復雜地質環境下大直徑長輸供熱管道施工技術研究

祝福會

（山西省安裝集團股份有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

供熱管道根據安裝形式分為架空敷設、直埋敷設、地下管溝敷設、管廊敷設4 種形式。復雜地質環境下大直徑長輸供熱管道因線路長，經常涉及穿越道路、河流、線路等復雜地質，為此，經常采用架空+直埋敷設，本文針對架空和直埋敷設中涉及的施工技術進行產生闡述，確保大直徑長輸供熱管道施工質量。

1 供熱管道安裝施工的形式

1.1 架空敷設

首先，架空敷設可以有效避免地下管道被挖掘和施工所帶來的影響。傳統的地下敷設方式需要進行大量的地面開挖和施工，不僅浪費時間和人力，而且對周邊環境和建筑物產生了不小的影響。而架空敷設則不需要進行大規模的地面開挖和施工，可以有效減少對周邊環境和建筑物的影響[1]。

其次，架空敷設具有更好的抗壓能力。由于地下管道需要承受地面的重壓和壓力，因此容易受到地震、地質變化等自然條件的影響。而架空敷設則可以將管道懸掛在空中，避免了受地面壓力的影響，使管道具有更好的抗震和抗壓能力。

1.2 直埋敷設

在城市供暖系統中，供熱管道的敷設方式多種多樣，其中直埋敷設是一種比較常見的方式。直埋敷設是指將供熱管道埋在地下，直接連接到用戶的采暖設備。它的主要優點是節約空間和美觀大方，同時也能夠避免管道破裂的風險。

然而，直埋敷設也存在一些問題。首先，由于管道埋在地下，如果管道出現故障，修復難度較大，維修成本也會較高。其次，直埋敷設還需要考慮地下管道的安全，如何避免管道與其他地下設施的干擾也是一個需要解決的問題。

針對這些問題，供熱企業需要采取一系列措施來保證直埋敷設的安全和可靠性。首先，應該選擇質量可靠的管材和連接件，保證管道的使用壽命和安全性。其次，應該加強對管道的日常檢修和維護，及時發現和處理管道故障，避免出現更大的問題。最后，在進行管道敷設時，要充分考慮地下管道的安全情況，避免與其他管道或地下設施發生干擾，確保供熱管道的安全和穩定運行。

1.3 地下管溝敷設

從供熱管道的角度來看，地下管溝敷設是一種非常有效的方式。首先，地下管溝可以保護供熱管道免受惡劣天氣和外部環境的影響，從而延長管道的使用壽命。其次，地下管溝可以避免供熱管道與其他地下設施（如電纜、排水管道）發生沖突。最后，地下管溝可以減少管道敷設對地面交通和人行道的影響，從而降低城市建設和維護的成本。

但是，在實際的敷設過程中，地下管溝也存在一些問題。首先，地下管溝的施工需要占用大量的土地和人力資源，如果施工不合理，會對地面交通和周圍居民的生活造成很大的影響。其次，地下管溝中的供熱管道需要定期維護和檢修，如果管道故障需要進行維修，會對周圍環境造成一定的污染。最后，地下管溝的敷設需要考慮到不同地質條件下的影響，如果地質條件不穩定，可能會導致管道的故障和漏水等問題。

1.4 綜合管廊

通過運用綜合管廊來完成安裝工程，這樣就能使管線和管道更加的井然有序的排列，城市道路和交通也能夠正常的運轉，但是唯一的不足就需要投入的施工成本過高。

2 復雜地質環境下大直徑長輸供熱管道施工技術要點

2.1 測量放線施工

施工過程中應該考慮建筑單位的圖紙的設計，應該按照實際的數據方案開展，從而采取規范性的工程研究措施，提高整體的工程質量。根據測量要求，對相關數據進行測量，確保與實際要求的數據內容相符。因此需要通過控制當前的數據測量的科學方式，加強相關數據信息的科學處理，采取更加規范的處理方式，進行相對系統的研究處理，加強整體的管理措施。根據施工特征，將管線的起點、終點、以及相關的折點等方面，進行穩固，從而確定地面的定位，進行準確的信息標記。因為實際的工程測量存在一定偏差，所以應該重視后續內容的測量，盡可能減少數據偏差，從而進行規范的設計，采取科學的處理方式，加強管線定位，以便解決地下的物障，在實際施工過程中，減少沖突。設計單位和施工部門需要進行相互協調，根據現場具體情況，及時地進行圖紙的調整和變更。工程進度在落實以后，也要對管線的位置進行確定。通過加強管線相關內容進行確定，預留分支，直埋補償器由于沒有參照物，所以在實際的施工建設時，需要提前進行管線的了解，并且進行數據的測量。

