不停输封堵施工方案

天然气PE管线带压开孔封堵
施工方案
编制：高建国
审核：
审批：
天津大港奥通特种管道工程有限公司
2016年7月20日
方案审批意见表
1.工程概况：
本次施工封堵作业为Φ315*28.6,封堵工程量4封，设计压力1.60MPa,运行压力0.4MPa，工作介质天然气，温度为常温。

材质为PE，管线埋地下1米以下，现场底层为淤泥土质，地下水位比较高，给施工带来一定影响，增加了一定的难度。

本开孔封堵工程介质是易燃易爆的天然气，要求施工人员必须按照施工规范施工，为了安全环保的施工，特编制以下施工组织设计方案，以便于规范科学安全的施工管理。

2.编制依据
根据甲方的各项施工技术要求和工程作业要求，并结合我公司的施工专业的技术要求
编制而成，本《施工方案》在编制过程中参照了以下规范和标准：
2.1建设单位施工委托《Φ315*28.6 工程不停输带压开孔封堵》
2.2《输气管道工程设计规范》GB50251-2003
2.3《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
2.4《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005
2.5《燃气用埋地聚乙稀（PE）管道系统第1部分：管材》GB-15558.1-2003
2.6《燃气用埋地聚乙稀（PE）管道系统第2部分：管件》GB-15558.2-2005
2.7《聚乙稀燃气管道工程技术规程》CJJ63-2008
2.8《管道施工安全规程》Q/CNPC-GD0236-01；
2.9《石油化工建设工程项目施工技术文件编制规范》SH/T 3550-2012
3. 工程技术介绍及施工工艺步骤
3.1封堵工程技术介绍
PE管不停输开孔封堵过程主要是通过专用不停输开孔封堵设备来完成。

它的基本原理是：在PE管道上进行施工作业时，在施工管段两端使用专业开孔封堵设备阻断该管段天然气的流通，作业过程中的不停输、不降压是通过开孔封堵设备上特设的旁通口实现的。

在对施工管段两端进行封堵前，采用旁通管连接架设在施工管段两端的开孔封堵设备上的旁通口，使施工管段两端的天然气得以连通，对施工管段进行封堵后，也可保证天然气正常输送。

将相同规格的开孔机分别安装在机架上，与提前焊接在管段两端的专用PE电熔管件(即PE封堵管件)连接，开孔机旋入PE封堵管件内在待施工管道上方各开出一个孔。

开孔完成后，卸下开孔机，安装封堵器执行封堵。

封堵器将三折式皮碗封堵头下降通过已开好的孔进入施工管道，操纵进给手柄使封堵头张开与管道内壁贴合紧密，封堵头在施工管段两端同时张开，将天然气阻断。

在实行封堵后，封堵头两端管道内的天然气可通过旁通管正常供给下游用户，达到不停输、不降压的目的。

对图1中A点与B点之间的PE管道进行维抢修、改造等施工作业。

作业完毕后，堵塞PE封堵管件上方的孔，拆除机架等设备，
恢复供气。

PE管不停输开孔封堵技术原理见图1。

3．2PE管不停输开孔封堵设备的结构特点
①机架
机架与PE封堵管件的连接见图2(黄色为施工管道，红色为PE封堵管件，其余均属机架)。

机架主要由扇形闸板、上螺纹连接盘、密封法兰盘、两侧支撑板、封堵丝堵(图2中被遮挡，无法显示)、平衡放散装置等部分组成，平衡放散装置包括放散球阀、压力表、平衡阀。

机架的作用是为开孔机、封堵器和下堵器提供支座，同时通过密封法兰盘与PE封堵
管件连接并密封。

在施工作业中，扇形闸板通过上板体表面的开、关指示牌，用六角专用扳手旋转至“开”或“关”档位，可实现闸板的打开和闭合，以便在置换作业设备时截断管内介质，防止外泄。

机架利用两侧支撑板和变径卡环将不同管径的作业管道牢牢卡固，起支撑固定、管道矫圆的作用。

机架上的平衡放散装置的作用在于：当扇形闸板处于关闭状态时，通过放散球阀可放散掉闸板上腔的介质，然后更换作业设备；当扇形闸板需要打开时，按下平衡阀，平衡扇形闸板上下的压力，避免扇形闸板开启时单面受压。

