談大口徑直埋供熱管線施工要點

張　磊

(太原市熱力設(shè)計有限公司，山西 太原　030012)

1　概述

供熱管線直埋敷設(shè)具有節(jié)省用地、方便施工、熱損失小、減少工程投資和維護工作量小等優(yōu)點，作為現(xiàn)階段的主要管道敷設(shè)方式在全國范圍內(nèi)已經(jīng)普遍使用。伴隨城市的快速化發(fā)展，目前投入運行的供熱管線設(shè)計管徑已達DN1 400，盡管熱力管道直埋敷設(shè)理論在實際應(yīng)用中不斷發(fā)展成熟,但是對于大口徑的管道直埋敷設(shè)在具體的工程實踐中直埋敷設(shè)常會遇到各種各樣的具體問題,從施工角度講如何處理好這些問題對于整個工程來講是非常重要的。本文以《城鎮(zhèn)供熱直埋熱水管道技術(shù)規(guī)程》為基礎(chǔ),結(jié)合大口徑供熱管線施工經(jīng)驗，對供熱管線直埋敷設(shè)安裝工藝、流程以及關(guān)鍵節(jié)點技術(shù)方面進行了詳細論述，進一步指導(dǎo)施工。

2　基本要求

所有的施工及驗收應(yīng)嚴格按照CJJ 28—2014城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范執(zhí)行，并應(yīng)符合CJJ/T 81—2013城鎮(zhèn)供熱直埋熱水管道技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。鋼管的焊接必須嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行標準GB 50235—2010工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范、GB 50236—2011現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范和CJJ 28—2014城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范。

管徑DN≤200 mm，應(yīng)選用無縫鋼管，材質(zhì)為20號鋼，DN>200 mm，應(yīng)選用螺旋縫焊接鋼管，材質(zhì)為Q235B，質(zhì)量符合GB 700—2006碳素結(jié)構(gòu)鋼；鋼管制作符合GB/T 9711.1—2011石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件標準。

直埋供熱管道采用工廠化的預(yù)制的直埋保溫管，保溫材料采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，保護層用高密度聚乙烯管殼，預(yù)制保溫管及管件應(yīng)符合CJ/T 29047—2012高密度聚乙烯外護管硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管及管件。

3　開槽、回填與夯實要點說明

3.1　溝槽填砂

土壤直埋管道的重要組成部分，也是支撐管頂荷載的結(jié)構(gòu)部分。周圍填砂是影響預(yù)制保溫管保溫層壽命的重要因素，預(yù)制保溫管密實填砂有著非常重要的意義。

1)減小土壤受力。通過實驗室的模擬實驗表明，預(yù)制保溫管周圍緊密填砂后，夯實不會影響回填砂的密度，但是預(yù)制保溫管的保溫材料隨夯實機具、夯實強度不同會發(fā)生不同程度的變形。與預(yù)制保溫管相比，土壤的變形更大。因此，填砂可以明顯降低垂直載荷的作用，減小了管道受力，降低土壤垂直荷載。

2)壓力平均作用。回填砂的反力角較大，有效的降低被動土壓力。

3)防止載荷集中。回填砂使溝槽下挖深度加深，消除管道下方的不穩(wěn)定因素，另一方面可以清除全部石頭和硬塊，使基底強度高、不易變形，管道沉降沿管道敷設(shè)方向均勻。

4)提高溝槽的回填質(zhì)量。管道周邊填砂可以防止硬質(zhì)垃圾、大石塊等受力時直接接觸預(yù)制保溫管外保護層，導(dǎo)致保護層的載荷集中而破壞。

3.2　溝槽回填

1)在管道溝槽回填前，必須對安裝的管道進行檢查。檢查包括目視檢查，具體為管道裝配、接頭、膨脹墊塊和記錄的竣工數(shù)據(jù)，比如管道尺寸和部件以及在圖紙上標注的位置。

2)管線區(qū)域(溝槽底部和套管上部最小0.3 m的空間)應(yīng)該用指定的材料回填。

3)施工要逐層地回填，每一層在后一層回填前要徹底的夯實。采用機械夯實時，每層回填厚度不得大于300 mm，然后夯實。采用人工夯實時，回填厚度不得大于150 mm。

