試論城市直埋供熱管道施工技術

薛世昌

(山西省工業(yè)設備安裝有限公司，山西 太原 030032)

0 引言

供熱管道在過去傳統(tǒng)的地溝敷設上體現(xiàn)出了很多的不足之處，需要占用大量的空間，同時在管道的后期維修上也相對麻煩。但是隨著技術的改進以及城市發(fā)展的需要，直埋式的供熱管道已經(jīng)被應用到城市供熱當中。在長期的技術改進中使得預制保溫施工技術得到了很大的發(fā)展，同時直埋敷設技術在我國已經(jīng)成熟，得到了推廣和應用。

1 直埋供熱管道應用

1.1 無補償直埋敷設技術

所謂的無補償直埋敷設技術就是指在供熱管網(wǎng)工程中采取的是高溫水沒有補償?shù)闹甭穹椒ǎ唧w要求是:將供熱的水溫設計為115 ℃，水壓達到1.4 MPa，選用的最大管徑是600 mm，此時的熱水管供熱半徑是8 km，整個管線的延線長度為15 km，材質要求是Q235 鋼，管頂?shù)穆裨O深度要求是1.1 m～2.0 m。當然要根據(jù)所在區(qū)域的實際情況進行靈活的參數(shù)調整，對于一些需要在河道中進行敷設的管網(wǎng)，為了減少可能的固定墩和敷設補償器事故，要對該區(qū)域無補償敷設需要的管道的壓力和應力等進行嚴格的分析和計算，如果不在前期進行對應的科學計算和分析很可能會造成嚴重后果。

1.2 有補償直埋敷設技術

對于有補償?shù)闹甭穹笤O技術需要的條件:此時的水溫要求為120 ℃，水壓應該達到1.6 MPa，最大管子的直徑為900 mm，同樣需要采用Q235 鋼材質，管頂?shù)穆裨O深度要求是1.3 m～2.5 m。在實際的供熱中水溫比較高而且地形高度差也比較大，所以要想滿足管道的穩(wěn)定性，需要采取有補償?shù)闹甭穹笤O方法，進行管道供熱。在設計中要將管徑大頭的一端設固定墩，將補償器設置在管徑比較小的一側。由于管徑是比較大的，而且鋼管的殼體又相對較薄，所以實際施工中一定要對管道的局部進行穩(wěn)定性核算。管道內的最大扭向在固定墩處的位置會出現(xiàn)應力作用，所以要對固定墩進行相應的技術核算。

2 設計方法

2.1 無補償冷安裝直埋敷設

對于無補償冷安裝，首先要采用應力分析方法進行管道的應力驗算。這里的應力分類方法要根據(jù)實際情況來定，例如不同的負荷產(chǎn)生的應力形態(tài)和可能對管道造成的破壞影響，對于不同的形態(tài)應力要在前期給予不同的限定值。在對此項工程進行應力分類中，應力計算分為一次應力、二次應力以及最大的峰值應力。對于以上的應力要采取彈性分析方法、疲勞分析理論等分析，整個計算過程相對復雜。

2.2 有補償直埋敷設

對于有補償?shù)闹甭穹笤O設計，需要采取彈性分析方法，進行一系列的應力驗算。但是不需要對應力進行分類，而是將各種負荷產(chǎn)生的負載進行應力疊加。在實際應力計算中只需要進行綜合應力計算，來驗證這個應力對管道系統(tǒng)可能造成的影響，這樣在計算過程中比較簡單。彈性分析理論主要是以各種負載引起的應力以及應變在一個彈性范圍內進行安全的考量，需要考慮的是在任何一個橫截面上都不能超過鋼材的允許應力。

3 直埋供熱管道施工

3.1 直埋管段基坑開挖

在施工中首先要根據(jù)中心樁和施工圖紙進行溝槽放線。然后根據(jù)放線的位置進行溝槽開挖。溝槽挖好后，需要對溝槽的兩側設置對應的擋水護堤，必要情況下還要找專人對溝槽進行雨天巡視。在前期用潛水泵對溝槽進行排水，防止在施工中有雨水和地下水進入到溝槽當中。對于一些比較特殊的地段，出現(xiàn)土質比較差，地下水位比較高的情況，一定要在前期設定好對應防護措施。在基坑的挖掘施工中一定要根據(jù)中心線、標高以及橫斷面來進行施工操作，要嚴格按照圖紙標準來進行施工。溝槽挖好后將中心線放入到槽的底部，然后將中心線樁埋設到溝槽當中，在溝槽設置上標高樁。要根據(jù)槽底中心線和標高樁進行修邊清理工作，對槽底進行檢查，一定要保證符合實際設計的值，同時做好以上驗收記錄過程。經(jīng)過驗收后，需要對上方進行鋪設砂土，砂土中不能摻雜任何雜物，并且要對此時的水分含量進行控制，一般情況下要控制在8%～12%之間。由于此次施工采取的是分段施工方法，所以就會出現(xiàn)一定的接頭，而接頭處的處理方法是要做成斜坡的形式，斜坡的高度要求與實際的標高相比不能超過15 mm，此時的表面平整度偏差也要進行控制，一般不能超過21 mm。對于砂土水分含量要求是一定要進行灑水濕潤，直到水分達到要求后再次進行施工。需要對砂石的表層進行覆蓋，然后再用平板的振動器進行夯實，直到達到要求才可以下管。

