110口径PE燃气管敷设方法

目前城市中压燃气管道穿越工程选用的钢管有无缝钢管和焊接钢管两类：无缝钢管一般选用GB／T8163-2008《输送流体用无缝钢管》，材质为20号钢。焊接钢管一般选用GB／T3091-2008《低压流体输送用焊接钢管》，材质为Q2358。PE燃气管一般选用GBl5558．1-2003《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分：管材》，材质分别为PEl00和PE80，标准尺寸比为SDRll。聚乙烯是无极性的饱和脂肪烃长链聚合物，因此PE燃气管与钢管管材性能指标完全不同。由于聚乙烯材料的蠕变与应力松弛特性，使聚乙烯的强度是时间的函数，单纯材料的力学性能数据对实际工程没有指导意义。长期静液压强度、耐快速裂纹扩展和耐慢速裂纹增长是聚乙烯材料的关键三项力学性能指标。
从管材性能分析，钢管的抗拉强度、屈服极限高，因而管道抗外力破坏、抗扭曲能力强；聚乙烯PE燃气管强度低，但使用寿命长，且优异的耐快速、慢速裂纹扩展性能保证了城市中压燃气管道的性。同时聚乙烯管道断裂延长率非常高，使得管材具有非常优异的柔韧性，良好的柔韧性也使聚乙烯管道具备了优良的抗划痕能力、抗不均匀沉降及抗震性。另外聚乙烯材料特性还决定了它具有优良的耐腐蚀性。影响管道穿越曲线的因素可分为客观条件因素及设计参数因素。客观条件因素即穿越目标的实际状况，包括道路、河流等的宽度和深度、地下障碍情况、地质条件及周围地形条件等不可改变因素。设计参数因素即入土点及出土点的位置和角度、管材选取、弹性敷设管段曲率半径等可变参数。
当穿越位置确定后，管道理想穿越曲线仅与设计参数有关。下面假定某穿越目标宽度为40m，不考虑地下障碍及地质条件，穿越管道公称直径为200mm，分别设计理想穿越曲线。穿越管道弹性敷设段曲率半径主要取决于穿越管道材质。钢管：GB《油气输送管道穿越工程设计规范》第5．1．2条规定，采用弹性敷设时，穿越管段曲率半径不宜小于1500倍钢管外径，且不应小于1200倍钢管外径。那么采用钢管穿越时，钢管外径为219mm，小曲率半径为262．8m。聚乙烯管：CJJ63-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》第6．1．3条规定，聚乙烯管道敷设时，管道允许曲率半径不应小于25倍公称直径。在实际穿越过程中管道曲率半径取决于钻杆的曲率半径。
假设选用钻杆外径为66．68mm，参照钢管弹性敷设曲率半径要求，则钻杆的小曲率半径为80．02m。那么采用聚乙烯管穿越时，管外径为200mm，小曲率半径为80．2m。假定穿越段两侧地形条件良好，任意选取(实际工程应根据穿越管道周围地形确定)。入土角为9°，出土角为6°。根据上面确定的设计参数，绘出钢管理想穿越曲线见图l，聚乙烯管理想穿越曲线见图2。图l、2中，h为穿越深度，单位为m。对比上述两条穿越曲线图，得知采用钢管穿越比采用聚乙烯管穿越的穿越长度长59．91m，穿越深度深2．21m。这主要是因为钢管弹性敷设曲率半径大，从而导致其L2和h增大，而h变大又直接导致L3变大。管道回拖力是管道在回拖过程中产生的摩擦阻力、局部阻力等的组合力。