上螺纹连接盘可分别与开孔机、封堵器、下堵器相连接。

密封法兰盘与PE封堵管件的连接套连接，密封法兰盘与连接套的连接配合采用插套式结构，可相对轴向移动。

密封法兰盘的内孔中安装有两道0形密封圈，确保密封可靠，并方便与不同规格的PE封堵管件的连接套连接。

②开孔机
开孔机的结构见图3。

开孔过程中开孔机通过人工手动驱动，实现开孔刀套料切削、钻杆自动进给，无需外接电源。

开孔刀主要由套料刀体、浮动护套、刀柄、中心钻等组成。

开孔刀中心钻与刀柄用弹性销固定，中心钻尾柄与开孔机钻杆用弹性销固定连接，刀体柄部铣有凸台与开孔机钻杆端面凹槽配合，用于传递切削动力，开孔采用套料切削。

开孔机操作简单，开孔速度快，施工作业时间得到大幅度缩减。

③封堵器
封堵器(见图4)由封堵杆、进给手柄、定位扳手、安全挡块、连箱、预紧装置、三折式皮碗封堵头(见图5，收合在连箱内)等零部件组成。

封堵器是在开孔后实行封堵、截断管道介质流通的关键设备，它所实现的效果是PE管不停输开孔封堵技术的关键。

用直插式连接销将封堵头连接到封堵杆底部，送入开好的孔中，用定位扳手调节三折式皮碗封堵头朝向，封堵头正对来气方向后，通过进给手柄打开。

管道中的压力推动三折式皮碗封堵头，致使封堵严密可靠，达到封堵作用。

④下堵器
下堵器由操作手柄、主轴、定位装置、连接盘、内外卡钳等组成。

其作用是在开孔和封堵后，在PE封堵管件的孔中塞入堵塞装置将其密封堵住。

主轴由内外控制杆组成，内外卡钳分别安装在内轴和外轴上，可相对转动，通过操作定位手柄可使内外卡钳处于“下堵”、“定位”、“空位”三个档位，实现管件的下堵提堵、堵塞定位、堵塞与主轴脱离等操作，将堵塞装置固定在PE封堵管件中。

3.2PE管不停输开孔封堵的作业流程
①焊接PE封堵管件
根据现场施工条件，开挖开孔封堵作业坑，清理封堵位置及施工管段附近的土方，保
证作业坑有多方向的安全畅通通道和足够的坡度，便于开展施工。

