供熱熱水管道管廊敷設(shè)方式研究進(jìn)展

范輝， 王飛， 王國(guó)偉， 雷勇剛， 張建偉， 李海東

(1. 太原理工大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 山西 太原 030024; 2. 太原市熱力公司， 山西 太原 030000)

供熱熱水管道管廊敷設(shè)方式研究進(jìn)展

范輝1， 王飛1， 王國(guó)偉1， 雷勇剛1， 張建偉2， 李海東2

(1. 太原理工大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 山西 太原 030024; 2. 太原市熱力公司， 山西 太原 030000)

綜述熱水管道傳統(tǒng)敷設(shè)方式現(xiàn)狀，對(duì)管廊熱水管道的現(xiàn)行敷設(shè)方式及存在的主要問(wèn)題進(jìn)行探討.依據(jù)熱水管道有補(bǔ)償直埋敷設(shè)向無(wú)補(bǔ)償冷安裝直埋敷設(shè)的研究進(jìn)展，提出管廊熱水管道無(wú)補(bǔ)償架空敷設(shè)方式，取消補(bǔ)償器的設(shè)置，增加管網(wǎng)運(yùn)行安全性與可靠性.分析管廊熱水管道無(wú)補(bǔ)償架空敷設(shè)可能存在的主要問(wèn)題，提出管廊熱水管道無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)的理論與工程設(shè)想解決方案.

供熱管道； 敷設(shè)方式； 綜合管廊； 無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)

市政集中供熱是我國(guó)北方城市冬季采暖的主要方式[1].隨著熱電聯(lián)產(chǎn)供熱形式的出現(xiàn)并迅速發(fā)展，其熱源的供熱能力、供熱半徑和管道管徑不斷突破[2]，熱水采暖管道的敷設(shè)方式也不斷發(fā)展.本文綜述熱水管道傳統(tǒng)敷設(shè)方式現(xiàn)狀，并對(duì)管廊熱水管道的現(xiàn)行敷設(shè)方式及存在的問(wèn)題進(jìn)行探討.

1 熱水管道敷設(shè)方式

1.1熱水管道傳統(tǒng)敷設(shè)方式

傳統(tǒng)的熱水管道敷設(shè)方式主要分為：地上架空敷設(shè)、地下管溝敷設(shè)和地下無(wú)溝敷設(shè)即直埋敷設(shè)[3].

20世紀(jì)70年代前，我國(guó)大多熱水管道采用地溝及架空敷設(shè)，個(gè)別小管徑管道也采用油布防護(hù)[4]或填充礦渣棉、預(yù)制泡沫混凝土瓦塊等保溫材料[5]的直埋敷設(shè)；80年代，隨著北歐管道直埋技術(shù)的引進(jìn)，小管徑管道雖由地溝、架空向直埋敷設(shè)方式發(fā)展，但大管徑管道仍以架空或地溝敷設(shè)方式為主[4]；90年代中期至今，我國(guó)集中供熱事業(yè)發(fā)展迅速，管網(wǎng)建設(shè)規(guī)模趨于大、中型化，管道無(wú)補(bǔ)償直埋技術(shù)結(jié)合我國(guó)國(guó)情不斷發(fā)展，日趨成熟，管網(wǎng)的敷設(shè)方式逐漸以無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)為主[5].

1.2傳統(tǒng)敷設(shè)方式的弊端與管廊熱水管道敷設(shè)方式

地上架空敷設(shè)將管道安裝于地面或附墻支架上[3]，是我國(guó)過(guò)去經(jīng)常采用、較為經(jīng)濟(jì)的敷設(shè)方式.但同時(shí)也存在占地面積大、不美觀、易受自然氣候侵蝕、管道熱損失大等缺點(diǎn)[6].尤其在發(fā)展較早的老工業(yè)區(qū)，架空管道保溫管材質(zhì)量差、管網(wǎng)運(yùn)行溫度高、工作環(huán)境惡劣、年久失修等問(wèn)題突出，導(dǎo)致保溫層脫落，管道腐蝕嚴(yán)重，事故頻發(fā)[5].

