熱力管網工程施工及其質量控制

劉海洋

（上海眾深科技股份有限公司，上海 201802）

0 引言

隨著我國經濟建設的高速發展，城鎮化建設規模的不斷擴大，人們對提高生活水平的需求也隨之提升，大型的集中供熱熱力管網工程項目的建設也得以在全國各地大力興建。熱力管網工程項目對改善城市環境和大氣質量有非常重要的作用，同時對實現國家節能減排目標、維護社會和諧和可持續發展都有著重要的戰略意義和長遠的積極影響。本文通過對熱力管網的施工工藝流程、施工質量進行深入探究，根據每個熱力管網工程項目網線長、管網雜、施工環境特殊、施工過程復雜的具體特點，采取科學嚴謹的施工工藝和切實有效的施工質量管控措施，并及時處理各種質量問題和質量隱患，可以充分保證熱力管網工程的施工質量，同時滿足熱力管網的社會經濟效益和整體安全需求，促進城鎮化建設的快速健康發展。

1 熱力管網工程的施工工藝流程

熱力管網工程的施工工藝流程主要包括以下各階段：

施工前的準備工作，施工區域的測量定位、測量放線，管道線路的土方開挖，材料（包括管道材料、鋼筋材料、混凝土、管配件等）驗收，管道底部的鋪砂夯實、支模架模施工，管道支墩（管樁）施工，管道等材料除銹，鋼結構桁架施工，管道組對焊接及焊接質量檢查，管道對接焊接接頭無損檢測，架空管道和埋地管道的安裝，管道連接處的保溫處理，管道溝槽、基坑回填，管道系統的強度及密封試驗，管道系統的清洗吹掃，管道系統的調試運行，工程的竣工驗收[1]。

2 熱力管網工程施工及質量管控

2.1 測量放線和土方開挖

測量放線由施工項目技術負責人主持，管道技術人員負責測量，施工班組組長參與，施工監理旁站見證。測量放線必須放出線路的軸線和施工作業帶邊界線。在線路軸線（或管道溝槽開挖邊線）和施工作業帶邊界線上加設百米樁，并在樁間拉線或撒白灰線。

測量儀器必須經法定計量部門校驗合格且在有效期內使用。測量依據線路平面、設計控制樁、水準標樁進行測量放線，采用GPS定位，全站儀進行測量，測量放線中應對測量控制樁進行全過程保護。測量放線須以設計控制樁或其副樁為依據，不得擅自改變線路的位置。

土方的開挖應采用挖掘機開挖，人工清底的方式進行施工。無論是架空管道的支墩基坑，還是埋地管道的土方開挖施工效率都應高效可行，開挖過程中，應對土質的情況、地下水位、標高等的變化隨時檢查，并做好記錄，嚴禁超挖、盲目操作[2]。

2.2 管道底部鋪砂和管道材料檢驗與驗收

管道基坑與溝槽開挖完畢且隱蔽驗收合格后，按設計要求敷設混凝土墊層，以防涂層受擾動。

從此階段開始，管網施工材料將持續進場，應及時向施工監理進行施工材料進場報驗工作，工程材料/設備/構配件清單和相應的質量證明文件、合格證、試驗報告等文件應作為附件同報驗表一起提交。嚴格控制管道材料、焊接材料、鋼結構材料、混凝土材料等材料的質量，對整個管道的施工質量將起著決定性作用。

2.3 管道鋪設安裝

管道的鋪設安裝一般有架空管道安裝和埋地管道安裝，施工現場一般配備兩臺或兩臺以上起吊設備設施。

在便于現場安裝、運輸、無損檢測及促進施工進度的前提下，管道鋪設施工一般會采用管道地面預制的施工方案。管道的預制應有預制方案，包括預制范圍、預制深度、預制工藝及質量要求等內容。管道的預制應根據現場審查確認的設計單線圖或依據管道平、剖面圖繪制的單線圖進行；單線圖上應標注管線編號、焊接接頭編號、現場組焊位置等。