3.2 墊層施工

對墊層面的標高進行測量，要根據(jù)實際情況來定，比如墊層的尺寸，結構大小等方面，然后每隔4 m～5 m 的位置設置一個對應的高程控制樁。這樣掛線就有了依據(jù)，根據(jù)墊層面標高來定的，對于墊層材料的攤鋪需要進行人工來完成，完成以后要檢查平墊層，確認符合要求時，再對此處進行夯實處理，夯實過程要根據(jù)施工的進度來決定是否采取人工操作。要保證槽底要與墊層寬度保持一致。完成以上工作后一定要對砂墊層的厚度進行檢查，只有符合要求后才能進行接下來的工作。

3.3 套管安裝

對于套管的安裝一定要做好前期準備，比如在施工前要做好檢驗工作，確認合格才可以進行接下來的工作;接下來可以進行放樣，當然在放樣之前同樣需要進行測量，確認最標準的放樣位置，需要通過檢測然后找出井的管道中線以及對應的中心點。然后根據(jù)中心點和管道中線的實際位置來確定掛線的位置，只有保證了邊線的位置準確才可以很好的控制管道的鋪設走向和高程。

然后根據(jù)在初期設計的圖紙中預制管構件要求，來選擇合適的制管構件，根據(jù)前期設計管道的尺寸和質量要求對這些管道的質量進行驗收。對于施工中的運輸裝備一定要選擇合適的運輸工具，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況將需要的各種設備放在合適的位置上，然后用吊車將大型的管道放置在相應的位置上，讓工人將管道移動到對應位置后再進行安裝。

對于下管的安裝采取從下游到上游的方式進行管道安裝。同樣需要采用相應的吊機將下管道吊到對應的位置，安排專業(yè)人員對以上施工過程進行現(xiàn)場指揮。確保管道放置位置正確，安全放到位。將套管的下管吊到對應的位置時，先將位置調整好，然后根據(jù)中心線進行對應校對，在管道的兩邊用準備好的磚塊或者是石頭砌穩(wěn)當，確保管道不會出現(xiàn)移動現(xiàn)象。最后再一次檢查流水的高程，直到達到施工的技術要求，然后才能進行最后的接管工作。

3.4 直埋供熱管安裝

由于前期設計中對于直埋管道的坡度是有要求的，所以需要保證在2‰以上。此時可以在高處設置相應的放氣閥，且需要將放水閥設置在低處。一些主干管道需要安裝分支管道，此時要根據(jù)具體的要求，在分支管上設置相應的固定墩、彎道補償器以及軸向補償器。對于直埋管道上安裝的閥門承受的負載壓力一定要在管道軸向負載承受力以內，目前國內對于這部分，基本上都是采取鋼制閥門，所以對于這部分的連接一般都是采取焊接的方法來完成。而對于固定墩和補償器設置位置一般要放置在變化比較大的管道壁處，然后將固定墩設置在管壁比較厚或者是管道直徑比較大的管道一側。對于管道的焊接，一般是采用手工焊接方法，用電弧焊進行焊接，要選擇技術純熟的焊接工人。焊接過程中一定要按照高質量的工藝要求進行焊接，焊接完成后要對焊接部位進行質量評定，檢查合格后才能進行下一個接口的焊接。在焊接中需要很高的焊接技術，一般采用坡口雙面焊接方法焊接形狀是X 形，由于焊接面的復雜程度，所以需要進行四層焊接，主要包括外部三層和內部一層。在以上的焊接過程中，需要詳細的記錄整個焊接過程，發(fā)現(xiàn)問題時一定要采取對應的措施。

4 直埋供熱管道施工中應注意的問題

在管材的選擇上要選擇具有抗疲勞性的管材。不僅要具有很好地塑性同時還要具有容易焊接的特性。在實際施工過程中一定要避免使用不同型號的管道。在路線的選擇上要考慮到便于施工，在不影響管網(wǎng)功能的情況下盡可能的縮短管道的整體長度，減少補償器的數(shù)量。對于直埋管的補償器設置要求，需要注意的是直埋與地溝的連接處、管道分支位置的安裝和參數(shù)對比，防止由于前期處理不當導致可能出現(xiàn)的后續(xù)問題給施工帶來安全隱患。

5 結語

城市采用直埋供熱的方式進行供熱管道埋設是非常適合的，同時由于技術的改進，直埋管道技術已經(jīng)比較成熟，適合在城市中推廣應用。在城市中對于那些地下水位比較高而且城市建筑密度比較大的區(qū)域比較適合。在此次施工中采取了直埋供熱管道施工技術，保證了整個施工過程安全、快速的進行，值得在以后的施工中推廣和應用。

［1］侯險峰，孫麗娜.淺談室外供熱直埋保溫管道施工技術［J］.黑龍江科技信息，2013(10):258.

［2］石 磊.試論發(fā)電廠直埋供熱管道的設計與施工［J］.科學與財富，2013(5):210-211.

［3］黃 寒.試論城市排水管線的施工技術管理［J］.現(xiàn)代物業(yè)(旬刊)，2012(11):68-69.

［4］牟守國.試論城市給排水管線的施工技術管理［J］.世界華商經(jīng)濟年鑒·城鄉(xiāng)建設，2013(12):110-111.