倪明
(中南建筑設計院股份有限公司 湖北武漢 430071)
城市集中供熱是由市政供熱管道作為橋梁,將熱源和熱用戶聯接在一起。市政供熱管道的建設不僅投資高,周期長,而且施工難度大,協調工作多。合理選擇市政供熱管道的敷設方式可在有效節省建設投資的前提下保證了熱網的安全可靠。
市政供熱管道敷設是指將供熱管道及其附件按設計要求組成整體并使之就位的工作。目前國內外關于市政供熱管道的敷設方式主要有四種形式:①架空敷設;②地下管溝敷設;③地下直埋敷設;④綜合管廊。
按架空支架的高度不同,架空敷設主要分為高架空、低架空和介于兩者之間的中架空敷設。①高架空:一般指管道保溫底部距地面凈高4m及以上的支架架空。適合于穿越道路、鐵路或其他障礙物等時采用。②低架空:一般指管道保溫底部距地面凈高2m及以下的支架架空。適合于沿廠區圍墻或沿道路鐵路敷設時采用。為防止地面水濺濕保溫結構及考慮安裝放水裝置等,低架空管道保溫底距地面凈距不應小于0.3m。③中架空:一般指管道保溫底部距地面凈高2~4m的支架架空。適合于在人行及非機動車通行的位置安裝。
架空敷設無需大面積開挖溝槽,施工周期短。保溫采用現場制作的保溫層,結構簡單。管道露天布置,維護管理方便。但架空敷設保溫隨環境變化因素影響大,發生保溫失效的幾率大,一旦失效,則須及時更換,維護費用大。架空管道一般在道路的兩側敷設,若無綠化等遮擋,則影響美觀,低、中支架影響交通,高支架,土建結構復雜,支架較大,工程造價較高,架空布置管道一般適宜工業園內的管道敷設。符合以下條件之一,可采用架空敷設方式:①河流、丘陵等地形復雜處;②地下水位高、腐蝕性強的地區;③地下管位緊張,無敷設空間的區域;④工業園區對景觀要求不高,有綠化帶遮擋的區域;⑤具有架空綜合管廊的位置。
地下管溝敷設于不允許開挖、檢修的路段。
地下管溝相當于為地上架空管道創造了地下敷設條件,管溝用于承受土壓力和地面荷載。根據地溝內人行通道的設置情況,可分為通行地溝、半通行地溝和不通行地溝。
地下管溝的敷設方式雖然能滿足規劃的要求,但由于管道保溫及支架的布置同架空管道。其防腐性能較差,若區域降雨量大或地下水位高,地溝容易進水,保溫遇水后很容易失效,尤其對于江河沿海地區。更換保溫的維護量大,成本高,同時影響交通。
地下直埋敷設是指將供熱管道直接敷設于土壤中,土壤與管道的外保溫層或外保護層直接接觸。此種方式目前最常用,只要地質狀況良好,地下有管位,且與其他障礙物保持一定的防護距離時,均可采用此方式。地下直埋敷設的市政供熱管道通常采用成品的預制直埋保溫管,其中,熱水管道通常采用的是工作管、保溫層和保護外殼三者緊密粘結的結構形式,保護外殼一般是硬質聚乙烯,保溫層一般是聚氨酯;蒸汽管道通常采用的是工作管、保溫層和保護外殼三者組成的結構形式,保溫層與保護外殼之間留有空氣層,保護外殼一般是鋼管,保溫層一般是巖棉、硅酸鋁、離心玻璃棉、氣凝膠等材料。
與地下地溝及架空敷設相比,地下直埋敷設的優勢主要體現在如下幾個方面:①工程總造價低。雖然預制直埋保溫管的管材及管件成本高于現場制作的保溫鋼管,但在施工時僅對各根管道之間連接處進行局部保溫防腐即可,有效減少了施工周期,降低了人工及時間成本,根據以往工程經驗,對于市政熱水管道,工程造價可降低25%;②使用壽命長,熱損失小,防腐性能好。預制直埋保溫管在工廠制作成型,產品質量有保障,保溫可靠性高。只要在施工時做好各根管道之間連接處的保溫防腐即可達到施工的高質量,從而增加管道的使用壽命;③施工周期短,在溝槽開挖后,只需對槽底進行墊層處理即可敷設預制直埋保溫管,無需砌筑土建地下地溝。在施工中減少了工程占地和工程的開挖量及土建工程量,因保溫管只需在現場拼接,故可大幅度縮短了施工周期;④維護工作量小。對于市政熱水管道,若采用質量可靠的預制直埋保溫管且在合理的設計圖指導下,地下直埋管道一旦安裝完成且檢驗合格即可長期穩定運行,無需在運行時間做大量的維護工作;⑤不影響城市美觀,有利于城市規劃。
地下直埋敷設的缺點是檢修較麻煩。預制直埋保溫管若出現局部腐蝕現象,在初期時一般巡檢不會發現問題存在,只有當泄漏嚴重影響至地面時才會發覺。同時,預制直埋保溫管的管道橫截面大,對于熱水管而言,一般敷設在慢車道下面,一旦出現漏水問題需要檢修,則需協調多個部門進行施工且在施工時會影響人們的出行。
城市綜合管廊是城市建設的發展方向,有利于城市市政建設的發展,適宜地下管線的擴建,不影響交通,不破壞城市道路。但是城市綜合管廊的整體設計,要求較高,設計應結合各類專業的現狀需求和潛在需求,并進行綜合考慮,要有超前意識和前瞻性,城市綜合管廊造價高,若前期工作未做到位,則效果不佳。
市政供熱管道布置時應根據城市綜合管廊的規劃建設情況相結合。同時,規劃城市綜合管廊時應考慮預留相應的熱力倉位。
綜合管廊相當于一個大型地下隧道,只要有熱力倉位,市政供熱管道即可敷設。綜合管廊土建橫截面大,只要施工質量有保證就不會出現漏水現象,管道可采用現場保溫的方式施工。
綜上所述,這四種敷設方式各有優缺點及適應區域,實際工程實施應通過技術經濟比較,綜合考慮市政供熱管道的敷設方式。做到節省建設投資,保證熱網的安全可靠運行。