管道的地下敷設(shè)方式不影響市容和交通，在城鎮(zhèn)集中供熱發(fā)展中得到廣泛采用[3].地溝敷設(shè)方式將管道敷設(shè)于地下圍護(hù)構(gòu)筑物中，受到地理環(huán)境影響，會(huì)造成地溝內(nèi)常年或季節(jié)性積水，加大保溫材料傳熱，并導(dǎo)致管道銹蝕[7].管道地下直埋敷設(shè)方式以管道安裝為主，具有施工周期短，工程造價(jià)低，熱損失小，防腐、絕緣性能好，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在城鎮(zhèn)集中供熱管網(wǎng)敷設(shè)中得以大力推進(jìn)[5].但隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市地下工程管線的敷設(shè)問(wèn)題日益突出，尤其是近年來(lái)大雨內(nèi)澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件頻發(fā)[8].目前，城市地下空間的開(kāi)發(fā)和利用工作已全面展開(kāi)，提出了建設(shè)城市地下綜合管廊的戰(zhàn)略決策.

市政熱水管道作為綜合管廊中的管線之一，其輸送熱水介質(zhì)使管廊內(nèi)溫度升高，會(huì)造成管廊內(nèi)環(huán)境的熱污染.因此，熱水管道不應(yīng)與輸送可燃、腐蝕性氣體的管道同艙室敷設(shè)[9]；管線敷設(shè)時(shí)，應(yīng)將熱水管道與其他熱敏感管線分艙室收容或滿足充分間距要求[10]，且不能同電力電纜同倉(cāng)敷設(shè)[11].然而，城市地下綜合管廊的建設(shè)處于研究探索和試驗(yàn)階段，對(duì)管廊內(nèi)供熱熱水管線的布置仍沿襲地溝敷設(shè)的方法，沒(méi)有考慮綜合管廊構(gòu)筑物的特點(diǎn)，管線布置技術(shù)細(xì)節(jié)問(wèn)題尚未考慮，存在思想交流不足、法律規(guī)范匱乏和設(shè)計(jì)不完善等問(wèn)題，工藝水平有待提高.

2 管廊熱水管道的敷設(shè)設(shè)計(jì)

2.1管廊熱水管道現(xiàn)行敷設(shè)方式存在的問(wèn)題

市政熱水管道納入地下綜合管廊，應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)管線設(shè)計(jì)[11].對(duì)于管廊熱水管道的敷設(shè)設(shè)計(jì)并沒(méi)有技術(shù)層面上的規(guī)定，相關(guān)具體的設(shè)計(jì)理論和權(quán)威的設(shè)計(jì)規(guī)范方面幾乎處于空白狀態(tài).由于敷設(shè)環(huán)境與傳統(tǒng)可通行地溝相似，各地在建的和已經(jīng)建好的管廊熱水管道仍沿襲傳統(tǒng)地溝與架空敷設(shè)供熱管道有補(bǔ)償敷設(shè)的設(shè)計(jì)方法.其敷設(shè)設(shè)計(jì)主要通過(guò)劃分補(bǔ)償段，計(jì)算管段補(bǔ)償量，根據(jù)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)選擇合適的補(bǔ)償方式和補(bǔ)償器類(lèi)型，并計(jì)算固定支架推力[12].這樣管網(wǎng)中就不可避免地需要設(shè)置大量補(bǔ)償器，把剛性的供熱管網(wǎng)分割為多段柔性連接的管段.為了保證柔性管件-補(bǔ)償器不被軸向撕裂，必須設(shè)置推力較大的固定墩.盡管如此，補(bǔ)償器仍是供熱管網(wǎng)最為薄弱的環(huán)節(jié)，可靠性較差，增加了管網(wǎng)事故的發(fā)生概率，降低供熱管網(wǎng)運(yùn)行的安全水平和防災(zāi)抗災(zāi)能力.

除此之外，地下綜合管廊內(nèi)作為供熱動(dòng)脈的熱力管道，補(bǔ)償器的大量使用既增加了初投資，也增大了供熱管網(wǎng)的熱損失，降低了管網(wǎng)的輸送效率，造成管廊內(nèi)環(huán)境的熱污染；管廊內(nèi)設(shè)置過(guò)多的補(bǔ)償器增加了管網(wǎng)泄漏的可能性，運(yùn)行中要派專(zhuān)人定時(shí)巡查，運(yùn)行管理成本較高，維護(hù)工作量較大.由于地下綜合管廊的規(guī)劃存在不同種類(lèi)專(zhuān)項(xiàng)管線的共艙收容，供熱管道一旦發(fā)生泄漏，引起熱水介質(zhì)的泄漏汽化問(wèn)題，無(wú)法及時(shí)排出急劇增加的大量高溫水及汽化產(chǎn)生的大量水蒸氣，造成管廊內(nèi)管線維護(hù)人員呼吸道受損，危害人身安全，增加搶修難度，拖延搶修進(jìn)度；同時(shí)，還影響共艙室管線和電纜的安全運(yùn)行，影響管廊運(yùn)行的可視化監(jiān)控.

