城鎮(zhèn)供熱管道直埋施工技術(shù)探討

成浩

（長(zhǎng)治市城鎮(zhèn)熱力有限公司，山西長(zhǎng)治 046000）

0 引言

基于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)居民生活、生產(chǎn)中供熱需求不斷增加，供熱管網(wǎng)布置規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。我國(guó)傳統(tǒng)的供熱管道施工方法為架空敷設(shè)、地溝敷設(shè)法，主要存在空間占用大、投資大等問(wèn)題，當(dāng)前隨著管道預(yù)制技術(shù)的發(fā)展，供熱管道直埋式施工技術(shù)逐漸得到了廣泛運(yùn)用，本文主要圍繞此技術(shù)的運(yùn)用展開(kāi)詳細(xì)分析。

1 城鎮(zhèn)供熱管道工程概述

近年來(lái)，城鎮(zhèn)發(fā)展過(guò)程中，熱網(wǎng)新建、改造工程數(shù)量快速增多，供熱管道作為重要的市政基礎(chǔ)設(shè)施，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到城鎮(zhèn)居民生活質(zhì)量。早期我國(guó)供熱管道主要采用架空敷設(shè)、地溝敷設(shè)方法，前者多用于工廠地區(qū)，城鎮(zhèn)內(nèi)使用注意美觀、不妨礙交通；后者可分為通行管溝、半通行管溝、不通行管溝，管溝敷設(shè)相關(guān)尺寸如表1 所示，其優(yōu)勢(shì)在于可及時(shí)發(fā)現(xiàn)、定位管網(wǎng)故障，但占地面積大、造價(jià)偏高。

表1 管溝敷設(shè)相關(guān)尺寸 單位：m

20 世紀(jì)80 年代，我國(guó)供熱管道直埋技術(shù)發(fā)展起來(lái)，此種敷設(shè)方法施工速度較快，且占地面積小、造價(jià)低，與其他方法相比優(yōu)勢(shì)顯著，具體可歸納如下：

（1）無(wú)須開(kāi)挖地溝，土方工程量較小，且供熱管道可提前預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)工程量小、施工速度快；

（2）施工占地面積相對(duì)較小，且可與其他地下管道協(xié)調(diào)施工；

（3）供熱管道采用預(yù)制保溫管，整體密封性能較好，且不易出現(xiàn)腐蝕情況；

（4）預(yù)制保溫管可根據(jù)施工情況選擇設(shè)置或是不設(shè)補(bǔ)償器和固定墩，合理控制工程造價(jià)。

迄今為止，供熱管道直埋施工技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛運(yùn)用，并取得了明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，本文主要圍繞此技術(shù)展開(kāi)詳細(xì)分析。

2 城鎮(zhèn)供熱管道直埋施工技術(shù)方法

城鎮(zhèn)供熱管道施工中，直埋敷設(shè)已經(jīng)成為主流方法，其可進(jìn)一步分為有補(bǔ)償直埋敷設(shè)、無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)兩種，具體分析如下。

2.1 施工技術(shù)要點(diǎn)

在供熱管道施工中，有、無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)法的設(shè)計(jì)理念、特征以及施工技術(shù)要點(diǎn)均有所不同，具體需根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法。

2.1.1 有補(bǔ)償直埋敷設(shè)

城鎮(zhèn)供熱管道有補(bǔ)償敷設(shè)指的是在管道施工時(shí)，設(shè)置補(bǔ)償器和固定墩，有效吸收管道熱伸長(zhǎng)量。有補(bǔ)償直埋敷設(shè)施工時(shí)，需合理控制補(bǔ)償器數(shù)量，安裝位置主要有三種：①L 型管段兩端；②管道分支、干線閥門(mén)兩端；③供熱管道直埋與地溝結(jié)合位置。供熱管道施工時(shí)，彎頭與補(bǔ)償器間增設(shè)固定支架，防止熱伸長(zhǎng)或溫度應(yīng)力導(dǎo)致偏移問(wèn)題的出現(xiàn)。

2.1.2 無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)

根據(jù)《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 34—2010），設(shè)計(jì)壓力≤1.6MPa、設(shè)計(jì)溫度≤95℃的供熱管網(wǎng)需采用無(wú)補(bǔ)償直埋方法，目前此種供熱管道施工方法得到了廣泛應(yīng)用。

無(wú)補(bǔ)償直埋方法主要是利用自身強(qiáng)度吸收應(yīng)力，分為預(yù)熱敷設(shè)、冷態(tài)敷設(shè)兩種，具體如下：

（1）預(yù)熱敷設(shè)方法：此種方法下需對(duì)管道進(jìn)行加熱，加熱至一定溫度后焊接、固定管道，直至管道溫度下降后，管道已承受了一定的拉應(yīng)力，管道拉應(yīng)力與熱應(yīng)力相互抵消，運(yùn)行安全、可靠。

表2 供熱管道相關(guān)參數(shù)