确定施工管道(以下简称母管)上开孔封堵的位置，做好标记，安装并焊接封堵管件。

在管件的上鞍座内弧面排布有电热丝，通过电熔焊机加热，当温度达到190～230℃时上鞍座与母管配合面完全融合，冷却后成为一体。

融合面强度可达到与母管同等要求。

PE封堵管件是一种专用材料，由防护帽、上鞍座、下托板、堵塞装置、联接板、固定螺钉等组成(见图6、7)。

②安装机架
将连接套旋紧在PE封堵管件上，打开机架内扇形闸板，将机架安放在母管上，将机架上的密封法兰盘与管件连接套对正插入配合。

将机架两侧的支撑板插入机架下方，卡住管道，并用手轮螺钉拉紧连杆，使下托板夹紧在管道上，用蝶形螺母背紧固定好机架。

机架上安装试压板或开孔机，通过机架上放散球阀向内部打入空气，对封堵管件的电熔焊接质量和机架各安装连接处进行气密性测试，试验压力不大于施工管道内的介质压力。

③开孔机的安装和钻孔
开孔机与机架连接盘连接后，将开孔刀完全送入连接盘内腔中，启动平衡阀，打开机架上的扇形闸板，准备开孔。

首先中心钻开孔定心后，顺时针旋转操作手柄，套料刀齿开始切削。

切削时，浮动护套在开孑L前下移到齿尖，并随着开孔的进深上移，将切屑挡入刀体内，可起到防止切屑外露的作用，从而避免刀体在PE管件内挤死，减小切削阻力。

继续开孔直至阻力减小，转动轻松无阻力后，开孔完毕。

按照相反的顺序将开孔刀提起，关闭扇形闸板，放散掉机架上腔气体，拆除开孔机，此时浮动护套防止屑条吊挂，从而造成扇形闸板不能完全闭合。

④对管道进行封堵
选择与封堵管道相对应的三折式皮碗封堵头，采用直插式用连接销与封堵杆连接，将连接好的三折式皮碗封堵头收合进连箱内，安装连箱到机架上。

启动平衡阀，打开扇形闸板，将三折式皮碗封堵头完全送入被封堵管道中，然后将固定卡和预紧装置锁死，再转动进给手柄通过螺母副使堵头通过四杆机构在管内全部打开，形成一个完整圆形，皮碗唇边与管道内壁贴合紧密，管道中的压力推动封堵头上的皮碗，致使封堵更加严密可靠，达到封堵作用。

预紧装置的锁紧螺母通过压紧尼龙球体可锁紧传动轴，并防止管内介质外泄。

三折式皮碗封堵头设计有通气孔，用胶管与封堵杆连通，封堵杆顶端安装有阀门，可以实现封堵管道内气体的放空。

作业中，用临时旁通管将两端设备上的旁通口连通，实现不停输不降压，避免了大面积的停气，减少了经济损失。

作业完毕后，连接机架上的放散球阀和封堵杆顶端阀门，在扇形闸板开启的状态下，可以对作业后的管道进行补气，以平衡封堵头两端的气体压力。

⑤对管段进行施工
连通临时旁通管，放空施工管段内的剩余气体，根据需要对施工管段进行施工作业。

作业完毕后，用硬质胶管连通机架上的放散球阀和封堵杆顶端阀门，在扇形闸板开启的状态下，对作业后的管道进行补气，以平衡封堵头两端的气体压力。

确保施工后的管段不漏气后，反方向转动进给手柄使三折式皮碗封堵头收拢，气体在PE管道内流通。

提起封堵杆，关闭扇形闸板，排空机架上腔和临时旁通管内的气体，拆掉临时旁通管，撤出封堵器。

⑥下堵塞装置
下堵器安装在支架上，平衡压力后，开启支架上的扇形闸板。

操纵下堵器将堵塞装置送入管件孔中的槽内。

下堵器主轴装置设有轴向移动和旋转移动，当轴向移动到位后，操纵手柄向右旋转，将堵塞装置丝扣旋入鞍座三通的母扣内，旋到位置后密封圈密封住天然气，而后退出主轴，撤除下堵器。

拆除机架及两侧支撑板和变径卡环，逆时针旋转退出机架与PE封堵管件的连接套，最后在PE封堵管件上部安装防护帽，并确认旋紧。

堵塞装置留在PE封堵管件中，与密封圈、防护帽组成堵塞密封装置，确保管件整体无气体泄漏。

至此，整个PE管不停输开孔封堵作业全部结束。

4．工艺质量保障措施及质量目标
4.1 质量防范措施
在施工过程中要严格执行各项参照规范的要求,施工准备、施工完毕后要保证不影响管线的正常运行。

4.1.1施工中所用三通、管材、等必须有出厂合格证书及材质单,管件经检验,打压并合格；
4.1.2所有管道组成件在使用前应按设计要求核对其规格、材质和型号；
4.1.3管道组成件在使用前应进行外观检查，其表面质量应符合设计或制造标准的有关规定。

4.1.7所有密封材料应有材质单、产品合格证、标识，不应有气孔、杂质、飞边、毛刺、裂纹等缺陷；
4.1.8施工现场应有足够的作业场地和操作空间，道路应畅通无阻。

4.2 质量保证措施
1.电熔连接
1）电熔连接机具采用电熔焊机，连接时，通电电源的电压和加热时间须符合电熔管件生产厂家的规定。

.2）电熔连接冷却期间，不得移动连接件或在连接上施加任何外力。

3）电熔承插连接须符合下列规定：
4）电熔承插连接管材的连接端应切割垂直，并用洁净棉布擦净管材和管件面上污物，并应标出插入深度，刮除其表皮。

2.电熔焊接的操作
1）管材截取
管材的端面应垂直轴线，在焊接的管材表面上画上标识，（见图F——2），将划线区域内的焊接面刮削，0.1mm～0.2mm深，以除去氧化层。