2.2 開挖

在施工前期，需要對施工位置所挖的溝槽進行勘察核實，保證地上和地下施工現場的檢查處理，逐漸清除障礙物，保證工程能在安全的情況下開展。在開挖的過程中，一定要注意對地下情況的勘察，如果一旦發現文物，需要及時采取保護措施，及時報告領導，聯系相關的部門進行有效處理。以及與供水、排水、燃氣、電纜等地下管道各單位之間的協同配合，科學的處理當前的各項工作內容，加強系統的科學處理保護。工程在實施時，應該根據施工環境的情況進行施工，提高工程的實際工作效率。通過溝槽的深入挖掘，以及地基結構的處理，展現出當前工程施工的技術處理方式。按照工程的數據信息進行有效處理，加強對當前環境的進一步了解，采取符合要求的設計方案，開展工作。溝槽土方開挖前，應組織項目相關人員進行施工方案的編制，并進行論證審批，方案通過后進行開挖。

2.3 長距離套管頂進（中繼間）施工

結合施工情況，在頂進過程中，必須設置中繼間分段接力頂入，當阻力超過容許總頂力時，需分多次進行，直至達到頂進距離。前殼體接前接管，后殼體接后接管，兩殼體之間采用承插式的方式進行連接，并用橡膠止水帶將兩者密封，使管道外的泥漿不能倒流進入管道內[2]。

通過利用頂進計算及計算管道土體摩擦力，確定中繼間數量和在軸線上的安裝位置，并將頂力設計值的70%～80%作為設備頂力使用的預備力。在主頂油缸推力達到中繼間設計推力的40%～60%時，安置第一級中繼間，每在推力達到設計推力的70%～80%時，安置中繼間，且在達到中繼油缸推力80%時起動。本施工段每臺接力裝置設20 只千斤頂，頂力為50t，沿圓周均勻布置千斤頂。千斤頂的行程為30cm，在前殼上固定一個扁鐵制成的扣件。精加工鋼外殼結構，確保其在使用過程中無變形現象。中繼間殼體的外徑與管節外徑相同，能減小土體擾動，減少地面沉降與頂進阻力。

2.4 管道安裝

（1）管道吊裝。以穿越河流的直埋管道中最重的單件為12m 長的DN1400mm 管道為例，壁厚18~20mm，單件重量8.75~9.87t?？紤]到該河段吊裝環境較差，為保證吊裝安全方便，管道吊裝采用75t 履帶吊。由于管道質量較大，為防止損壞聚乙烯外護管，有必要使用軟吊帶進行綁扎，并在吊裝就位前檢查確認其牢固性[3]。

（2）管道組裝焊接?？紤]到綜合因素的影響，為了盡快完成該河段的施工，管道的組裝和焊接全部由兩人進行。坡口應在20mm 范圍內打磨，并清除鐵銹等雜物，不得有裂紋、夾層等缺陷。對齊工具用于快速對齊。本段施工屬于現場作業，焊接過程中應采取防風防潮措施，確保焊接質量。施工當天或停工期間，需使用密封頭對管口進行密封，防止異物進入管道，影響管道后期沖洗和運行。

2.5 架空敷設施工

2.5.1 滑動平面（導向）支座安裝

滑動平面（導向）支架由兩個主要部分組成，其中滑動箱體上設有絕緣外殼搭接板，與直管外保護殼連接。在固定基板上安裝導向側板后，滑動導向支架可與滑動箱體形成。

（1）固定底板焊接。在生產和安裝之前，將固定底板與混凝土支架的預埋鋼板焊接在一起。焊接前，重新檢查支架的標高和中心線偏差，確保誤差在規定范圍內。

（2）支持安裝。支架安裝前，應事先在架空保溫管上用墨水標出安裝基準線，在基準線上確定待安裝的滑管支架箱的中心位置，并按要求切割保溫外殼，去除聚氨酯。在去除聚氨酯保護層時，應清潔工作鋼管的表面，以確保焊接質量。切割和清潔采用物理方法進行，嚴禁氣體切割，以免發生火災。在確定基準線位置時，必須用鋼尺測量并復核保溫管和支架預埋固定底板的尺寸，以防止施工偏差或保溫管尺寸偏差影響安裝質量。滑箱與工作管之間的焊接應確保連續、均勻、完整的焊接。當焊縫與工作鋼管的螺旋焊縫相交時，為了保證箱體的平整度，有必要對箱體的局部進行打磨。焊縫應與螺旋焊縫交叉，不得與螺旋焊縫形成交叉焊縫。

