供熱管道土建施工技術及質量管理路徑分析

袁偉龍

（甘肅一安建設科技集團有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

熱力管道敷設方式分為架空和埋地敷設，由于架空敷設占用地上空間，擾亂城市布局，在當前供熱管網較為普遍的情況下，使用較少。而埋地方式以砌筑管溝敷設和直埋敷設兩種方式，前者管道是以浮空形式沿地溝敷設，相當于架空管道移入地下的形式，其優點是不占用地面城市空間，缺點是工程量較大，不僅要砌筑管溝，防止邊坡坍塌，還要砌筑管道的固定支架、滑動支架等考慮管道的熱位移；后者則是管道通過絕熱層直接與底土接觸，在具備管溝砌筑的優勢外，工程量相對減小，其砌筑難度不大，也不需要滑動支架。但考慮其允許的管道熱位移伸縮量極小，因此，這種方式不適合高溫熱力管道。隨著城市優質采暖方式的盛行，以低熱量大面積為主的供熱方式成為主流。一般低熱量供熱管道的供水溫度約80℃，回水溫度約為30℃。在該種溫度下，管道熱膨脹變化較小，通過管道保溫層、外部介質的緩沖作用均可以得到有效的沖抵。為此，當前城市熱力管網采用直埋方式較多。為此，研討供熱管道土建施工，需要選擇管道敷設方式。

1 供熱管網土建施工技術分析

1.1 測量放線

作為管道施工的首要步驟，決定了后期管溝開挖、管道敷設的準確性。

1.1.1 儀器應用

對于長距離的供熱管道測量放線已逐步推廣使用具備激光能力的測距儀、水準儀或全站儀等儀器進行測量。

長距離管線的測量方法是按照圖紙定位主點（管線的起點、終點、轉折點），以及沿途的障礙物等實際情況，將主點測設到實際位置。對于大型管溝開挖，必須在確定中心樁后，測設控制樁，避免中心樁位置開挖后的破壞。

使用激光測距儀測量管線的距離，有微波測距儀、紅外線測距儀以及電磁波測距儀，其原理是通過對標靶位置發射光電源，到達目標位置后經標靶位置反射，經測距儀接收裝置接收后，獲得光電傳播的時間，再乘以光速得到目標與儀器之間的往返距離。其精度極高，可達到每千米誤差2mm以內[1]。使用激光水準儀、激光全站儀，均考慮激光在一定范圍內光沿直線行走的特點，使得其水準測量、角度測量更加精準。需要注意，使用激光測量儀器要考慮大氣折射的誤差影響，為此，測量時應選擇晴朗天氣。

1.1.2 樁頭設置

樁頭位置的放置格外重要，這主要是考慮受外部因素的影響，一方面受人為的破壞作用，包括設置的位置容易遭受損失或破壞作用；另一方面容易受環境影響，例如，木樁頭容易遭受風力、雨水影響而出現誤差。為此，樁頭位置必須設置在沿途的舊建筑物墻角、基巖等處所[2]，不發生沉降，不易遭受破壞作用的地方。若有條件應采取預埋、鑿刻等方式，使得樁頭位置能夠長久保存。

1.2 管溝開挖及砌筑

1.2.1 管溝開挖

在測量放線完畢后，即開始管溝開挖。管溝開挖應采用撒白灰的方式沿放線樁頭位置標記，需要注意，白灰線必須距離溝沿有一定的距離，并不得被覆土掩埋。可考慮機械開挖，沿放線位置確保寬度和深度。在實際的作業過程中，考慮城市環境的復雜，地面建筑物、垃圾，地下管線等影響，以及地下可能存在巖石、空洞、人工廢棄物等，都有可能對管線開挖砌筑造成影響。為此，開挖時要充分考慮實際情況。對于大的空洞、地下水環境，考慮灌漿打樁處理，防止地下水環境對整個管溝開挖砌筑以及后期敷設造成大的影響。

