無補(bǔ)償冷安裝直埋供熱管道安裝技術(shù)的應(yīng)用

蔣雪婷

（甘肅一安建設(shè)科技集團(tuán)有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

當(dāng)下，我國無補(bǔ)償安裝直埋供熱管道技術(shù)已經(jīng)迅速發(fā)展，成為當(dāng)前供熱管網(wǎng)的主要敷設(shè)方式。對比其他供熱管道安裝方式，無補(bǔ)償冷安裝直埋技術(shù)具備施工快、占地小、成本低、壽命長、安全度高、效率高、工程量小等諸多優(yōu)點，能夠高效提供熱度，同時還能夠滿足當(dāng)前我國節(jié)能、減排的實際需求。但是在安裝過程中，依然會存在材料無法滿足需求、溝槽存在問題、閥門質(zhì)量不足、焊接工藝不精等情況，導(dǎo)致供熱管道存在風(fēng)險以及問題。因此，安裝人員需要加大對材料、溝槽、焊接、閥門方面的重視程度，并根據(jù)實際情況進(jìn)行優(yōu)化，才能真正提升質(zhì)量，滿足用戶需求。

1 直埋管網(wǎng)敷設(shè)方式

通常而言，直埋管網(wǎng)的敷設(shè)方式主要有兩種，分別是有補(bǔ)償直埋敷設(shè)和無補(bǔ)償直埋敷設(shè)。而如果有特殊要求的話，則可以采用介于兩種方式之間的方式，即在回水管中采用無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式、供水管中采用有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式，從而滿足需求。在管網(wǎng)敷設(shè)過程中。有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式與無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式存在較大區(qū)別。

對于無補(bǔ)償直埋管網(wǎng)敷設(shè)方式而言，通常使用應(yīng)力分類法作為強(qiáng)度驗算的方法。即對應(yīng)力進(jìn)行分類，并根據(jù)類別分別采用不同的條件進(jìn)行控制。在演算過程中，需要利用安定性分析理論對溫度應(yīng)力進(jìn)行控制，從而確保管段的應(yīng)力能夠滿足分析所得應(yīng)力條件的需求，無需額外設(shè)置補(bǔ)償器對現(xiàn)有直管段的溫度應(yīng)力進(jìn)行控制。無補(bǔ)償直埋管網(wǎng)敷設(shè)方式中的管道上補(bǔ)償器與固定支架較少。

對于有補(bǔ)償直埋管網(wǎng)敷設(shè)方式而言，則需要采用傳統(tǒng)的管道強(qiáng)度驗算方法進(jìn)行驗算，無需對各種載荷所生出的應(yīng)力進(jìn)行分類。所有應(yīng)力都需要按照極限分析理論和彈性分析理論中的強(qiáng)度條件對應(yīng)力進(jìn)行控制。隨后加設(shè)補(bǔ)償器，主要通過補(bǔ)償器吸收熱位移的方式對溫度應(yīng)力進(jìn)行控制。有補(bǔ)償直埋管網(wǎng)敷設(shè)方式中補(bǔ)償器與固定支架較多[1]。

2 直埋管網(wǎng)安裝方式

2.1 預(yù)應(yīng)力安裝方式

預(yù)應(yīng)力安裝方式主要劃分為兩種，分別是一次性補(bǔ)償器預(yù)熱安裝與敞溝預(yù)熱安裝，兩種方式各有千秋，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇。

一方面，關(guān)于一次性補(bǔ)償器預(yù)熱安裝方式，主要是指安裝人員在管道的直段劃分管道階段，分段安裝補(bǔ)償器，并且溝槽需要回填，只有補(bǔ)償器附近的溝槽才敞口。主要原理是提前釋放管道的熱脹變形，并且在土壤摩擦力的影響下，管道會發(fā)生多次變化，使補(bǔ)償器附近的應(yīng)力和兩個補(bǔ)償器之間的應(yīng)力一致[2]。

另一方面，關(guān)于敞溝預(yù)熱安裝，即在覆土之前提前對管道進(jìn)行敞開式預(yù)熱。由于土壤摩擦力幾乎為0，管道可以提前釋放熱脹變形，預(yù)熱的溫度應(yīng)當(dāng)與管道應(yīng)力為0時的溫度保持一致，等到管道的溫度已經(jīng)達(dá)到了預(yù)熱溫度之后再進(jìn)行冷卻，從而讓管道的平均應(yīng)力水平滿足需求。

2.2 無補(bǔ)償冷安裝

無補(bǔ)償冷安裝主要是指在正常環(huán)境與溫度下進(jìn)行管線焊接、溝槽回填等流程。在按照安定性分析理論和分類法進(jìn)行分析后，依照分析結(jié)果設(shè)計直埋熱水管道。管道可以不進(jìn)行預(yù)熱，也可以不設(shè)置補(bǔ)償器，使全部安裝過程處于冷態(tài)條件。由于管道在冷態(tài)環(huán)境下的應(yīng)力通常為0，進(jìn)行運行時熱應(yīng)力也不會超出可控范圍，因此無補(bǔ)償冷安裝能夠有效發(fā)揮承載能力和優(yōu)勢。