2.5.2 管道吊裝

管道的預組裝和吊裝主要根據支架之間的間距來確定拼接長度。以一般架空供熱管道為例，當滑動支架主間距為24m、前后排固定支架間距分別為8m 和16m時。為保證支架上的管道受力合理，便于焊接施工，局部采用兩段或單段吊裝。吊裝采用兩臺75t 汽車吊或履帶吊同時進行，每臺吊點設置在管道中心兩側15m 處。在每個吊裝點，將一個20t 的扁平尼龍吊索對折并吊裝兩次。根據組裝好的管道的特點，吊裝前應進行試吊，以確認各部件的可靠連接。同時，應將管道吊離地面10~30cm，保持在該高度，并檢查起重機的穩定性、制動器的可靠性、重量的平衡以及吊索連接的牢固性。試吊完成后，將起重機垂直吊起，移動到支撐蓋梁上，吊鉤緩慢下降。將管道緩慢放置在管道支架上，然后進行調整、對齊和焊接。在吊裝過程中，必須與周圍結構保持安全距離，并符合相關法規和標準的要求。

2.6 焊接閥門

焊接閥門前應該對閥門進行吊裝，但是不能設置在閥門手輪上，容易損壞閥門。因此在安裝閥門時，應該采取有效的保護措施，保證焊接閥門工作可以快速開展。焊接前需要對閥門進行檢查，蝶閥應該保持關閉的狀態，而球閥門應該處于一個較為完整的開啟狀態。閥門的開關應該利于操作的方式，通過焊接蝶閥的最佳位置，對電焊以及接地線的同側焊管的處理，提高焊接閥門在焊管口的有效處理，加強當前閥門正確的處理，提高大門焊接的質量。需要注意的是，應該嚴謹閥門軸垂直安裝。

2.7 安裝補償器

套筒補償器的安裝應該注意與管道同軸，在焊接過程中，應該對補償器的芯管進行焊接，從而最大程度上防止補償器熱脹冷縮，不會導致補償器拉脫。水壓試驗時應該將補償器鎖死，避免因為壓力過大，導致補償器拉脫。補償器的安裝情況，應該采取非常合理的補償措施，從而解決小室混凝土在澆筑過程中造成補償器芯管的損壞。

2.8 現場檢測和記錄控制

在施工過程中，要對施工現場進行定期的檢測和記錄，以及時發現和解決質量問題。同時，還需要對施工過程中的關鍵節點和工藝進行現場監控和記錄，留下證據和記錄，便于后期驗收和評估。安全控制施工過程中要保證安全生產，嚴格執行安全操作規程和操作流程。特別是在使用防腐保溫涂料時，要嚴格控制其揮發性有害物質的排放，防止污染環境和危害人體健康。現場管理和協調控制，在施工過程中，要進行現場管理和協調控制，確保施工進度和質量。及時協調解決施工中出現的問題和矛盾，確保施工過程的順利進行?，F場交底和培訓控制對施工人員進行防腐保溫施工技能的培訓和交底，確保施工人員熟練掌握防腐保溫施工技能和質量要求，提高施工質量和效率。同時，還需要定期進行培訓和考核，提高施工人員的技能水平和工作意識。

2.9 施工后期質量驗收

防腐保溫施工完成后，需要對施工質量進行驗收和評估，確保施工質量符合標準和要求[4]。驗收時應該對防腐保溫層進行逐層檢查，確認材料質量和施工工藝是否符合標準，發現問題及時整改，確保施工質量的完整性和穩定性。施工后期質量驗收是防腐保溫施工過程的重要環節，驗收合格后才能保證建筑物長期使用和安全。驗收過程中，應按照國家相關標準和規定進行檢查和評估，對防腐保溫層的厚度、質量、密度、平整度、附著力等進行逐一檢查和測試，確保施工質量符合要求。同時，還需要制定詳細的驗收報告，留下驗收記錄和證據，便于后期管理和維護。如果發現質量問題，應及時整改并重新驗收，確保防腐保溫質量的穩定性和可控性[5]。

3 結語

案例工程施工情況復雜，施工方式繁多，既有頂管、夯管，也有直埋和架空，且具有管徑大、線路長等特點。施工單位針對不同地質條件采取了不同的施工工藝，通過分析過程中出現的各種問題及困難，不僅有效控制了該項目的施工成本，也為后續類似施工項目提供了借鑒。