2.3.1 架空管道安裝

管道安裝前進行內部清理，管內不得遺留任何雜物，必要時管道兩端應設置臨時堵帽。吊裝前，再次確認管道內清潔度、管道路線以及管樁位置，確認合格后方可吊裝。

管道水平段的坡度方向與坡度應符合設計要求。若設計無具體要求時，對管道坡度方向的確定，以便于疏、放水和排放空氣為原則。在有坡度方向的管道上安裝水平位置的補償器時，補償器兩邊管段應保持水平，中間管段應與管道坡度方向一致。

管道空中對接時，應嚴禁強力（強拉、強推、強扭、強頂）組對。如需調整安裝工序，應嚴格按施工方案和專項方案的相關要求進行。

管道吊裝時，應由持證起重指揮工一人指揮，由司索工負責綁扎鋼絲繩。管道就位時不得碰撞管道支墩（或管）和已安裝好的管道。

2.3.2 埋地管道安裝

安裝前施工監理應按施工圖紙對管道溝槽的深度、坡度、底部設計要求進行再次確認，確定管線范圍內及施工用地內所有障礙物，并做出標記。

施工過程中，不應對預制管道的保溫層和外防腐結構造成破壞。各種準備工作做好以后，用吊車將管道吊入作業坑，放置在支架上并找正。找正過程中，對接接頭應杜絕十字焊接接頭的出現，相鄰縱向焊接接頭的間距應不低于100mm，管道內壁盡量齊平，內壁錯邊量和對口間隙應符合焊接工藝要求；不等厚的管道對接接頭應按標準和圖紙要求對坡口作過渡修磨；找正完成后由專業焊接人員對接焊接接頭點焊固定。

施工監理應旁站見證管道安裝的全過程，檢查確認管道安裝位置、對接接頭相關尺寸等內容，并及時叫停違反施工工藝、質量要求、安全施工的行為。

2.4 管道焊接

管道對接接頭的焊接應采用全焊透的焊接結構，焊接前應按圖紙和規范要求編制PQR和WPS文件，管道的焊接應嚴格按照WPS執行。焊接人員應具有相應的資質，施工現場應配有符合要求的固定焊條庫或流動焊條庫，每批焊材入場時都必須向施工監理報驗，確認后方可使用。

管道對接焊接接頭焊接前，首先應徹底清理焊接接頭坡口及坡口兩側10mm（氣體保護焊兩側20mm）的范圍內的母材表面，將水、浮銹、污漬、油污、積渣和其他有害雜質清理干凈，直至露出金屬光澤。

焊接過程中，應盡量在坡口上或引弧板上起弧，禁止在管道母材上引弧。每道焊接接頭應一次連續施焊完成，多層焊每層焊接后，應及時進行層間清理，并進行外觀檢查，消缺后方可進行下一層焊接；焊接完成后，應及時清理焊接接頭表面，自檢完成后在離接頭20～50mm處標出管線號、焊縫編號及焊工代號。

2.5 焊接接頭質量檢查與無損檢測

焊接接頭的外觀質量檢查應由焊工先自檢，施工單位質檢人員進行100%復檢，檢查合格后，報施工監理檢查確認；對于隱蔽工程的焊接接頭要隨工程進度提前做好報驗工作。焊接接頭的外觀成型應良好，并與母材平滑過渡；對接接頭寬度以蓋過坡口邊緣2mm為宜，表面不得低于母材表面，余高應符合圖紙要求；表面不允許有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺存在；焊接接頭的咬邊深度不得大于0.5mm，連續長度不應超過100mm，且焊縫兩側咬邊總長度不得超過該焊縫長度的10%。焊縫表面凹陷深度不得大于0.5mm，且每套焊縫凹陷長度不得超過該焊縫長度的10%。