图F——1截取接头误差图F——2 管材表面划线标识
2）管材与管件承插
在管材上重新画线，位置距端面1/2管件长度。

将洁净的电熔管件与需要焊接的管材承插，保持管件外侧边缘与标记线平齐。

安装电熔夹具，不得使电熔管件承受外力，管材与管件的不同轴度应当小于2%。

3）输出接头连接
焊机输出端与管件接线柱牢固连接，不得虚接。

如果输出端尺寸与管件接线柱尺寸不同，应使用的转换插头。

4）焊接模式设定
按焊机说明书要求，将焊接调整到“自动”或“手动”模式。

5）焊接数据输入
按自动或者手动方式输入焊机数据。

6）焊接
a启动焊接机关，开始计时；
b手动模式下焊接参数应当按管件产品说明书确定。

7）自然冷却
冷却时间应当按管件产品说明书确定，冷却过程中不得向焊接件施加任何外力，冷却后，拆卸夹具。

8）聚乙烯燃气管道连接结束后，应进行接头外观质量检查，不合格者必须返工，返工后重新检查。

5.现场施工组织机构及职责
为保证工程顺利、安全实施，特设带压封堵改造工程项目部，负责指挥施工管理工作。

5.1项目部组织机构及职能图
5.2 组织机构及职责
5.2.1项目部
【项目经理】
【职责】
1）审查施工方案，对整个施工作业进行指导检查、监管和监控；
2）协调处理施工期间现场指挥组上报的各种临时性问题；
3）处理施工期间出现的重大问题；
4）重大事故安全预案的启动。

5.2.2现场指挥组
【组长】王季德
【副组长】王伟
【职责】
1）负责配合施工方案的编制上报，现场统一指挥各作业组实施各项具体工作；
2）负责对施工组进行作业指导，并进行技术交底，严格按工艺流程作业；
3）负责组织对作业人员施工前的安全、环保教育，严格执行安全、环保方面的相关规定；
4）负责协调解决施工作业过程中出现的各种问题，对重大问题提出解决方案，报领导小组审批后执行；
5）负责施工进度的安排及QHSE管理；
6）当意外事故发生时，负责启动相关应急预案。

5.2.3工程技术员
【职责】
1）服从工程现场指挥组的领导，指导施工人员具体作业；
2）负责编写《施工方案及竣工资料》；
3）负责向指挥组上报各施工点的施工情况及进度，并做好记录工作；
4）负责施工期间工艺设备的正常运行；
5）按规定收集和处理数据，分析评价施工质量，并随时向现场指挥组汇报；
6）负责对施工用物资进行检查，确认其合格性和适用性；
7）严格执行相关规定，制止、纠正施工人员的违章作业；
8）施工中，认真填写尺寸计算表、操作记录、施工日志。

5.2.4施工组
【组长】杨少国
【成员】
【职责】
1）贯彻执行公司质量方针，落实项目部质量目标，确保质量管理体系有效实施；
2）在现场指挥组和施工队长的具体领导下，按时按质按量完成交办的各项任务；
3）必须贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针，严格遵守安全操作规程，不违章作业，遵守劳动纪律，严格执行各项安全、质量生产的规章制度的检查活动；
4）协助其它人员完成相关工作。

