直埋供熱管道施工工藝及防腐措施

吳麗雅

（山西省安裝集團股份有限公司，山西太原 030032）

0 引言

在當今科技高速發展的年代，各行各業的技術層面都有著不同程度的更新和完善，人們的生活水平達到一定理想值之后，更加追求生活品質。供熱系統作為人們提高自己生活品質的方式之一，直埋供熱管道是供熱系統中的關鍵單元，它本身的質量也得到了更多關注。直埋供熱管道的具體安裝方式方法隨著現代施工技術的不斷創新，逐步得到了優化和創新，但考慮到生產工藝和施工問題，管道鋪設方面還是有著很大問題。為了能消除上述問題，施工單位在安裝管道時必須遵守國家相關規定，針對現場實際操作情況中的潛在問題進行討論分析并給出解決方案，尤為需要值得注意的是在施工過程中所涉及需要使用的材料，工藝及管道保溫等方面，要制定專項對策，從而減少安裝管道時可能產生的質量隱患，提高各方面的施工和運營的安全系數。

1 直埋供熱管道的優越性

直埋供熱管道鋪設是我國在20 世紀80 年代中期由外國引進，因其較傳統方式有特有的優越性而發展較快，在現階段我國的供熱管線中被普遍使用。

首先，直埋供熱管道實在原有鋼材外層運用了新的保溫材料和保護層，保溫層使用的是聚氨酯泡沫材料，有多元醇和異氫酸鹽兩種液體按比例勾兌構成，材料密度小，散熱系數低，抗壓能力強，拉伸強度大等優點[1]。

其次，外保護層使用的玻璃鋼以及高密度聚乙烯管，使其擁有較不錯的抗磨耐損能力、耐腐蝕和穩定的化學反應等優勢，可以直接焊接，方便施工。

再次，此類保溫管道有兩個特點使其使用壽命長：①保溫管提前制作，保護層、保溫層、鋼管作為一個整體緊密結合，在運作過程中，一同進行熱脹冷縮反應，使之不會產生錯位，保護層、保溫層、鋼管之間不會受到破壞，從而提高了鋼管的耐腐蝕防腐效果。②在實際運作過程中產生損耗小，直埋供熱管道由于使用的是聚氨酯類型的泡沫保護層，傳導熱量系數低，土壤如果是干燥狀態，本身也可作為保護層，保護供熱管道線路的溫度流失，所以直埋供熱管道由于熱能損耗大大降低，充分提高熱能的利用，節約有效能源。

最后，在安裝方面也比較靈活，由于現代城市給水、電力電網、通訊線網、燃氣等各種線路管網設施繁多，且錯綜復雜，一旦設計出現偏差，就會造成未來施工管理，維修維護難題。直埋保溫管施工中，如果涉及建筑物或其他繁雜地下管網時，可以輕易躲避，施工程序簡單，速度快，不會因為施工影響城市面貌和城市公共交通。

2 直埋供熱管的施工工藝

圖1 為直埋供熱管道的施工流程。

2.1 測量放線

作為直埋供熱管道施工的首要一步，也是做好全線施工的最重要的一個環節；所以要求施工單位必須要讓施工工作人員對管道結構、運轉原理，包括閥門等環節了如指掌；在實際施工期間要使用專業的技術人員利用專業化配備進行測量并對需要測量的位置進行測量，并記錄數據，在測量完某一階段工作后，相關的技術人員需要重新對測量過程進行重復檢驗，以防在后續實際操作過程中出現差錯，同時在測量后定期測量確定數據是否有變動，保障測量放線完全符合設計要求標準；另外在實際的測量放線期間會遇到一些結構物，在此情況下，盡量躲避這些結構物，各施工單位，設計部門和測量工作者要相互協同，相互幫扶，結合實際施工現場和施工規則一同商討增加轉向及設計情況。為使各方面施工都要嚴格遵守所設計圖紙內容，要求每個測量數據必須要嚴格把控確保測量真實、準確，防止一旦出現測量數據偏差，導致在施工工程中產生不必要的安全隱患甚至影響供熱管道的安裝進度的情況。所以施工中一定要把測量放線作為重中之重，把握測量的準確性、真實性、及時性、記錄性、重復性。