4)在管道之間及其周圍填砂，高出管道不得小于100 mm。這部分砂層要人工夯實，并保證砂層的合適厚度，這樣能在管道周圍起到充分支撐管道的作用。

5)回填土未超過管道頂部200 mm時，不得采用機械夯實。此時，管線區(qū)的頂部就只能用人工夯實或者澆水夯實。

6)回填過程中，要保證小心夯實管道周圍的材料，使外套管和回填材料之間達到預(yù)期的摩擦力。

7)回填要避免回填材料的屬性或夯實對管道和接頭造成傷害。

8)回填材料應(yīng)具有充分的承載能力，并且機械和水力特性要求應(yīng)符合設(shè)計基本需要。在合適夯實機具夯力作用下，回填材料應(yīng)具備能夠被夯實的特點。

9)例如道路結(jié)構(gòu)層的回填要求。

10)管線區(qū)與上部結(jié)構(gòu)(例如道路)之間的回填層，稱為承壓區(qū)。承壓區(qū)所用的材料和逐層施工方法，要符合管線上部結(jié)構(gòu)的要求，像石塊或巖石那樣不適宜的材料就不能使用。上部構(gòu)造層，即承壓層與表面層之間的部位。施工應(yīng)按市政道路的規(guī)定進行施工。

3.3　管道定位

1)在溝槽底部施工時，臨時的支撐可使用枕木、砂袋或苯乙烯塊，但這些支撐應(yīng)能承受住充滿水的管道荷載而又不損壞外護管和保溫層。在管道回填前，支撐必須撤走。

2)當在溝槽的勻平砂墊層上放置管道和進行焊接時，要遵守焊接的相關(guān)規(guī)定。臨時放置下去的管道，要留有足夠的間距，最小不得小于300 mm，以保證正常的工作條件。

3)溝槽內(nèi)的最終定位，對不大于DN150的管道，外護管之間的最小距離可為100 mm～150 mm，大于DN150小于DN700的管道最小距離可為150 mm～250 mm，超過DN700的管道間距要求在250 mm以上。

4)管道應(yīng)設(shè)置在砂墊層上。墊層的質(zhì)量要求與回填摩擦砂層相同。

3.4　管線斷面工藝流程

當供熱管槽已經(jīng)開挖到設(shè)計要求后，相關(guān)部門需進行驗槽，填砂到設(shè)計厚度，吊裝下管。驗槽重點注意溝寬度、深度、平直度、溝槽基地土質(zhì)變化、目測基地承載能力的變化，必要時進行地勘。溝中預(yù)制保溫管按《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范》以及《城鎮(zhèn)供熱直埋熱水管道技術(shù)規(guī)程》等規(guī)范和設(shè)計要求進行施工，對口、焊接、焊口無損探傷、水壓試驗合格后繼續(xù)按照設(shè)計要求進行分層夯實和回填，工藝流程見圖1。

4　關(guān)鍵節(jié)點要點說明

4.1　保溫接頭做法

1)禁止緊貼穿墻套管做接頭保溫。排管時要注意。

2)接頭保溫前，預(yù)制保溫管端頭聚氨酯不能粘潮。接頭沾潮后，內(nèi)部水汽化，把口拱開。如果潮濕應(yīng)烘干或切除。

3)推薦河道保溫接頭工藝采用套袖加熱縮套。第一道采用套袖接口，發(fā)泡后(泡沫密度不低于50 kg/m3)常規(guī)方法封堵發(fā)泡和排氣孔。再用冷纏帶密封澆筑孔蓋。然后做第二道防水處理。第二道采用熱縮套(不是熱縮帶)，熱縮套長度每邊超出熱縮套150 mm。熱縮套和預(yù)制保溫管接口環(huán)向再纏冷纏帶。

4)推薦接頭保溫由預(yù)制保溫管廠家專業(yè)隊伍施工。

4.2　進水保溫管的處理

聚氨酯保溫層進水,進水的保溫層供水管聚氨酯容易碳化失效。建議進水的保溫管，切除進水保溫段，露出干燥的聚氨酯為止；或者讓廠家制定可行的去濕方案，達到預(yù)制保溫管要求后方可使用，另外進水的保溫管處理合格后作為回水管使用。