焊接接頭的外觀質量檢驗合格后，應按圖紙和標準要求對其進行無損檢測。焊接接頭的無損檢測工作是熱力管道工程施工過程中的一個重要環節，也是保證熱力管道焊接接頭質量的必要手段。無損檢測單位應有國家質量監督檢驗檢疫總局頒發的相應資質，并應有相應的專業檢測經驗，檢測人員也應具備國家專業資格證書。管道焊接接頭的無損檢測方式一般有超聲波和射線兩種方法，這兩種方式進行焊接接頭的無損檢測合格時方可認為無損檢驗合格。無損檢測的合格標準和合格級別應符合經確認的設計圖紙和標準規范的相關規定。

焊接接頭的返修工作應由相應合格項目且技術水平高的焊工執行，返修前應分析缺陷性質、缺陷的長度和寬度，確認缺陷的部位。清除缺陷方法，采用砂輪機磨削。缺陷清除后，應對返修部位坡口進行適當的修磨。返修的焊接工藝應與正式焊接的相同。焊縫返修后應進行表面質量檢查及100%的無損檢測，檢測數量不計在規定檢驗數。

在管道安裝完成后，整個管道系統還應分別進行強度和泄漏試驗，再次驗證檢查焊接接頭的質量，最終保證整個管道系統無泄漏現象。

2.6 管道接口處的保溫和管道溝槽的回填

管道保溫施工質量檢查主要體現在對保溫材料的檢查上。目前市場上保溫材料種類繁多，性能各異，必然魚龍混雜，所以對保溫材料質量文件及具有檢測資質的檢測單位出具的檢測報告的審查是保溫材料質量檢查的重要手段，也是保證管道施工質量的基本保證。另外，保溫層厚度也應符合設計要求，保溫殼連接處應黏結牢固，保護層搭接長度應符合設計要求。

基礎施工完畢并經檢驗合格后方可進行土方回填，回填料須符合設計和規范的要求，土方回填采用符合規范要求的黏土，不得使用淤泥、耕土、軟土且土料中有機質含量不得超過5%?；靥钋皯懦e水，清除虛土和建筑垃圾。

回填采用分層夯實，每層300mm，壓實系數不小于0.94，基礎的兩側要求對稱同時回填分層夯實。雨天不宜進行回填施工，必須回填時，應分段盡快完成，且宜采用砂土、石屑等填料，周圍應有防雨和排水措施。

3 案例實踐

3.1 項目概況

本工程位于常德經濟技術開發區。供熱管網主要以湖南華電常德電廠2×660MW國產超臨界凝汽式燃煤發電機組為熱源，廠內汽輪機四段抽汽改造后經過減溫減壓對外供應1.0MPa/210℃過熱蒸汽。管網自湖南華電常德電廠北側出線，以DN600為主管沿電廠取水管道架空敷設至明建水渠后，分別東、西、北向分支為開發區熱網用戶供熱，管道全長3.3km。

3.2 保證供熱管網工程的質量措施

3.2.1 工程“開挖施工”質量控制

本工程施工管線較長，柱基分布范圍廣，基本上分布在渠邊、道旁，地下水位較高，且常德高新區淺、中、深土層均為粉末狀粉土，顆粒小，易滑流，持力強度小。

監理項目部要求施工方編制土方開挖專項施工方案，并上報審批。在挖土過程中，嚴格按照專項施工方案施工，隨時檢查土質、地下水位等的變化情況，出現異常應及時聯系相關方。碰到暗浜，及時將淤泥清除，換填粗砂并分層夯實；遇到淺層潛水時，采用積水坑明排水?；赘⊥另毴客诔谥翗烁叩幕淄羾澜麛_動。

管線跨三崗渠南側時，由于回填土較高，且支墩距離水線較近，造成混凝土支墩基礎開挖困難，項目及時向監理方、設計方匯報，得到設計變更，保證了工程開挖按原進度進行。

3.2.2 “過路段施工”質量控制

根據施工合同要求穿越桃林路的直埋蒸汽管道為鋼套鋼直埋預制保溫管（套管規格為中1020×12），施工方采用頂管方式安裝，頂管長度約36m，放坡不小于0.002。頂管作業前，監理項目部要求施工方編制頂管施工專項方案，頂管施工嚴格按方案進行。同時組織現場施工測量和放線工作，確定管線范圍內及施工用地內所有障礙物，并標記。