表3 水壓試驗(yàn)要求

（2）冷態(tài)敷設(shè)方法：此種施工方法下需采用應(yīng)力分類(lèi)法計(jì)算，分類(lèi)后應(yīng)力以不同強(qiáng)度條件進(jìn)行控制，在自然環(huán)境溫度下安裝管道。冷態(tài)敷設(shè)充分發(fā)揮了鋼材塑性優(yōu)勢(shì)，施工管理便利，無(wú)需預(yù)熱，減少了操作程序。

2.2 施工注意事項(xiàng)

在城鎮(zhèn)供熱管道直埋施工時(shí)，兩種敷設(shè)方法適用情況有所不同，具體選擇要點(diǎn)如下：

（1）有補(bǔ)償敷設(shè)時(shí)，供熱管道埋深是一個(gè)重要參數(shù)，多為淺埋，防止埋藏過(guò)深導(dǎo)致管道穩(wěn)定性被破壞；

（2）無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)時(shí)，供熱管道埋藏深度往往比有補(bǔ)償深度更大，若是采用冷態(tài)敷設(shè)方法，必須保證管道最小覆土厚度滿足技術(shù)要求，且此施工參數(shù)與管道直徑呈正比；

（3）針對(duì)管道循環(huán)塑性破壞問(wèn)題，固定管道、滑動(dòng)管道的應(yīng)力變化與安裝時(shí)溫度無(wú)關(guān)，固態(tài)管道的直管道可滿足不產(chǎn)生循環(huán)塑性破壞的安定要求時(shí)，可采用無(wú)補(bǔ)償安裝方法；反之，需在直管段安裝補(bǔ)償裝置，采用有補(bǔ)償敷設(shè)方法。

3 實(shí)例探析

3.1 工程概況

本文以某城鎮(zhèn)廠區(qū)的供熱管道建設(shè)為例展開(kāi)分析，此廠區(qū)熱媒參數(shù)是高溫?zé)崴嚓P(guān)參數(shù)如表2 所示。供熱管道管徑DN600，采用直埋保溫預(yù)制管，管頂覆土深度最小1.4m。

3.2 直埋供熱管道施工方法

本項(xiàng)目采用無(wú)補(bǔ)償冷態(tài)敷設(shè)方法，選用雙面螺旋焊縫鋼管、高密度聚乙烯外護(hù)管，并使用聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料作為保溫層。具體施工要點(diǎn)如下：

（1）直管段敷設(shè)要求：管道平面折角<1°、豎向坡度變化<2%為直管段，在敷設(shè)時(shí)若是遭遇障礙，需提前變坡、變角調(diào)整，變坡≤2%、變角≤1°；管道敷設(shè)時(shí)，需核實(shí)與下一段接口位置平角、變角與縱向坡度。

（2）管道檢查與清理：管道管端設(shè)置保護(hù)風(fēng)帽，施工時(shí)管內(nèi)無(wú)雜物、保護(hù)層無(wú)破損，若是檢查發(fā)現(xiàn)存在破損情況，及時(shí)更換管道。

（3）保溫接頭施工：管道強(qiáng)度試驗(yàn)合格后，由廠家現(xiàn)場(chǎng)制作保溫管接頭，要求接口鋼管表面潔凈、無(wú)雜物；接口不得手工發(fā)泡，泡沫密度>50kg/m3；保溫接頭外套管與外護(hù)管進(jìn)行電熱熔焊。

（4）管道焊接：鋼管采用氬氣保護(hù)焊打底雙面焊，完成焊接后采用超聲波100%探傷。

（5）管道試壓、清洗及試運(yùn)行：嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行管道試壓、清洗與試運(yùn)行，具體如下：①管道試壓：采用水壓試驗(yàn)方法，包括強(qiáng)度試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)，具體見(jiàn)表3；②管道清洗：試壓合格后用水清洗管道；③管道試運(yùn)行：熱源具備供熱條件后進(jìn)行管道試運(yùn)行，提前編制試運(yùn)行方案，明確各階段任務(wù)、方法、步驟以及協(xié)調(diào)配合要求，保證試運(yùn)行工作穩(wěn)步落實(shí)。

3.3 直埋供熱管道施工效果

從本項(xiàng)目整個(gè)供熱管網(wǎng)施工情況來(lái)看，采取冷安裝施工方案，無(wú)補(bǔ)償器、固定墩，管道全部依靠土壤約束，整個(gè)施工過(guò)程較為簡(jiǎn)單、方便；同時(shí)由于未設(shè)置常規(guī)波紋補(bǔ)償器，減少了供熱管道運(yùn)行中泄露事故的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)城鎮(zhèn)供熱管道建設(shè)中，直埋敷設(shè)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛運(yùn)用，其可進(jìn)一步分為有補(bǔ)償直埋、無(wú)補(bǔ)償直埋方法（預(yù)熱敷設(shè)、冷態(tài)敷設(shè)），尤其是后者無(wú)需設(shè)置補(bǔ)償器，施工更為簡(jiǎn)單、便利。在供熱管道實(shí)際施工中，應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境、供熱要求等合理選擇相應(yīng)的直埋施工方法，做好相關(guān)試驗(yàn)與試運(yùn)行工作，保證整個(gè)供熱管網(wǎng)運(yùn)行安全、可靠。