2.2管道應(yīng)力計(jì)算依據(jù)

2.2.1 我國(guó)管道應(yīng)力計(jì)算的依據(jù) 對(duì)熱水管道而言，應(yīng)力計(jì)算是管道工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ).隨著應(yīng)力分析理論和試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，熱水管道從有補(bǔ)償直埋敷設(shè)發(fā)展為無(wú)補(bǔ)償冷安裝直埋敷設(shè)，并表現(xiàn)出優(yōu)越的管道布置形式、較低的施工難度、運(yùn)行工作量少及經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)集中供熱工程中得到了廣泛應(yīng)用[13].熱水管道無(wú)補(bǔ)償冷安裝直埋敷設(shè)采用應(yīng)力分類(lèi)法進(jìn)行管道應(yīng)力驗(yàn)算[14]，將各種載荷產(chǎn)生的應(yīng)力根據(jù)起因、作用范圍和性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，采用不同的強(qiáng)度條件控制[5,14]，有利于充分發(fā)揮鋼材潛能，降低管道事故概率.地上架空敷設(shè)與地下地溝敷設(shè)熱水管道受力計(jì)算參照CJJ 34-2010《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[15]，規(guī)定地上與管溝敷設(shè)供熱管道的許用應(yīng)力計(jì)算、管道壁厚設(shè)計(jì)、補(bǔ)償量計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算條件參照DL/T 5366《火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)程》[15].

2.2.2 國(guó)外管道應(yīng)力計(jì)算依據(jù) 國(guó)外集中供熱發(fā)展較早，丹麥、芬蘭、瑞典等北歐國(guó)家的供熱技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，對(duì)直埋敷設(shè)方式研究較多[16].主要通過(guò)限制極限荷載保證管道安全運(yùn)行，涉及地上架空敷設(shè)和地溝敷設(shè)管道應(yīng)力計(jì)算資料相對(duì)較少[17]，但對(duì)壓力管道的研究理論較為成熟，包括內(nèi)壓和熱應(yīng)力作用下管道的受力破裂[18-19]、受壓彎頭的疲勞壽命分析[20]、大直徑壓力管道在應(yīng)力集中情況下的壓力腐蝕破壞[21]等涉及壓力管道及其管件的研究.俄羅斯區(qū)域供熱管網(wǎng)應(yīng)力和地震分析標(biāo)準(zhǔn)[22]采用應(yīng)力分類(lèi)法，規(guī)范了管道地下與地上敷設(shè)方式.美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)B 31-2016《ASME壓力管道規(guī)范》[23]根據(jù)壓力管道的不同類(lèi)型，對(duì)電廠、化工、集中供熱和供冷等輸送管道的設(shè)計(jì)有不同要求；基于應(yīng)變的X80大管徑油氣輸送管線設(shè)計(jì)通過(guò)位移控制荷載，保證管道安全運(yùn)營(yíng)的前提下，允許管道應(yīng)力超過(guò)屈服應(yīng)力[24].

2.3管廊熱水管道無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)技術(shù)條件

1982年，梁恒謙[25-26]提出交通-管道兩用隧道中輸油管道的無(wú)補(bǔ)償直線敷設(shè)方法，并在渾河水下隧道工程中得到應(yīng)用.長(zhǎng)輸油氣管道遇到天然或人工障礙，以及復(fù)雜水文地質(zhì)條件，采用無(wú)補(bǔ)償器地上跨越[27]，跨距不大時(shí)，常采用最簡(jiǎn)單的無(wú)補(bǔ)償梁式直管跨越[28].這種管道無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)，利用管道自身承受溫度及內(nèi)壓引起的應(yīng)力.地上彈性曲線管道，將管道軸線沿曲線敷設(shè)，利用管道伸縮及彎曲性能吸收管道熱膨脹[26].可見(jiàn)輸油管道非直埋無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)已有工程實(shí)例，理論上也為管廊熱水管道無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)提供了一定的參考.