管溝開挖時要考慮基坑安全問題。一方面，及時采用鋼管、木方等進行支護。當采用放坡方式時，可以考慮砌筑后填土前進行支護，其安全性容易保證；但城市熱力管道敷設，管溝一般為中等基坑，往往采用不放坡的開挖方式，其邊坡支護需要格外注意安全。應在開挖時采用探挖的形式，明確地基的土質是否存在松軟、易滑動等問題，如果存在則必須采用放坡方式，增加開挖截面[3]；若土質堅硬，則可以自開挖后立即進行支護，并實行邊開挖邊支護的形式，而不能等到區段全部開挖完畢再支護；另一方面，及時進行降水。當水位線較低時，盡管管溝深度不大，也容易出現基坑返水的問題。而一些水位較低的位置進行管溝開挖時，盡管不存在溝底返水問題，也應考慮下雨等因素造成的管溝充水。因此，在開挖過程中，要考慮先挖蓄水井，然后在蓄水井之間的區段進行管溝開挖，開挖時及時對蓄水井進行抽水。

1.2.2 管溝砌筑

管溝砌筑的形式應根據實際地質情況進行選擇，對于硬質地基，可以考慮采用鋼筋混凝土板樁設計；對于軟質土地，在放坡開挖形式下，應考慮混凝土連續墻的設計。

設計為鋼筋混凝土板樁時，施工時考慮土質較好，鋼筋可采用單層縱橫向鋼筋網沿墻編織，其固定位置要使用鋼筋頭垂直鋼筋網插入土層中并與鋼筋網綁扎固定，伸出墻外的距離要達到混凝土澆筑厚度，即該鋼筋頭不僅用于鋼筋網沿墻固定，也用于混凝土澆筑厚度的控制[4]。

設計為混凝土連續墻時，其施工用料相對較大，但考慮工法因素，其施工較為簡便，主要是確保連續墻的厚度和高度控制。需要注意，對連續墻與管溝墻壁之間的縫隙，要隨著連續墻的高度上升同步回填夯實，不得等到砌筑完畢后進行。

擋水墻的施工應根據情況選擇施工順序，一般程序應在管道敷設、管溝回填夯實完畢后進行，但如果正處于雨季，或當地雨水豐富的季節，可選擇在管溝砌筑階段同步進行，這有利于管溝降水、砌筑以及敷設。擋水墻的設計應沿地貌從高向低的方向，沿管溝邊沿砌筑，并且擋水墻內側填土應高于外側。

1.3 管溝回填

在機電專業完成管道的對口焊接、壓力試驗以及敷設等分部工程后，土建專業開始進行管溝回填。管溝回填應分為管道敷設前的溝底處理和敷設后的分層回填。

1.3.1 溝底處理

首先，在保持溝底相對干燥的情況下，使用大量碎石（粒徑小于30mm）敷設，并夯實墊平，墊平后的厚度不應小于0.2m，且確保堅實平整，然后，采用河沙土回填（雨量不大的地方可以采用凈土）。應逐層夯實至管底標高。溝底處理應及時快速進行，在管道敷設前與管道敷設分段同步進行，避免溝底返水或雨水影響。需要注意雨季時，不應進行溝底處理，避免處理效果較差。

1.3.2 分層回填

完成管道敷設后，應及時進行回填。回填土質要保證與墊層土質相同，不得出現硬質試塊、黏土等雜質。回填應與夯實同步分層分段進行，呈階梯狀接口。管頂上部250mm位置至地面，采用凈土填充夯實，并高出地面400mm以上。

2 供熱管網土建施工質量管理

2.1 建立質量管理體系

施工質量管理體系通常包括管理制度和執行標準。“三檢制”是保證施工質量較為有效的質量管理制度。首先由操作者自檢，在施工人員完成一道工序或分項工程完工后，對自己完成的工作進行自檢，以消除異常因素，防止不合格工序進入下一道工序中；其次，在分項工程完工后，由班組長或施工現場負責人組織對同組或不同人員之間的工序進行互相檢查復核，也可以是上下道工序之間的互相檢查；最后，在分部工程或分項工程完工后，由項目部質量員組織的專業檢查，用以彌補自檢、互檢的不足。