頂管作業時將地面的管道中心樁引入工作坑的側壁上和支撐上，作為頂管中心的測量基線；將地面上的臨時準點引入工作坑底不易碰撞的地方，作為頂管高程測量的臨時水準點。用測量儀器隨頂隨測，以保證穿越精度，要求軸向偏差不超過頂進長度的1.5%。頂管作業應連續作業，不得中途停止。

3.2.3 熱力管道“架空敷設”質量控制

本工程架空管道的安裝是用吊車將蒸汽管道吊裝到管樁、支墩和桁架上，項目上采取嚴格控制管道支架的安裝精度來提高管道的安裝質量。

嚴格按照設計提供的位置安裝管道支架，其位置坐標誤差不得大于10mm，標高不宜有正偏差，負偏差不得大于10mm。

按設計要求調整熱力管道彈簧支架的安裝高度，同時作好記錄，安裝高度與彈簧的工作高度均應滿足圖紙要求。彈簧支架的固定件應到系統投用前再拆除。

在兩個膨脹節之間設置的支架應同時滿足固定支架緊固無位移、滑動支架自由滑動的設計要求。

3.2.4 熱力管道“焊接”質量控制

本工程熱力管道采用的是Q235B碳鋼管，管道直徑從DN57到DN600不等，以DN630為主。采用氬弧焊打底，手工蓋面的焊接方法，焊接接頭進行100%RT檢測。由于氬弧焊的熱影響區域大，常常會造成砂眼、局部退火、開裂、針孔、磨損、劃傷、咬邊等缺點；手工電弧焊對焊接參數和焊接人員操作技能及經驗要求較高，且勞動強度大、條件差。針對這些因素，結合工期需要，監理項目部要求施工方采取如下控制要點，以確保管道焊質量：

（1）按圖紙、規范、標準，并結合本工程具體要求，編制科學合理的PQR和WPS文件，上報監理項目部審核，并嚴格按批復后的WPS文件施工。

（2）選擇技術嫻熟、經驗豐富、有合格項的持證焊工嚴格按WPS文件要求進行焊接作業，并合理安排作業計劃，避免出現疲勞作業帶來的質量問題。

（3）焊接工程師經?，F場指導焊工的焊接作業，氬弧焊盡量采用低線能量，以降低熱影響帶來的焊接缺陷；質檢人員應隨時巡檢，檢查焊接工藝紀律的執行情況。

（4）采取防風防雨、及時抽排施焊區域的積水、設置烘干設施保持焊接坡口干燥等多種措施，以保證焊接環境滿足WPS文件的要求。

（5）焊材的保管、烘干、領用、回收需嚴格按《壓力管道質量手冊》中有關規定執行。

（6）加強焊接接頭外觀質量的檢查和無損檢測，及時處理焊接缺陷。

3.3 工程驗收

工程竣工驗收之前，監理項目部總監理工程師審查施工單位的竣工申請，并組織工程竣工預驗收，組織編寫工程質量評估報告。詳細說明工程質量驗收情況，并對工程質量問題及其處理情況進行了闡述；在所發現問題均得有效處理后，包括供熱管道基礎（土建）分部工程、管道安裝分部工程、管道防腐保溫分部工程、熱控防電分部工程等工程運行良好，施工質量全部合格，工程檔案資料符合圖紙及標準規范的相關要求，最終得出預驗收合格的結論。

4 結論

綜上所述，一個科學合理、便于實際操作的熱力管網工程施工工藝，加上監理單位嚴格履行“三控兩管一協調及安全監理”的各項職能，對工程質量全過程管控，從而積極有效地解決管網施工過程中的各種技術質量問題，不僅提高了工程施工的準確性和效率，使整個工程得以圓滿完成，并最終決定熱力管網工程能夠高質量運行，這對改善人居環境，提高生活質量，節約能源，促進現代化城市的快速健康發展，以及對城市的經濟社會發展都具有長遠的積極影響。