5.2.5质检员杨武举
【职责】
1）负责施工材料的质量检查与验收；
2）负责施工中各作业环节的质量检查；
3）负责工程质量评定。

5.2.6安全员崔玉海
【职责】
1）负责审查各项作业的安全预案；
2）负责按各安全预案对各作业人员进行现场安全监督与检查；
3）负责现场医疗救护的检查与指导；
4）负责与甲方协商对工作人员进行饮用水安全保护知识、安全施工等培训教育、还有污物的回收事宜；
5）负责对施工点所在地公安、消防、政府部门及附近居民的宣传告之与警戒，以备在出现紧急情况启动安全应急预案时，可在第一时间得到援助；
6）负责应急灭火器与消防车的安排与调遣；
7）负责监督现场作业，对不安全行为要果断纠正，注意监督改善生活条件、保证施工人员身体保健，督促其使用劳动保护用品；
8）负责对施工环境的监测及外来人员、车辆的监督，与甲方协调禁止化学品等有害物质进入施工现场，遇有紧急情况有权下令停工；
9）对存在危及员工生命安全、严重影响施工安全、破坏生态环境的情况，有权下令停工；
10）及时收集、归纳员工提交的隐患报告、提示整改意见，做好事故、事件的调查，分析上报工作。

5.2.7后勤保障员白雪飞
【职责】
1）负责施工及应急抢险临时所需材料设备的组织与现场运送；
2）负责现场人员临时所需物资的联系提供；
3）负责现场生活安排及宣传报道工作；
4）负责安排现场办公和会务安排；
5）负责协调现场所需指挥车辆的安排。

5.2.8应急抢险组
【组长】田雨年
【副组长】杨少国
【职责】
1）负责在施工期间对各管线发生意外事故时的应急抢险；
2）负责整个施工过程中的现场保镖和施工力量增援；
3）负责本职工作范围内的安全。

6．健康、安全、环保（HSE）、管理
HSE作业计划书
6.1 作业地区的社会环境
本次施工地点位于，施工环境良好。

6.2 作业地区的气象
本次施工季节为夏季。

6.3 外部依托
食宿可依托当地的社会资源。

医疗急救可拨打120电话进行急救，一旦遇有火灾拨打119电话请求消防救。

6.4危险因素的识别与控制
在对甲方需改线的管线相关资料及一些相关因素进行全面了解后，项目部特对本次施工作业全过程进行了危险因素的识别（见附件），对识别出的危险因素进行评价，并制定了相应的控制和消减措施，争取使危害降低到“合理实际并尽可能低”的水平。

动火作业风险识别
7.施工现场安全措施7.1安全组织机构
施工方：现场安全负责人：田雨年
现场安全员：崔玉海
监火人：杨少国
7.2 安全职责
甲方全面负责本“施工方案”落实的组织和监督，负责作业许可证的申请。

施工方对落实本“施工方案”全面负责。

监理单位全面负责本“施工方案”落实的监督和检查。

甲方对本“施工方案”的落实负责协调和监督，负责作业许可证的审批。

7.3现场安全措施
7.3.1作业坑开挖土应远离作业坑边缘，作业坑内有人作业期间，作业坑边缘非施工需要不得有人行走、停留，施工方现场安全员负责作业坑的变化监控，发现异常及时采取措施。