圖1 直埋供熱管道的施工流程

2.2 溝槽開挖

在進行管道溝槽開挖之前，施工工作人員要做好各階段相關土質土壤的調查并計算出每一施工階段放坡坡度，確保溝槽符合設計圖紙和施工標準。在溝槽開挖后，要及時進行土方的整理，確保土方和溝槽之間的合適距離，一方面方便后期土方的回填，另一方面確保堆載安全距離；一般來說，施工方根據實際的溝槽深度來設計放坡坡腳和溝槽邊的安全距離，不能小于1m，而溝槽底部的寬度一般是管道結構的寬度和層間留臺寬度的總數，溝槽底部充分預留大約20cm 厚的土層，進行人工開挖清理；如果施工方在雨季施工，還要著重做好溝槽底一旦出現積水的解決方案，施工中預留排水溝排水或使用水泵排水，及時排水，防止溝槽坍塌。圖2 為溝槽開挖。

2.3 砂層回填

圖2 溝槽開挖

溝槽回填之前，要做好回填土的篩查，回填土中嚴禁出現較大碎砂石，碎磚頭，碎混凝土等對管道有損害的雜質；除此之外，還要對土壤密度做實驗，嚴禁使用凍土和淤泥等物質進行回填；溝槽在鋪設過程中需先鋪設一層墊層，但必須控制好砂的大小、質量、干度以及濕度，確保在回填過程中無殘留泥土；進行回填中，還要注意回填厚度和密度是否符合施工要求，回填后仍需夯實管道填充；回填管道中間部位時，確保管道中心始終保持一致，未發生任何偏移；而在整個回填的過程，每一層都要夯實且每一層壓實實驗合格后再進行下一步操作[2]。

2.4 管道的運輸、安裝及接口處理

熱力管道安裝之前要確保管道整體的直順度，將符合要求的管道進行安裝，合格管道的運輸安裝可以使用帶起重設備的雙單車進行安裝，在確定安裝管道之前，必須對溝槽底的砂層進行夯實并反復檢測，反復夯實，保障符合供熱管道符合安裝要求再進行下管安裝；然后進行管道接口，需要注意的是在接口過程中，一定要確保接口的位置處于同一狀態，并及時使用膠帶粘貼好管道兩邊；另外，在接口進行焊接時必須做好焊料廢渣的及時處理，防止掉落的焊渣損壞管道；與此同時，安裝期間還要做好保溫層的有效防水防潮，尤其在雨季，如有需要則用堵板做好防水封閉，有效防止泥沙隨雨水灌入管道內部；而在施工過程中出現間斷，則需安裝管套在管口處，并在補償器兩端安裝導向支座，確保管道后期的拉伸數值能夠達到施工標準。

最后是接口保溫。管道安裝結束后要注意管道的接口保溫處理，第一，要確保保溫材料與直埋段一致，即管道接口的保溫材料和管道的保溫材料一致；第二要確保管道清潔，在準備做保溫措施之前，清洗管道，防止管道內部出現砂石、水分、土壤等雜質；第三要根據保溫設計要求研究并確定聚氨酯黑白料的特性，配置好配比，進行反復實驗研究，然后尋找適合的發泡工藝，發泡問題解決后，對已研究出的發泡密度做研究檢驗；例如，兩布三油熱瀝青所制作的聚氨酯保溫管；使管道達到一定防腐蝕和保溫高的基礎目標。

2.5 管道設置

在確保安裝管道質量之前一定要設計出不同管道不同類型的管道安裝保護方案，依據管道的材料，安裝方向以及特殊材料的類型進行突出設計；其次，確定不同管道所實際安裝的具體方位，確保管道設計和坡度相同，確保在直埋管道中可以做出分管安裝，以及對管網精密度和作用強度進行測試，確保是設計壓力值得1.5 倍以上；需要注意的是二級管網必須做好清洗；最后，檢測管道是否達標，如果不達標，則代表管道內部仍需及時清除，管道內部仍存在雜質。