管廊熱水管道的無(wú)補(bǔ)償架空敷設(shè)，應(yīng)根據(jù)管道敷設(shè)特點(diǎn)，進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算，保證在設(shè)計(jì)和工作條件下，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性.管道應(yīng)力校核，采用應(yīng)力分類(lèi)法[5,14]，根據(jù)不同的強(qiáng)度控制條件，驗(yàn)算管道應(yīng)力.參照壓力管道應(yīng)力分析[29]及石油、化工管道設(shè)計(jì)方法[23,30-31]，分析管道應(yīng)力水平，防止管壁內(nèi)應(yīng)力過(guò)大.根據(jù)安定性原理，控制循環(huán)溫差，避免管道發(fā)生循環(huán)塑性變形破壞[5,14].依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論，驗(yàn)證管道構(gòu)件運(yùn)行穩(wěn)定性[32].另外，管廊與地溝相比，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，橫斷面積非常大，與周?chē)寥喇a(chǎn)生非常大的摩擦力，類(lèi)似并遠(yuǎn)大于直埋無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)的箱式固定墩，為限制管道的熱膨脹提供了外部條件.

3 管廊熱水管道無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)存在的主要問(wèn)題

管廊熱水管道的無(wú)補(bǔ)償架空敷設(shè)與直埋無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)方式相比，在直埋管道不發(fā)生局部沉降、塌陷的情況下，最主要區(qū)別在于土壤力作用.管廊熱水管道由支架支承，失去土壤的支撐與約束，缺少了覆土壓力作用，管道自重作用更加明顯.

3.1管道應(yīng)力的計(jì)算

管廊熱水管道在重力載荷、內(nèi)壓和熱應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生壓縮與彎曲的組合變形.

3.1.1 軸向應(yīng)力的計(jì)算 直埋熱水管道錨固段受土壤的嵌固作用，不存在橫向彎曲變形，其軸向應(yīng)力主要包括溫度變化和內(nèi)壓引起的縱向應(yīng)力作用[5]，并不包括重力作用產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力；而管廊熱水管道軸向應(yīng)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)綜合考慮內(nèi)壓作用、溫度作用及管道重力彎曲引起的彎曲應(yīng)力與附加彎矩影響.

3.1.2 熱應(yīng)力的計(jì)算 溫度變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力，對(duì)于直埋熱水管道錨固段而言，為管道不發(fā)生屈曲時(shí)的最大溫度應(yīng)力.管廊熱水管道架空敷設(shè)，管道自重的作用下發(fā)生彎曲，直管道位置降低，管道軸線有一定的伸長(zhǎng)變形，產(chǎn)生新的彎曲應(yīng)力及管道軸線長(zhǎng)度增加而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，溫度應(yīng)力則由于彎曲段的橫向位移有所減小.

3.1.3 內(nèi)壓軸向應(yīng)力 與直埋熱水管道錨固段相比，管廊熱水管道內(nèi)壓軸向應(yīng)力除泊松應(yīng)力外，還包括內(nèi)壓作用由于管道彎曲而產(chǎn)生的縱向應(yīng)力.

3.2穩(wěn)定性驗(yàn)算

管道穩(wěn)定性驗(yàn)算主要包括整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性驗(yàn)算.

3.2.1 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 直埋熱水管道由于土壓力作用，管網(wǎng)溫度變化時(shí)，熱伸長(zhǎng)受阻，產(chǎn)生軸向壓應(yīng)力，有向約束最弱區(qū)域推進(jìn)的趨勢(shì).整體穩(wěn)定性驗(yàn)算就是要保證管道周?chē)餐翂毫Φ挚构艿婪ㄏ蛄Σ粫?huì)向軸線法線方向凸出[5].管廊內(nèi)長(zhǎng)直熱水管道受到管道支架約束，其整體穩(wěn)定性驗(yàn)算則是要防止管道像“壓桿”一樣發(fā)生縱向屈曲[32].

3.2.2 局部穩(wěn)定性驗(yàn)算 大口徑熱水管道屬于薄壁型空間結(jié)構(gòu)，無(wú)論是直埋熱水管道還是管廊內(nèi)架空敷設(shè)的熱水管道，在高軸向壓應(yīng)力的作用下，都有可能局部產(chǎn)生較大變形，發(fā)生局部屈曲失穩(wěn)[33].此外，焊接定位偏差和其他尺寸及材料的偏差造成管道缺陷，也可導(dǎo)致管道縱向允許壓應(yīng)變的下降[16].但是直埋熱水管道受到周?chē)寥赖募s束作用，管道變形比較均勻，應(yīng)變局部積累的可能性較小；局部集中的塑性變形僅可能出現(xiàn)在承受高軸向壓應(yīng)力或截面有缺陷的部位.架空敷設(shè)的管廊熱水管道由支架支承，有著大不相同的變形方式，而且當(dāng)管道形變之后，載荷逐漸被變形吸收.