作业坑设置安全通道，以利于施工作业人员在异常情况下安全撤离。

7.3.2发电机、配电箱、电焊机每处配备8Kg干粉灭火器2具，用火现场配备8Kg干粉灭火器2具、35 Kg干粉灭火器1具。

7.3.3施工过程中，施工区域外2米设为警戒区，任何非施工人员不得进入。

7.3.4施工现场设置施工公告牌、安全标志、警句齐全，警戒线。

7.3.5施工设备、材料及消防器材，按标准配备齐足，摆放适当，使用方便，确认在有效期内。

7.3.6定期对施工设备进行检查，发现隐患，应立即采取措施。

7.3.7施工前办理开工许可证、作业许可证等相关手续，并得到管理处的许可。

7.3.8保障施工现场安全通道畅通。

7.3.9施工人员一律穿着防静电工作服，佩戴安全帽。

7.3.10设置“严禁吸烟”警示标志。

7.3.11定期检查所有灭火设备。

7.3.12施工前清除作业区内各种易燃物。

7.3.13现场作业完工，施工现场必须做到“工完、料净、场地清”。

7.4 开孔作业安全措施
7.4.1施工人员必须经过培训方可上岗操作。

7.4.2操作人员必须熟知施工所用设备的操作，维修，保养规程。

7.4.3操作人员必须了解本次施工方案及主要施工内容。

7.4.4操作人员必须熟知本“施工方案”施工安全措施和应急预案。

7.4.5施工前认真检查开孔设备，发现问题立即进行修复，设备不能带“病”作业。

7.4.6设备严格按照操作规程进行安装，设备之间的连接要牢靠。

7.4.7在开孔前应对开孔机、开孔结合器、阀门及三通做严密性试验。

7.6 电工作业安全措施
7.6.1电工必须经过专门培训并经考核合格并持有由政府劳动部门颁发的《特种人员（电工）操作证》。

7.6.2严禁带负荷或带故障进行停、送高压断路器。

7.6.3在送电时，应先合总开关，后合分路开关，停电时相反。

7.6.4雷雨时不得进行倒闸操作和更换保险器熔丝工作，也不能进行电器外线作业。

7.6.5带电作业时，应设专人监护，使用绝缘工具，穿戴好个人防护用品。

7.6.6工作时要保证人体与大地之间、与其它相线、零线、导线之间的绝缘良好，保持安全距离。

7.6.7带电导线未采取绝缘措施时，工作人员不得穿越。

应有防止相间断路和单相接地的措施，带电部分只允许在操作者的一侧。

7.6.8操作前应分清零线、火线，选好工作位置搭接导线时，应先接零线后接火线，断开时相反。

不准带负荷接线或断线，并挂好“正在作业，禁止合闸”的标牌。

7.6.9在无价空地段，应采用护套缆线，缆线易损坏线段要采取保护措施。

7.6.10配电线路的每一支路的始端要装设断路开关和有效的短路及过载保护。

7.6.11所有电器设备的金属外壳以及与电器设有连接的金属构架，必须采取保护接地或保护接零。

接地、接零线应使用多股铜线，禁止使用独股铝线。

接地、接零线中间不得有接头，与设备及端子连接必须牢固可靠，接触良好。

接点应设在明显处，导线不应承受
拉力。

7.6.12采用接零线保护的单相220伏电器设备，应设有单独的保护接零，不得利用设备自身的工作零线兼做接零保护。

7.6.13配电箱应坚固、完整、严密，箱门上应喷涂红色“电”字或红色危险标致。

配电箱内所有配线要绝缘良好，排列整齐，绑扎成束并固定在盘面上。

导电剥头不得过长并压接牢固。

配电箱、盘的操作面上的操作部位不得有明露的带电体。

使用中的配电箱内禁止放置杂物。

7.6.14各种开关、熔断器、热继电器等的选择，其额定容量应与被控制的用电设备容量相匹配。

各种开关接触器均应动作灵活，其触点应接触良好，不得存在严重烧灼等现象。

在繁华地段施工，不易采用落地式配电箱。

7.6.15电焊机一次电源线易采用橡胶套缆线，其长度一般不应大于3米，当一般导线应采用塑料软管或胶皮管保护。

7.6.16凡移动式设备及手持式电动工具，必须装设漏电保护装置。

其电源线应使用三芯（单相）或四芯（三相）橡胶套缆线。

接线式缆线护套应放进设备的接线盒，并加固定。

7.6.17发电机组必须保持完好，设专人管理，做好运行中的巡查。

所有电器设备必须达到“一机一闸一保一护”，漏电保护器的配备应与用电设备相匹配。

7.6.18凡露天使用的电器设备，应有良好的防雨性能或有妥善的防雨功能。

7.6.19电工工具的使用、设备的保护：电工所使用的便携式电工工具应使用合格的绝缘性能良好的。

为维护设备应当有接地保护措施。

7 材料及设备的搬运与储存作业安全措施
7.7.1设置专人、专车负责材料运输，运输过程中驾驶人员应严格执行交通管理部门的规定。

7.7.2运输车辆进入站场要配带防火帽。

7.7.3存放区内的通道至少要有1米宽且不能用于贮物，材料和设备均不能摆放在安全通道上。

7.7.4在存放区应放置灭火器，并有专人监管。