非開挖定向穿越技術(shù)在熱網(wǎng)工程中的應(yīng)用

王秋月 劉青華

摘 要：文章根據(jù)作者多年工作經(jīng)驗，對熱網(wǎng)工程中的非開挖定向穿越技術(shù)進(jìn)行了分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：非開挖；定向穿越技術(shù)；熱網(wǎng)工程

中圖分類號：TU 996.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）32-0058-02

1 非開挖定向穿蒸汽越管在設(shè)計中應(yīng)注意的事項

1.1 在非開挖定向穿越設(shè)計前的準(zhǔn)備工作

除河流的水文資料、地下管線、搜集地質(zhì)的水文資料外，應(yīng)到現(xiàn)場實地踏勘，確認(rèn)管道周邊是否有障礙物以及管道的敷設(shè)位置，業(yè)就是非開挖定向穿越管的穿越深度。必須把非開挖定向穿越管的穿越深度設(shè)計在河底標(biāo)高和管線下地面的1.5 m以下，以防止今后道路河道清淤、其它施工時挖泥船損壞管道。

1.2 管道補(bǔ)償方式

考慮到套筒式補(bǔ)償器是容易發(fā)生泄漏的部件，因此在過河沉管管段宜優(yōu)先考慮采用自然補(bǔ)償方式，若管系無法自然補(bǔ)償，宜將補(bǔ)償器設(shè)置在架空管道（僅限旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器形式的補(bǔ)償，且盡量不使用），建議放置在水平架空管段上，若補(bǔ)償器發(fā)生問題時可及時處理和更換。

1.3 支座在管道內(nèi)的設(shè)置

①固定支座：建議應(yīng)盡量不設(shè)置固定支座在埋地管中，如必須設(shè)置，為防止熱橋的傳遞，應(yīng)采用內(nèi)固定支座，并控制外套管溫度在70 ℃以下，一般采用錐角設(shè)計為30 °的圓錐形。因為管道內(nèi)固定支座的外表面溫度（約70～105 ℃）一般比較高，將可能造成防腐損壞出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象，并影響外套管的防腐效果，從而縮短沉管使用年限。

②滑動支座：滑動支座應(yīng)采用高效隔熱管托以有效避免熱橋效應(yīng)，應(yīng)具有足夠強(qiáng)度以支撐管道自重。安裝時應(yīng)預(yù)先根據(jù)管道的熱膨脹方向（50%的熱伸縮量），進(jìn)行反方向偏裝。

③導(dǎo)向支座：為保證在軸向方向內(nèi)工作鋼管能夠自由滑動，應(yīng)避免在膨脹時內(nèi)工作鋼管出現(xiàn)卡阻，外護(hù)套管內(nèi)壁與導(dǎo)向支座的結(jié)合處應(yīng)采取倒角措施。

1.4 管材的選用

在材料選用方面，考慮到管道今后無法維修，應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量控制，建議采用GB/T 8163-2008流體無縫管作為內(nèi)工作鋼管，采用雙面埋弧螺旋焊管來做外套管，材質(zhì)為Q235B加工生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《石油天然氣工業(yè)輸送用鋼管交貨技術(shù)條件第一部分：A級鋼管》。在選用時宜適當(dāng)加厚外套管壁厚的同時，要考慮在吊裝時管道強(qiáng)度和受力。

1.5 疏水的設(shè)置

疏水利用背壓疏水原理，疏水必須在芯管汽流爬高處前設(shè)置，為防止異物卡堵，疏水集水井應(yīng)加大加深，保證沉管運行安全，建議疏水管徑應(yīng)加大在φ57以上，適當(dāng)提高壁厚。為避免由于管道低頻震動、水沖擊造成焊縫開裂，集水裝置與疏水管連接處應(yīng)進(jìn)行焊接補(bǔ)強(qiáng)處理，并有效避免集水裝置與疏水管連接處的點腐蝕問題。同時，建議設(shè)置一組疏水裝置在蒸汽進(jìn)入非開挖定向穿越管前，以防止蒸汽管內(nèi)出現(xiàn)前段蒸汽所攜帶的冷凝水，為避免沉管內(nèi)積存大量冷凝水，需及時排放前段冷凝水，以防發(fā)生水沖擊現(xiàn)象。

1.6 保溫選用

保溫結(jié)構(gòu)的選用，外套管的表面溫度建議控制在50 ℃以下，需要應(yīng)嚴(yán)格控制，可采用憎水性保溫材料（如高溫玻璃棉 48 kg/m3），同時在外層再采用一層鋁箔，保溫材料中間加設(shè)鋁箔反射層。

1.7 外套管防腐

目前的防腐工藝主要有玻璃鋼工藝、環(huán)氧粉末噴涂工藝、聚脲防腐工藝、3PE防腐工藝、特加強(qiáng)級三布五油環(huán)氧酶瀝青防腐工藝，考慮的工藝的成熟、致密性能及耐溫性能，防腐建議采用聚脲工藝，首先為達(dá)到Sa2.5（近白級），需對外鋼管進(jìn)行噴砂處理，然后進(jìn)行聚脲噴涂?？紤]到腐蝕可能加劇，立管在水面上下位置，噴涂厚度宜在1.0 mm以上，此處防腐應(yīng)進(jìn)行加厚處理，應(yīng)考慮加設(shè)犧牲陽極的陰極保護(hù)裝置，并現(xiàn)場進(jìn)行5 000 V電火花試驗合格。