4.3　膨脹墊塊

設(shè)計溫度下，在管道系統(tǒng)的整個使用壽命之內(nèi)，選擇作為膨脹墊塊的材料應(yīng)該具有所要求的彈性、化學(xué)穩(wěn)定性和需要的承載力。選擇墊塊的厚度，應(yīng)要防止PE外套管的表面溫度不得超過50 ℃。

4.4　焊縫加強

管道加強肋板的要求，加強板的尺寸300 mm(長)×10 mm(厚)×20 mm(高)和400 mm(長)×10 mm(厚)×20 mm(高)，進行長短交替加強，加強板間距不小于300 mm，加強板在管道環(huán)向焊縫附近100 mm(以焊縫為中心)范圍內(nèi)禁止焊接。

4.5　不同壁厚、不同廠家的同口徑規(guī)格的管道禁止混用

在長直管道中同直徑不同壁厚的管道，不同廠家的管道交替使用。混用時，需要采取加固定墩或者補償器的保護措施。

4.6　小角度折角處的回填

在小角度折角處的外側(cè)回填嚴禁采用膨脹塊或者加寬回填砂的方法，應(yīng)該把小角度折角外側(cè)區(qū)域設(shè)置成硬區(qū)域，采用三七土回填或者澆筑混凝土等。

4.7　不滿足埋深要求的管道保護措施

對不滿足規(guī)范埋深的供熱管道需要進行保護，保護措施有：加套管、加蓋板、作空穴等。具體做法由設(shè)計院確定。

4.8　重要部位的管件和管道加厚

對于三通、變徑、彎頭、彎管等管件，在套管中敷設(shè)的管道，都應(yīng)該采用比直管道加厚2 mm～4 mm的壁厚；對于重要分支管線，例如三通至分支閥之間的管道、河底敷設(shè)的分支管線、頂管或者拖管的管線，為提高其安全性，建議采用加厚2 mm的管道。

4.9　三通加強

采用預(yù)制三通，訂貨時要求廠家進行加強處理，例如披肩加強、肋板加強等。

4.10離建筑距離不滿足要求的供熱管道的處理

在一些街巷施工時供熱管道距離建筑物或者構(gòu)筑物的距離，不大于DN250的管線滿足最小凈距2.5 m。大于DN250的管道滿足最小凈距3.0 m。當不能滿足要求時，應(yīng)該采取保護措施，例如加套管，套管的長度要超出建筑物3 m以上，并考慮漏水后的導(dǎo)流問題，防止流向建筑物；還可以采取在保溫管底部回填三七灰土和保溫管與建筑物之間筑三七灰土墻，把水導(dǎo)流到合適的位置；或者此段采用鋼套管的保溫管。

4.11錨固段閥門要求

錨固段閥門最好不要設(shè)置閥門。對于設(shè)計安裝在管線錨固段中的閥門，應(yīng)確保這些部件能承受高的軸向壓力和冷拉力。

直埋安裝的預(yù)制保溫閥門在設(shè)計時應(yīng)當保證能夠滿足最低的維護要求。所有的保溫部件應(yīng)當滿焊。

5　結(jié)語

近年來，供熱管道直埋敷設(shè)技術(shù)日益成熟，其工程造價低、施工周期短、節(jié)約投資、使用壽命長等優(yōu)點使得該技術(shù)在國內(nèi)外供熱行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其隨著城市的發(fā)展以及人們生活質(zhì)量要求的提高，供熱工程的規(guī)模逐年遞增，大口徑供熱管道的設(shè)計也越來越多，因此，研究如何提高施工質(zhì)量，增加管網(wǎng)的可靠性和使用壽命顯得尤為重要。

施工組織是將工程設(shè)計實際創(chuàng)造出來的過程，供熱項目能否達到設(shè)計的功能指標、質(zhì)量要求以及安全穩(wěn)定的運行，關(guān)鍵在于施工組織是否合理，施工工藝是否精細，施工過程是否標準，本文對大口徑直埋管道施工的節(jié)點技術(shù)問題進行了詳細論述，指導(dǎo)業(yè)主單位及施工方合理組織施工，有效的避免重復(fù)返工、施工質(zhì)量不達標等資源浪費現(xiàn)象；更加合理組織施工工序，縮短工程建設(shè)周期；提高施工質(zhì)量，打造優(yōu)質(zhì)工程，保障供熱安全。

參考文獻：

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