4 主要技術(shù)問(wèn)題解決途徑設(shè)想

4.1管廊熱水管道敷設(shè)理論體系構(gòu)建設(shè)想

直埋熱水管道主要受到軸心壓應(yīng)力作用，考慮到管道實(shí)際敷設(shè)狀況，可視為既存在殘余應(yīng)力又有初始幾何缺陷的軸心受壓構(gòu)件.管廊熱水管道無(wú)補(bǔ)償架空敷設(shè)，受到重力載荷影響，同時(shí)，承受軸心壓力和二階彎矩作用.在軸心壓力和管道彎矩的共同作用下，彎矩最大的截面邊緣纖維開(kāi)始屈服，進(jìn)入彈塑性受力狀態(tài)；隨著軸心壓力的增大，管道抗彎剛度降低，變形加快，附加彎矩增加[32].管廊熱水管道敷設(shè)理論體系的建立應(yīng)以壓彎理論為基礎(chǔ)，將管道視為實(shí)際壓彎構(gòu)件，對(duì)管道在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定及彎矩作用平面外的彎扭屈曲問(wèn)題進(jìn)行研究分析.由于管道應(yīng)力會(huì)隨管道變形的發(fā)生而減小，對(duì)于溫度載荷為主的熱水管道，以管道應(yīng)變?yōu)榛A(chǔ)的非線性設(shè)計(jì)將更為合理.

同時(shí)，采用有限元分析法進(jìn)行數(shù)值模擬，與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，修正計(jì)算公式，并進(jìn)行管廊熱水管道無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)應(yīng)力分析試驗(yàn)，明確管道應(yīng)力和應(yīng)力集中點(diǎn)分布情況，為設(shè)計(jì)施工提出理論指導(dǎo).

4.2管廊熱水管道敷設(shè)工程設(shè)想

根據(jù)管廊結(jié)構(gòu)能否承受供熱管道熱膨脹力作用，將綜合管廊分為以下兩種類(lèi)型.

4.2.1 管廊結(jié)構(gòu)能夠承受熱膨脹力作用 能夠承受供熱管道熱膨脹力作用的第一類(lèi)管廊，熱力艙室內(nèi)各固定管墩均由同一管廊底板相連，如圖1所示.此時(shí)，管廊類(lèi)似于直埋管道的固定墩，可將供熱管道由于內(nèi)壓力、外部荷載和熱脹冷縮引起的力、力矩通過(guò)固定管墩傳向管廊，再傳向地下土壤.整個(gè)管廊類(lèi)似無(wú)數(shù)個(gè)相連的固定墩，利用管廊自身結(jié)構(gòu)來(lái)提供限制管道變形作用的外力，管廊和土壤的摩擦力無(wú)需達(dá)到管道推力的要求，無(wú)需額外增加和土壤的接觸面積.

4.2.2 管廊結(jié)構(gòu)不能承受熱膨脹力作用 對(duì)于管廊結(jié)構(gòu)不能承受熱膨脹力作用的第二類(lèi)管廊，此時(shí)，有以下9種敷設(shè)方法.

1) 無(wú)補(bǔ)償直線敷設(shè).類(lèi)似于隧道中輸油管道的無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)，兩端設(shè)置固定邊墩，中間設(shè)置固定支墩.此時(shí)，管道對(duì)固定邊墩的作用力較大，中間固定支墩作用力較小.

2) 附加焊接鋼件.通過(guò)在管道上附加焊接鋼件，限制供熱管道的熱伸長(zhǎng)，如圖2所示.

(a) 軸測(cè)圖 (b) 軸測(cè)圖 (a) 軸測(cè)圖 (b) 軸測(cè)圖 圖1 無(wú)補(bǔ)償直線敷設(shè)的熱水管道 圖2 附加焊接角鋼鋪設(shè)的熱水管道 Fig.1 Laying heating pipeline with fixed support Fig.2 Laying heating pipeline with additional welded rail

3) 焊接環(huán)向肋板.在管道上焊接環(huán)向肋板，形成彼此連接的結(jié)構(gòu)限制管道的熱伸長(zhǎng)，如圖3所示.