2.2 加強不同工序銜接管理

供熱管道工程是一項工序眾多、專業較雜的工程，其工序包括測量放線、管溝開挖砌筑、管道預制安裝、管道敷設以及管溝回填等，其專業相互交叉，如管道預制安裝一般由機電專業進行；與分戶項目連接時，屬于房建專業范疇，而其他大都是土建專業內容。為此，加強施工工序之間的銜接管理，是重要的工程質量保證措施。例如，在管溝回填過程中，由于要考慮雨水的影響，往往需要在管道敷設和回填同步分段進行。為此，需要與機電專業做好協調溝通，在進行管道敷設時，確保工器具對管道外壁的絕熱保溫層不造成破壞。

2.3 應用先進施工工藝

在保證施工質量方面，一些先進的施工方法、工用具及工法措施更能有效的提高施工質量。例如：在測量放線環節，采用激光測距儀、激光全站儀，其精度達到每千米小于2mm的高精度特點，這將大幅度提高管道開挖、敷設的精度，提高了工程質量。

3 供熱管道土建施工技術及質量管理實踐

3.1 項目概況

蘭州市城區集中供熱管網改造建設項目，對蘭州熱力集團有限公司下屬的6個分公司供熱范圍內的供熱管網進行技術改造。包括部分老舊二級管網以及部分樓棟內的盤管進行改造，以及7座供熱站進行間供系統改造。

其中，室外老舊熱力管網改造施工，需重新敷設供熱管道。主要以直埋敷設和地溝敷設為主。室外供熱管網盡量采用原有敷設方式、利用原有管位敷設，路面開挖后需原狀恢復。對于架空敷設的室外管網，同樣利用原有敷設位置敷設。其土建工程包括：管槽開挖、回填。地基處理、基坑防護等項目。

3.2 工藝措施

3.2.1 溝槽開挖

項目部充分調查研究，了解挖槽段的水文地質條件，包括地下水位、結構物，溝槽附近的地上構筑物及施工周邊環境等。工程機械使用反鏟挖掘機，并采用人工配合反鏟挖掘機挖槽。挖槽前，制定安全措施和明確質量標準，現場施工員向司機及土方工詳細交底。在開挖過程中由管理人員在現場指揮并經常檢查溝槽的槽底高程和寬度，防止超挖及虧挖。邊坡支護采取鋼管進行加固處理，采取隨挖隨支護的方式進行邊坡支護。鋼管選用Φ32的焊接鋼管，嵌入土深600mm，形成支護網格。在雨季施工，應縮短分段開槽距離，做好疏排水準備[5]。在開挖過程中，要及時采取邊坡支護措施，避免垮塌滑移。

3.2.2 溝槽排水

溝槽上口距槽邊0.5m兩側設300mm擋水墻，降雨期間安排專人排水并檢查擋水墻牢固性，發現破損及時修復。根據現狀路面東高西底，溝槽邊積水自然排至處設置集水井（斷面為0.3×0.3×0.3m）由水泵抽已建成雨水管道,擋水墻和集水口設計如圖1所示。

圖1 擋水墻和集水口設計

在槽底每隔50m設一個集水井，斷面為0.3×0.3×0.3m（槽底以下），集水井水用泵抽出。

3.2.3 管溝回填

在回填土施工作業時，原則上要從低到高，分層分段進行。每完成一段，應設置梯形斷面結構，且梯形結構錯縫距離不小于1m，壓實后重疊不小于0.5m。回填土開始時應虛鋪，采用振動碾壓，實時厚度不超過35cm；采用打夯機夯實厚度不超過25cm左右[6]。每層虛鋪完畢，使用耙子找平，并用鋼尺、標桿檢查虛鋪厚度，進行找補符合規定要求后方可開始夯實。夯實系數不小于0.95。在夯壓施工時，打夯機按規定的路線行走打夯，應一夯壓半夯，每一夯和每一行相連，且縱橫交叉，不得漏夯；分段接磋處夯過重疊不小于0.3m。

4 結語

綜上所述，采用直埋敷設方式的供熱管網不占用地面空間，施工工序簡單，是當前低熱量供熱管網發展的主要類型。在施工技術和質量管理路徑方面，應加大探討新技術新產品的應用，并不斷提高質量管理水平，使得我國城市供熱得到更大的發展。