二密封装置21，使得板阀的安装便捷、稳定可靠。

　　本发明实施例的钢管不停水开叉接驳施工方法，在一个优选的实施方式中，步骤二中，焊接方式采用二氧化碳气体保护电弧焊。焊机电流采用150～350a，优选为240a，电压范围优选为22～40v。焊接时采用二氧化碳气体保护电弧焊，其优点在于：焊接成本相对较低；焊接工作效率较高，生产率比焊条电弧焊高；由于明弧对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接，因此操作简单方便；由于焊缝低氢且含氮量也较少，因此焊缝抗裂性能高；焊后变形较小，角变形为千分之五，不平度只有千分之三；焊接飞溅小，采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝可以降低焊接飞溅。进一步地，在一个优选的实施方式中，当带法兰三通管道的管径小于等于dn300时，焊接时绕三通管道外环施焊。这种焊接方式，在确保三通短管连接稳固的前提，尽可能节省施工成本。图7示意性显示了本发明实施例的dn300及以下三通管道焊接状态。进一步地，在另一个优选的实施方式中，当带法兰三通管道的管径大于等于dn400时，焊接时绕三通管道内环和外环施焊，从而确保三通短管的稳固。图8示意性显示了本发明实施例的dn400及以上三通管道焊接状态。进一步地，如图1所示，在一个优选的实施方式中，步骤五中，包括焊缝和管道的防腐处理。

　　具体地，如图5所示，本发明实施例的钢管不停水开叉接驳施工方法，在一个优选的实施方式中，步骤三中，开孔机3与电源5连接的回路上设有电流表6。进一步地，在一个优选的实施方式中，步骤四中，开孔机3切割管道4的方法包括：a)启动开孔机3，采用电动进刀方式使开孔机3的开孔刀具31接触到管道4表面时停止电动进刀，并且，通过电流表6记录开孔机3空转电流值；b)采用手动方式调节开孔机3的进给装置32，并且，同时观察电流表6的电流值显示开孔机3工况稳定时停止调节进给装置32；c)重复步骤b)直到调节进给装置32时开孔刀具31无阻力，并且，同时观察到电流表6显示开孔机3空转电流值，采用手动方式调节进给装置32将开孔刀具31退回初始位置。由于开孔机配选的电动机是额定功率的，开孔刀具的转速不能够通过电动机进行调节，在开孔机与电源之间加装一个电流表，可以通过观察电流表上的实时电流值采用自动和手动结合的操作来进行刀头进给量的调节，可以确保开孔机切割的工况持续稳定，始终保持最佳状态，从而使钢管开孔施工顺利和高效。

　　在一个优选的实施方式中，如图5和图6所示，开孔机3包括能够对其开孔刀具31进行冷却处理的排水装置33，排水装置33布置在开孔刀具31的外周。进一步地，在一个优选的实施方式中，在步骤四中，在开孔刀具31开始切割至管道4切缝有水溢出的过程中，采用排水装置33对开孔刀具进行冷却处理。具体地，在一个优选的实施方式中，排水装置33包括布置在开孔刀具31外周的密封装置331及布置在密封装置331两侧的排水管道332。优选地，密封装置331构造为为密封腔。由于开孔刀具在切割管壁时，摩擦力产生巨大的热量，过高的温度对开孔刀具造成损坏并且影响开孔机的工况。在切割开始至管壁切缝有水溢出的过程中，可以通过向排水装置注入冷水对开孔刀具进行冷却处理，这样就避免开孔刀具因为温度过热而受损。当切割至管壁切缝有水溢出时，马上停止注水，排水装置进行排水。冷却用的冷水能够从密封装置其中一侧的排水管道注入，从另一侧的排水管道流出，从而达到冷却开孔刀具的效果。当排水装置进行排水时，从管壁切缝溢出的水可以从两侧的排水管道流出，排水效率高。

　　如图5和图6所示，具体地，在一个优选的实施方式中，开孔机3的开孔刀具31包括平口刀头。采用平口刀头的结构，在切割过程中，避免了现有技术中由于盘齿摩擦力大导致的容易出现齿刀磨损、变形甚至断裂的情况，并且，由于取消了转盘中轴线上的钻头，有效避免了开孔机卡死的情况，从而给施工带来了方便和避免了潜在的不安全性。进一步地，在一个优选的实施方式中，平口刀头由合金材质制成。采用合金材质制作刀头，可以有效增加刀具的使用寿命。进一步地，在一个优选的实施方式中，平口刀头构造为中空圆柱形结构。采用中空圆柱形结构的刀头，一方面可以提高开孔机的切割效率，另一方面，可以方便开孔机完成切割后将切除部分带出。

　　在一个优选的实施方式中，如图5和图6所示，开孔机3包括用于安装的连接装置34。进一步地，在一个优选的实施方式中，连接装置34包括法兰盘，法兰盘布置在开孔机的底部，并且法兰盘上设有第一密封装置。通过设置在开孔机底部的法兰盘等连接装置，可以使得开孔机在施工过程中安装便捷、稳定牢靠。

　　本发明实施例的钢管不停水开叉接驳施工方法，具体地，在步骤二中、首先将法兰盘11与预制好的三通管道1进行焊接，再组对到开叉接驳的母管上，组对时考虑支管的方向，并且组对焊接后方便板阀2和开孔机3的组装，以及供水支管的安装。组对焊接完成后，对焊缝进行x射线无损伤检测，确保三通管道焊接稳固。开孔机3安装时，在组对安装到板阀2上时，确保各个螺栓连接紧密安装的松紧度均匀。开孔机3安装到板阀2上后，用软管连接好排水装置33的密封腔两端的排水管332，并检查连接是否紧密，同时对开孔机进行压力检测。开孔机作业前检查进给装置32中的手动进给盘是否安装牢靠，发现松动应立即重新安装牢固，避免在施工中影响开孔机作业。

　　根据上述实施例，可见本发明采用不停水开叉接驳施工方法，能够缩减施工时间和避免停水对用户的影响，以及提高施工的灵活性。

　　虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求范围内的所有技术方案。

　　技术特征：

　　技术总结

　　本发明提供一种钢管不停水开叉接驳施工方法，其特征在于，包括：步骤一、开挖施工基坑及管道基坑；步骤二、焊制带法兰三通管道及焊接带法兰三通管道；步骤三、组装板阀及开孔机；步骤四、开孔机切割管道；步骤五、关闭板阀、拆除开孔机。能够缩减施工时间和避免停水对用户的影响，以及提高施工的灵活性。

　　技术研发人员：晏先辉;彭家辉;段火云;何剑涛

　　受保护的技术使用者：广州自来水专业建安有限公司

　　技术研发日：2017.11.17

　　技术公布日：2018.04.20