1.8 吊耳設(shè)置

輔助吊耳和主吊耳應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)置，為保證管道吊裝。為避免影響施工，穿越前必須將吊耳割除。

2 非開挖定向穿越蒸汽管在預(yù)制時應(yīng)注意的事項

為保證管道加工質(zhì)量，蒸汽管道原則上應(yīng)由有經(jīng)驗的埋地管道廠商在工廠內(nèi)進(jìn)行分段預(yù)制，并送到現(xiàn)場進(jìn)行組裝。

2.1 焊接質(zhì)量的控制與檢驗

①管子坡口后，應(yīng)將坡口及其內(nèi)外側(cè)表面不小于10 mm范圍內(nèi)的油漆、銹垢、毛刺等清理干凈，且不得有裂紋、夾層等缺陷。②蒸汽管道及管件的所有焊縫全部采用氬弧打底、電弧焊蓋面，焊接前需用棉紗球清理管內(nèi)壁，保證蒸汽管邊內(nèi)部清潔無臟物。③為降低或消除焊接接頭的殘余應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂紋，改善焊縫和熱影響區(qū)的金屬組織與性能，應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱。預(yù)熱時，應(yīng)使焊口兩側(cè)及內(nèi)外壁的溫度均勻，防止局部過熱。焊前預(yù)熱的加熱范圍，以焊口中心為基準(zhǔn)，每側(cè)不小于壁厚的3倍。④工作鋼管要求100%的Xray射線無損探傷，達(dá)到Ⅱ級片及以上為合格，外管應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷，并進(jìn)行單獨水壓和氣密性性試驗合格。同時應(yīng)加強(qiáng)對集水井、疏水管道焊接監(jiān)督并進(jìn)行Xray射線拍片。⑤焊接外套管時應(yīng)注意保護(hù)內(nèi)部的保溫材料不被灼燒。⑥室外施焊時，雨季應(yīng)采取防護(hù)措施，制作防雨棚，確保焊接質(zhì)量。⑦由于非開挖定向穿越地埋管道工程焊接要求高，為保證焊接質(zhì)量，在實施時宜、組織具有多年豐富施焊經(jīng)驗的焊工進(jìn)行施工。

2.2 管道試壓

在管道預(yù)制完成，吊裝前應(yīng)對外鋼套管作氣密性試驗和對內(nèi)工作鋼管進(jìn)行水壓試驗，試壓時按設(shè)計要求執(zhí)行，試驗壓力為0.2 MPa。

2.3 吊耳的制作

對管道吊裝時，應(yīng)設(shè)置專用吊耳，并在吊耳處應(yīng)進(jìn)行加強(qiáng)，以防止損傷外套管。同時應(yīng)對吊耳進(jìn)行防腐處理。

2.4 外套管防腐

聚脲工藝應(yīng)盡量避免冷涂，考慮采用熱噴涂工藝，在噴涂前應(yīng)清除外套管上的焊渣和污物。

3 蒸汽管初次投運時應(yīng)注意的問題

蒸汽管道在初次投運前，可利用背壓原理，應(yīng)及時將芯管內(nèi)的水盡量排干，管道內(nèi)的存水可通過采用低壓蒸汽緩慢排干，并定期巡檢維護(hù)。

暖管時，本段管道內(nèi)蒸汽流速需要注意，不宜過慢或過快。過慢易使管道內(nèi)蒸汽冷凝；過快易造成水擊，對管道產(chǎn)生破壞。

4 非開挖定向穿越的形式的比較

4.1 非開挖定向穿越頂管施工的優(yōu)點

對管道施工的空間要求不是十分嚴(yán)格，只需在穿越段的兩端有5～6m的開挖空間便可，即沉井開挖空間。頂管工藝首先要在頂管前，在定向穿越段的兩端各預(yù)置個滿足穿越深度的沉井。

4.2 非開挖定向穿越頂管施工的缺點

本施工工藝成本較大，施工周期較長，一般需要20多天。且施工成本較高，穿越段兩端的沉井的制作安裝費、沉井的井點降水費等輔助費用，都是使該工藝成本增加的原因。

4.3 非開挖定向穿越牽引施工的優(yōu)點

本施工工藝施工成本較低，施工周期短，一般僅需要 4～5 d。對地埋管與架空管連接處的工作井要求不高。

4.4 非開挖定向穿越牽引施工的缺點

本工藝需要有足夠的工作場地預(yù)置埋地蒸汽管道。水平鉆機(jī)鉆桿在牽引過程中，將形成一定弧度，蒸汽管道也隨之形成一定弧度，其弧度為大小為水平鉆機(jī)鉆桿的行程曲率半徑。工作管道補(bǔ)償，受到管道在運行時，弧度的形成。為避免埋地管道外套管擠壓與管出地埋時，必須將外套管加大尺寸。

城鎮(zhèn)集中供熱隨著國家節(jié)能減排政策的推廣， 得到 大力的發(fā)展 ，在熱網(wǎng)工程中非開挖定向穿越技術(shù)將發(fā)揮巨大作用。通過先進(jìn)的設(shè)計、高質(zhì)量的施工，使得本技術(shù)在供熱工程得到廣泛應(yīng)用和大力推廣，為節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 季為軍.非開挖定向穿越技術(shù)在集中供熱工程中的應(yīng)用[J].區(qū)域供 熱，2011，（5）.