直埋供熱管道建設的優(yōu)點及其施工對策

盧琦

（山西省安裝集團股份有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

一直以來，其他國家尤其是北歐地區(qū)的國家已廣泛應用了供熱管道直埋敷設方法，而且在管道工程設計、施工以及管理等方面也形成了相對成熟的經驗與理論。近些年來，我國加大了對管道直埋施工技術的研究與開發(fā)力度，同時也取得了極佳的進展并積累了大量的經驗。相較于以往的地溝敷設以及架空敷設，供熱管道直埋具備很多優(yōu)勢，接下來本文會詳細介紹管道直埋敷設具備的優(yōu)點，也會闡述其施工對策。

1 管道直埋具備的優(yōu)點

最近幾年，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，直埋式供暖管線在中國供暖外管網施工中獲得了應用，相比于以往的傳統(tǒng)地溝鋪設方式，直埋鋪設不僅用地面積小，而且施工工期也很短，同時還具有養(yǎng)護工程量較小和使用壽命長等優(yōu)點。

1.1 可將工程造價大幅降低

結合近些年來工程竣工統(tǒng)計的結算情況，雙管供熱管道使用高密茺聚乙烯進行保護層直埋形成的工程造價要比以往使用的管溝敷設方法節(jié)省20%。

1.2 可節(jié)約大量能源

如今，施工單位都是使用聚氨酯發(fā)泡塑料為供熱管道的主保溫層，由于該材質保溫層的導熱系數(shù)要低于常規(guī)使用的保溫材料，所以直埋敷設產生的熱損失要比地溝敷設產生的少，而且對煤礦等能耗也相對較少。

1.3 具有較強的防腐性，并且供熱管道的使用壽命較長

在實際施工中，發(fā)泡工藝是直埋管道主保溫層施工要點，其中聚氨酯能有效粘附于鋼管表面，再加上聚氨酯屬于一類高憎水性材料，所以其可有效隔絕空氣與水，對鋼管表面也能起到很好的防腐作用[1]。由于保溫層使用的高密度聚乙烯等材質擁有較強的防腐絕緣性能以及機械性，所以施工單位只要確保其外殼不會破裂，便可防止空氣中的水與氧分接觸鋼管外皮，在此背景下工程使用的鋼管便不易發(fā)生銹蝕反應，再加上施工人員對管道內部水質進行的科學處理，管道的使用壽命便可大幅延長，通常情況下，直埋管道的使用年限可增長至50 余年，相較于以往使用的地溝敷設方法，管道壽命增長了4 倍左右。

1.4 占地少，能有效保護生態(tài)環(huán)境

通常情況下，直埋供熱管道是由保溫管加工廠家進行生產制作，它需要由施工單位運送到施工現(xiàn)場，再經過挖溝等操作埋進地下，所以在施工作業(yè)中施工單位只要在管道接頭處開挖足夠空間便可，這樣施工人員便可落實焊接以及接頭保溫等工作，而這在很大程度上也會縮減工程用地。據統(tǒng)計，此操作可省去60%左右的土方開挖量，因為是臨時埋設臨時進行焊接與接頭保溫，所以施工工期也會節(jié)省一半，期間也無須使用磚塊、水泥等建材，這樣便可避免材料運輸產生廢氣與塵土，對我國城市的生態(tài)環(huán)境也能進行保護。

從整體角度看，直埋供熱管道不但擁有以往地溝敷設無法比擬的先進性，還有著較強的經濟、社會以及生態(tài)效益。

2 直埋供熱管道施工期間存在的問題

2.1 缺乏對工程情況的了解

眾所周知，為了滿足社會的發(fā)展并保證人們的正常生活，在城市道路之下鋪設著很多管道，而施工單位在開展直埋供熱管道施工前未充分了解工程所處的地質環(huán)境，致使施工期間常會碰到障礙物，這不僅會影響施工建設的進度，如若破壞其他管線還會對城市的發(fā)展運行造成很大的困擾。