(a) 橫斷圖 (b) 軸測(cè)圖 (c) 軸測(cè)圖 圖3 鋪設(shè)帶有環(huán)形肋的熱水管道Fig.3 Laying heating pipeline with circumferential rib

4) 鋼套鋼.采用鋼套鋼結(jié)構(gòu)，類(lèi)似于蒸汽直埋管道，利用外層鋼套管限制內(nèi)層介質(zhì)鋼管管道的熱伸長(zhǎng)，如圖4所示.

(a) 橫斷圖 (b) 軸測(cè)圖 圖4 鋪設(shè)鋼護(hù)套的熱水管道Fig.4 Laying heating pipeline with steel jacket

5) “雙胞胎”牽制.采取某種措施將供、回水管加工成一體，以回水管道牽制供水管道的熱伸長(zhǎng)，如圖5所示.

6) “三胞胎”牽制.兩根供水管配以一根回水管，以1根回水管道牽制2根供水管道的熱伸長(zhǎng)，如圖6所示.

7) 將熱水管道與混凝土凹槽鎖定.將供熱管道焊接成長(zhǎng)直管道，放置在混凝土管墩凹槽內(nèi)，利用螺栓扣件將管道鎖定，管道和管墩凹槽及螺栓扣件間存在摩擦，類(lèi)似于直埋供熱管道中管道與土壤間的摩擦力，如圖7所示.

(a) 橫斷圖 (b) 軸測(cè)圖 (a) 橫斷圖 (b) 軸測(cè)圖 圖5 “雙胞胎”牽制方式的熱水管道 圖6 “三胞胎”牽制方式的熱水管道 Fig.5 Welded supply and return pipe together Fig.6 Welded one return pipe with two supply pipes together

8) 其他牽制.如果管廊中還存在熱水供應(yīng)管道，則3根管道焊接在一起，可以起到相互牽制作用，如圖8所示.同時(shí),高溫供水管還可與熱水供應(yīng)管互為備用或交替使用，增加供熱安全性與可靠性.

9) 彈性曲線敷設(shè).管道軸線曲線敷設(shè)，利用管道伸縮及彎曲性能吸收管道熱膨脹.

(a) 橫斷圖 (b) 軸測(cè)圖 (a) 橫斷圖 (b) 軸測(cè)圖 圖7 敷設(shè)在混凝土凹槽內(nèi)的熱水管道 圖8 其他牽制方式的熱水管道Fig.7 Laying heating pipeline in concrete groove Fig.8 Welded three pipes together

5 結(jié)束語(yǔ)

綜合管廊作為綜合利用城市地下空間資源的集約化、現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施，能夠系統(tǒng)地整合地下管線分布，提升市政管網(wǎng)服務(wù)水平.管廊內(nèi)供熱熱水管道的無(wú)補(bǔ)償架空敷設(shè)，可以充分利用管道的材料性能，取消熱水管網(wǎng)中補(bǔ)償器的設(shè)置，提高供熱管網(wǎng)運(yùn)行的安全性，具有良好的節(jié)能效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益.

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(責(zé)任編輯： 錢(qián)筠英文審校： 劉源崗)

RecentProgressofTunnelLayingMethodonHeatingPipeline

FAN Hui1, WANG Fei1, WANG Guowei1,LEI Yonggang1, ZHANG Jianwei2, LI Haidong2

(1. College of Environmental Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China;2. Taiyuan Heating Power Company, Taiyuan 030000, China)

The current situation of laying heating pipeline in traditional ways was reviewed, and several major problems of current laying method were discussed in this paper. In order to cancel the compensator and enhance the running safety and reliability of the whole network, the method of laying heating pipeline without compensation in the utility tunnel was put forward； according to the progress of transforming from directly buried hot water pipe with compensation to the one without compensation. In addition， taking potential problems of overhead laying free-compensation hot water pipeline in the utility tunnel into consideration, the theory and engineering ideas for the free-compensation installation mode of hot water pipeline in the utility tunnel were proposed.

heating pipeline; laying method; utility tunnel; free-compensation installation

10.11830/ISSN.1000-5013.201701031

TU 833.1

A

1000-5013(2017)06-0747-06

2017-01-11

王飛(1957-)，男，教授，主要從事供熱技術(shù)與節(jié)能的研究.E-mail:wfwfsir@126.com.

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目(2016-K4-079)