3 無補(bǔ)償冷安裝直埋供熱管道的設(shè)計和施工注意事項

3.1 管材方面的要求

一方面，對于一次管網(wǎng)而言，管道需要滿足較高要求，應(yīng)當(dāng)適應(yīng)介質(zhì)的溫度和運輸距離較遠(yuǎn)導(dǎo)致的壓力。通常情況下，一次管網(wǎng)供水溫度是130 攝氏度，管道需要能夠適應(yīng)且保存溫度，避免由于溫度過高影響到管道輸送。同時，管道進(jìn)行熱脹冷縮時，外殼會受到極大摩擦力，因此設(shè)計外殼時需要充分考慮外殼、保溫層、鋼管之間的結(jié)合力，確保三者相互結(jié)合。

另一方面，工程設(shè)計過程中，三通管需要根據(jù)管徑的不同分別進(jìn)行特殊加固。由于三通需要在主管道上開孔，并在開孔位置焊接支管，而管道運行過程中會出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，因此需要進(jìn)行三通加固，從而對主管道進(jìn)行保護(hù)。

3.2 溝槽方面的要求

在安裝過程中，土方工程十分重要。多數(shù)土方工程中顯示，溝槽開挖在回填土上，溝槽的基底沒有根據(jù)實際設(shè)計進(jìn)行處理，導(dǎo)致無法滿足設(shè)計需求和使用需求，從而使基底不實，引發(fā)底部不均勻沉降的情況。開挖時，溝槽底部的高程校核不夠精細(xì)，導(dǎo)致管底與溝底之間存在縫隙，使底部存在懸空情況[3]。焊接過程中，部分工作人員為了焊接方便，強(qiáng)行抬高管道，導(dǎo)致管道底部懸空無法受到均勻的支撐，對管道造成嚴(yán)重影響，引發(fā)管道的焊接口處出現(xiàn)開裂，導(dǎo)致漏水，不僅造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會影響到管網(wǎng)的正常供應(yīng)，甚至引發(fā)危險。因此，在土方開挖過程中應(yīng)深入校核中線、高程、橫斷面，并且嚴(yán)禁違規(guī)操作，防范風(fēng)險的同時提升安裝質(zhì)量，確保萬無一失，進(jìn)而為居民提供良好的供熱服務(wù)。

3.3 閥門方面的要求

閥門的選擇對于無補(bǔ)償冷安裝直埋供熱管道來說十分重要。在管道日常運行時，所有管道以及其他附件都需要經(jīng)受巨大軸向荷載，同時在彎頭處還存在荷載環(huán)向應(yīng)力，這對閥門的選擇提出了極高的要求[4]。除此之外，管道自身所處環(huán)境為地下環(huán)境，不僅環(huán)境較為惡劣，同時還會受到空間要素的制約。因此，選擇閥門時應(yīng)當(dāng)根據(jù)荷載要求、應(yīng)力要求等方面進(jìn)行綜合考慮，并從中選擇質(zhì)量最高的閥門，才能滿足無補(bǔ)償冷安裝直埋供熱管道的需求。

3.4 焊接方面的要求

對于無補(bǔ)償冷安裝直埋技術(shù)而言，管道自身需要在日常運行中承受較大荷載，對于焊接的要求極高。因此，加強(qiáng)焊接方面的管理，滿足焊接環(huán)節(jié)的需求，是優(yōu)化無補(bǔ)償冷安裝直埋技術(shù)的重要因素。主要以材質(zhì)、人員、特殊措施三方面為主。首先焊條的材質(zhì)需要匹配焊接材料，確保能夠滿足焊接需求，提升焊接質(zhì)量。其次人員應(yīng)當(dāng)具備對應(yīng)上崗證，避免由于人員自身專業(yè)性和素養(yǎng)不足導(dǎo)致焊接環(huán)節(jié)受到影響，對管道質(zhì)量造成危害。最后，特殊措施方面主要指，如果是陰雨天或者零度以下的溫度環(huán)境，需要及時采取特殊措施，避免管道由于溫度或者濕度等外部原因受到損害，影響質(zhì)量。

4 結(jié)語

無補(bǔ)償冷安裝直埋供熱管道安裝技術(shù)是我國安裝供熱管道的重要技術(shù)之一，不僅能夠充分發(fā)揮管材的承載能力，同時還可以節(jié)約成本。雖然技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但是依然有提升空間。因此，探究無補(bǔ)償冷安裝直埋供熱管道安裝技術(shù)的優(yōu)化路徑，是當(dāng)前提升人們供暖條件，提高生活質(zhì)量的重要研究方向。并且在日常安裝工作當(dāng)中把握好細(xì)節(jié)，提升自身的細(xì)心程度，才能使工程質(zhì)量滿足需求，真正推進(jìn)節(jié)能工作，為國家節(jié)能政策的落實與推廣提供有力幫助。