2.2 施工工序的銜接問題

由于當下工程項目都是采用分包的形式進行建設，而因不同施工單位缺少溝通交流，這在很大程度上導致工程的施工工序無法有效銜接，就如開槽與管道焊接這兩個工序，因為是由兩個單位負責并依據各自的設計圖紙進行建設，所以在管道挖掘位置以及深度等細節(jié)指標上易存在差距，這不僅會導致工程工序銜接不上，還有些單位因缺乏良好的管理，施工人員未按照工程標準進行施工作業(yè)，這在很大程度上也會影響整體工程的施工與銜接[2]。此外很多施工單位所用的材料質量也未達到工程標準，就如管道外層鋪設的泡沫墊為例，一些單位在實際建設中未嚴格依照工程情況與建設標準選用泡沫材料，這不僅易使管道出現(xiàn)問題，進而影響到人們的日常供暖，還會降低工程建設的整體品質，從而為城市的發(fā)展帶來不利的影響。

2.3 未依照施工圖紙進行回填砂

據了解，一些施工單位為了快速加快施工進度并節(jié)省大量的施工成本，在施工作業(yè)中經常出現(xiàn)未按照施工標準與設計要求進行回填砂作業(yè)，在實際施工中這些單位會將原土壤甚至是帶有尖銳石塊的土壤直接填進溝槽內。受此影響，一旦管道開始運行，其應力水平會大幅度降低，而外護管的應力會過于集中，最終會使管道受到破壞。

2.4 保溫層補口質量未達到施工標準

關于加熱管保溫層充填口，施工單位一般選用電熱熔套對接，然后在電熱熔套上鉆孔進行發(fā)泡，在結束發(fā)泡工作后，施工人員還要使用熱熔堵頭將洞口封閉。但是在實際工作中，熔化堵頭無法將直徑為10mm 的發(fā)泡孔有效封閉，而且在管道運行作業(yè)中，這一部位還易發(fā)生破裂問題。

2.5 供熱管道得不到全面的沖洗

在結束安裝作業(yè)后，施工人員必須根據設計標準科學沖洗供熱管道。如若施工單位對管道沖洗得不到位，將會有大量殘留泥沙堵塞管路的換熱器，這樣不但會大幅度降低換熱能力，還會造成一級供熱管網的熱能無法全部發(fā)出，而二級供熱管網又沒有足夠的熱量，在此背景下，供暖企業(yè)就不得不加強二級管網的循環(huán)水流量[3]。舉例說明，某一直埋供熱管道工程項目在投入使用后，在最先幾個供暖期中，熱力站的一級管網溫差與預期設計存在很大差別，為了不影響用戶的供暖生活，供熱企業(yè)只能將二級管網循環(huán)水流量不斷增加。通過這樣的分析，呈現(xiàn)這種現(xiàn)象主要是受換熱器卡殼的影響，然后拾掇換熱器安置作業(yè)人員，并拾掇許多污垢，在加熱期間和之后進行拾掇，熱力站水平溫差與原規(guī)劃的供熱管網根本一起，二次管網的循環(huán)水流量也減少了許多。

3 直埋供熱管道的施工對策

3.1 做好放線工作

為了確保管道工程的施工質量，施工單位要合理落實放線工作，并做好深坑施工建設工作。在進行供熱管道施工作業(yè)前，施工人員要解決溝槽問題并合理采用放線與建設方法進行施工，這樣便可確保工程建設期間不會遇到其他管線，而工程建設的進度也能得到保障。

3.2 規(guī)范工作

在施工建設期間，建筑單位應盡可能安排同一施工單位進行作業(yè)，還要確保不同工種的施工能有效配合[4]。至于監(jiān)理單位也要充分發(fā)揮自身的作用與職能，以此保證施工人員能嚴格依照工程標準與設計圖紙進行作業(yè)。

3.3 泡沫墊選擇

施工材料對工程建設有著極大的影響，所以在施工建設期間施工單位要合理選用施工材料，就如上文提到的泡沫墊問題，單位在施工期間要使用達到工程標準的泡沫墊，如若沒有找到適合工程建設的優(yōu)質泡沫墊，單位還可從管道入手，將管道彎頭側面溝槽的挖掘深度增加，這樣也可避免管道受熱脹冷縮的影響而損壞管道，工程建設的質量安全也能得到保證。管道施工所用的聚氨酯泡沫材料如圖1 所示。