2.6 管道回填及試運行

一般情況下，土方回填采取的主要是人工回填，在回填期間務必保障管道兩邊同時進行回填，確保管道位置保持一致不會出現偏移，回填過程中要不斷夯實管道兩側確保管道位置固定，如果回填到馬上蓋過管道頂部了，人工回填夯實力度要差不多，適可而止。而直埋供熱管道在投入運營之前，還要做好試運營；設計出科學、合理、安全的通訊和保障方案，確保管道在試運營階段的安全，高效迅速應對突發緊急情況；試運營階段的時間一般要超過72h，而且運營中的持續溫度提升速度要確保在10℃/h 以內，分時間段記錄相關數據并保存[3]。

3 供熱管道防腐措施

3.1 供熱管道防腐問題

供熱管道腐蝕問題究其根本，無外乎以下5 種。

（1）電化學腐蝕，由于鋼材本身各部分在鍛造時的金屬組織分布有差異，使得這一塊金屬可能出現電離情況，而帶正電離的鐵離子則由管道移動到接觸管道體的土壤層，這一小范圍管道的電離子過剩，電位就越負；另一范圍金屬不易產生電離，電位相對正常，所以在管道內會出現電子流動，而流出去電子的部分管道作為了陽極，另一部分成了陰極，周邊土壤作為電解質，帶正電的鐵離子源源不斷的從陽極溜走，進入土壤，再通過土壤放回陰極，所以陽極部分受腐蝕，鋼管出現缺陷，以致損壞，陰極區無礙[4]。

（2）肆意橫行的雜電流，由于城市社會不斷發展進步，直流電器設備逐步增多，由各種直流電器設備的漏電和接地在地下土壤組成了雜亂無章的散電流，電流進入鋼管，再從鋼管進入土壤，從而破壞管道；尤其我國現代居民普遍使用天然氣，而埋藏天然氣管道選用的是各種各樣的陰極保護設施，而這類陰極保護所產生的雜電流也將影響到沒有設計陰極保護的直埋供熱管道。

（3）細菌所造成的腐蝕。

（4）化學腐蝕，直埋供熱管道的外層保護，相對耐腐蝕性和對電離的絕緣性就是比較好的，但不能避免的是在加工期間出現小問題，尤其是管道安裝的時候都是在現場施工，接頭處的保溫層及保護層極有可能受到損壞，而現場施工也因為環境和加工條件等因素的影響，焊接質量及管道的回填質量都不能得到根本性保障，電化學腐蝕和雜電流腐蝕的部分就是發生在這類部位上。

（5）內部腐蝕，由于水資源近年來造破壞嚴重，水內的含堿度和水解質對管道造成不同程度的影響。

3.2 防腐措施

（1）增加電保護，可添加電源的保護裝置，即陰極保護，或與天然氣管道一同設置一個陰極保護點，從而保證供熱管道自始至終都是陰極，不會受到任何形式的電腐蝕；最主要的是，增加陰極保護裝置雖然要增加投入，但投資費用并沒有特別高昂，由此投入換取更多的使用壽命，對其經濟產能也是非?？捎^的。

（2）對管道直接防護，現階段應用的是供熱管道直接敷設，減少管道接口處理，管道接口保溫材料選用要合理，施工中注意設置防水、排水措施，通過增設排水泵、管端封堵等方式防止外界水進入保溫層。

（3）內部防腐，首先，降低水解質的溶解氧量，其次調劑水解質的pH，使其酸堿度可以達到相對理想范圍，最后把控水溫，避免對腐蝕嚴重區域的二次損壞，這種方式一般從供熱熱力站改善供熱管內循環水質，一般采用軟化自來水實現。

4 結語

直埋供熱管道施工所需要使用的材料包括主體管道、彎頭、三通、閥門及補償器，每一個施工環節出現問題，都會影響到供熱管道的使用，如果能正常保障供熱管道運行，就必須對各環節進行嚴格把控，重中之重是施工工藝一定要專業、科學、合理，以此確保施工水準達到國家規定。