3.4 合理采購預制保溫管

雖然供熱管道直埋敷設具有很多優(yōu)勢，但要想促進工程施工的順利開展，施工單位還要合理開展工程管理工作。首先就要合理采購預制保溫管。施工單位在設計完施工方案后要安排專業(yè)技術人員全面調研保溫管生產商，因預制保溫管的制作工序簡單，經濟利潤極高，所以我國現(xiàn)有的預制保溫管廠家極多，期間也摻雜了很多質量未達到施工標準的材質，選用這些預制保溫管不僅會影響直埋供熱技術的應用，還會將市政管道工程施工的質量大幅度降低。所以在實際作業(yè)前施工單位要系統(tǒng)、全面的調研，在保溫管材料進場后要嚴格檢驗管道的材質，對于未達到標準的管道材料不可應用到實際施工中。其次針對工程建設期間的過路穿越也要落實保護工作。在施工建設中直埋管需建設在道路下方，為了不影響公路的交通出行并保證所埋管道不會受到損傷，施工單位必須合理開展保護施工，如結合工程的實際情況適當采用加固方案，從而有效解決此問題。

3.5 嚴格按照施工圖紙與要求進行回填砂操作

對預制直埋保溫管回填砂工作來說，它具備了如下優(yōu)勢。首先，可大大下降預制保溫管保溫層的豎向荷載。關于預制保溫管周圍的回填砂層，也應接近保溫管，堅持回填砂層不留有空地，無論如何夯實，砂層的密度都不發(fā)生變化。在供熱管道直埋體系中，回填砂層剛度最大，土層剛度最小，預制保溫管剛度適中。在這一過程中，施工單位可將保溫管、砂層和土體的變形和受力簡化成彈簧模型，在管頂荷載效果下，在各種剛性彈簧組成的影響下，最強的剛性彈簧將會發(fā)生最強的受力，在此背景下，管道四周的回填砂也可為鋼管的垂直荷載提供有力的保護。

3.6 做好防水工作

要想提升保溫層補口質量，施工單位就要合理開展防水作業(yè)。基于此，在實際施工中單位要確保補口過程中的管道端口不會浸入地下水，并且保溫層要具有良好的干燥性。在落實補口保溫工作前，施工人員要細致查看管道端頭聚氨酯泡沫是否進水，若泡沫進水施工人員就要將進水的泡沫全面清除[5]。其次，電熱熔套材料品質還要和保溫管外護管的材質相一致，在具體施工中，單位可使用相同廠家生產制作的保溫管外護管以及電熱熔套等開展工作。最后在補口施工中施工人員還要借助電熱熔套有效連接，再借助熱收縮套合理密封，便可防止補口浸水。

3.7 合理安裝閥門

因地下埋設的管道內壁軸向溫度要遠高于地溝敷設，如若安置在管路中的閥門設計不合理，極大可能會導致溫度上升時造成管壁擠壓或降溫期間受拉而受到嚴重破壞。所以在施工設計過程中，施工單位要避免閥門承受大量管壁傳來的軸向力荷載，通常情況下會使用補償器來隔斷閥門與管道，這樣閥門所受的荷載力便會削弱。

3.8 三通加固

據實踐發(fā)現(xiàn)，直埋管道的三通受力情況和地溝敷設存在很大的差別。在開展地溝敷設施工時三通主要受內壓荷載的影響，至于直埋管道敷設三通不僅會受到內壓荷載的作用，還要承受軸向壓縮荷載，所以在施工建設期間施工單位要合理加固三通支管直徑。首先施工單位要做好三通開孔區(qū)軸向剛度加強作業(yè)，由于直埋管道母管開孔區(qū)軸向壓縮剛度降低會使三通強度變弱，所以施工單位要結合母管軸向方向合理安設剛性支撐板，期間可將支撐板設置在支管內，也可將其安置在母管外。此外，為了提升三通的應力集中適應能力，施工單位要確保三通管壁厚度超過常規(guī)支管，在加固完成后三通與支管強度便可保持一致。

3.9 固定墩并合理選擇線路

由于管道固定墩有著較大的推力，為了將固定墩的承載能力大幅提高，施工單位可將固定墩形狀改變，如設計成倒“T”形，之后便可將管子由此固定墩穿過，再用管道上焊接卡板進行固定。一起，在挑選直埋供熱管道的線路方向單元時不僅要考慮工程量和市政規(guī)劃等要素，還要將管道上設置的補償器數(shù)量設置到最小。一般情況下補償器會設置在直埋管道L 型管的兩端，或者是在地溝以及直埋管道敷設方式的連接區(qū)域等。

4 結語

總而言之，一個高質量的直埋供熱管道工程不但要進行精細設計、擁有良好的保溫管質量，還要合理開展施工作業(yè)。因我國研究并發(fā)展直埋供熱技術較晚，所以對于具體施工操作還要不斷完善，只有這樣供熱行業(yè)的經濟性、安全性才能不斷提升。