無補償冷安裝直埋供熱管道安裝技術的應用

蔣雪婷

（甘肅一安建設科技集團有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

當下，我國無補償安裝直埋供熱管道技術已經迅速發展，成為當前供熱管網的主要敷設方式。對比其他供熱管道安裝方式，無補償冷安裝直埋技術具備施工快、占地小、成本低、壽命長、安全度高、效率高、工程量小等諸多優點，能夠高效提供熱度，同時還能夠滿足當前我國節能、減排的實際需求。但是在安裝過程中，依然會存在材料無法滿足需求、溝槽存在問題、閥門質量不足、焊接工藝不精等情況，導致供熱管道存在風險以及問題。因此，安裝人員需要加大對材料、溝槽、焊接、閥門方面的重視程度，并根據實際情況進行優化，才能真正提升質量，滿足用戶需求。

1 直埋管網敷設方式

通常而言，直埋管網的敷設方式主要有兩種，分別是有補償直埋敷設和無補償直埋敷設。而如果有特殊要求的話，則可以采用介于兩種方式之間的方式，即在回水管中采用無補償直埋敷設方式、供水管中采用有補償直埋敷設方式，從而滿足需求。在管網敷設過程中。有補償直埋敷設方式與無補償直埋敷設方式存在較大區別。

對于無補償直埋管網敷設方式而言，通常使用應力分類法作為強度驗算的方法。即對應力進行分類，并根據類別分別采用不同的條件進行控制。在演算過程中，需要利用安定性分析理論對溫度應力進行控制，從而確保管段的應力能夠滿足分析所得應力條件的需求，無需額外設置補償器對現有直管段的溫度應力進行控制。無補償直埋管網敷設方式中的管道上補償器與固定支架較少。

對于有補償直埋管網敷設方式而言，則需要采用傳統的管道強度驗算方法進行驗算，無需對各種載荷所生出的應力進行分類。所有應力都需要按照極限分析理論和彈性分析理論中的強度條件對應力進行控制。隨后加設補償器，主要通過補償器吸收熱位移的方式對溫度應力進行控制。有補償直埋管網敷設方式中補償器與固定支架較多[1]。

2 直埋管網安裝方式

2.1 預應力安裝方式

預應力安裝方式主要劃分為兩種，分別是一次性補償器預熱安裝與敞溝預熱安裝，兩種方式各有千秋，應根據實際情況選擇。

一方面，關于一次性補償器預熱安裝方式，主要是指安裝人員在管道的直段劃分管道階段，分段安裝補償器，并且溝槽需要回填，只有補償器附近的溝槽才敞口。主要原理是提前釋放管道的熱脹變形，并且在土壤摩擦力的影響下，管道會發生多次變化，使補償器附近的應力和兩個補償器之間的應力一致[2]。

另一方面，關于敞溝預熱安裝，即在覆土之前提前對管道進行敞開式預熱。由于土壤摩擦力幾乎為0，管道可以提前釋放熱脹變形，預熱的溫度應當與管道應力為0時的溫度保持一致，等到管道的溫度已經達到了預熱溫度之后再進行冷卻，從而讓管道的平均應力水平滿足需求。

2.2 無補償冷安裝

無補償冷安裝主要是指在正常環境與溫度下進行管線焊接、溝槽回填等流程。在按照安定性分析理論和分類法進行分析后，依照分析結果設計直埋熱水管道。管道可以不進行預熱，也可以不設置補償器，使全部安裝過程處于冷態條件。由于管道在冷態環境下的應力通常為0，進行運行時熱應力也不會超出可控范圍，因此無補償冷安裝能夠有效發揮承載能力和優勢。

3 無補償冷安裝直埋供熱管道的設計和施工注意事項

3.1 管材方面的要求

一方面，對于一次管網而言，管道需要滿足較高要求，應當適應介質的溫度和運輸距離較遠導致的壓力。通常情況下，一次管網供水溫度是130 攝氏度，管道需要能夠適應且保存溫度，避免由于溫度過高影響到管道輸送。同時，管道進行熱脹冷縮時，外殼會受到極大摩擦力，因此設計外殼時需要充分考慮外殼、保溫層、鋼管之間的結合力，確保三者相互結合。

另一方面，工程設計過程中，三通管需要根據管徑的不同分別進行特殊加固。由于三通需要在主管道上開孔，并在開孔位置焊接支管，而管道運行過程中會出現應力集中的情況，因此需要進行三通加固，從而對主管道進行保護。

3.2 溝槽方面的要求

在安裝過程中，土方工程十分重要。多數土方工程中顯示，溝槽開挖在回填土上，溝槽的基底沒有根據實際設計進行處理，導致無法滿足設計需求和使用需求，從而使基底不實，引發底部不均勻沉降的情況。開挖時，溝槽底部的高程校核不夠精細，導致管底與溝底之間存在縫隙，使底部存在懸空情況[3]。焊接過程中，部分工作人員為了焊接方便，強行抬高管道，導致管道底部懸空無法受到均勻的支撐，對管道造成嚴重影響，引發管道的焊接口處出現開裂，導致漏水，不僅造成了嚴重的經濟損失，還會影響到管網的正常供應，甚至引發危險。因此，在土方開挖過程中應深入校核中線、高程、橫斷面，并且嚴禁違規操作，防范風險的同時提升安裝質量，確保萬無一失，進而為居民提供良好的供熱服務。

3.3 閥門方面的要求

閥門的選擇對于無補償冷安裝直埋供熱管道來說十分重要。在管道日常運行時，所有管道以及其他附件都需要經受巨大軸向荷載，同時在彎頭處還存在荷載環向應力，這對閥門的選擇提出了極高的要求[4]。除此之外，管道自身所處環境為地下環境，不僅環境較為惡劣，同時還會受到空間要素的制約。因此，選擇閥門時應當根據荷載要求、應力要求等方面進行綜合考慮，并從中選擇質量最高的閥門，才能滿足無補償冷安裝直埋供熱管道的需求。

3.4 焊接方面的要求

對于無補償冷安裝直埋技術而言，管道自身需要在日常運行中承受較大荷載，對于焊接的要求極高。因此，加強焊接方面的管理，滿足焊接環節的需求，是優化無補償冷安裝直埋技術的重要因素。主要以材質、人員、特殊措施三方面為主。首先焊條的材質需要匹配焊接材料，確保能夠滿足焊接需求，提升焊接質量。其次人員應當具備對應上崗證，避免由于人員自身專業性和素養不足導致焊接環節受到影響，對管道質量造成危害。最后，特殊措施方面主要指，如果是陰雨天或者零度以下的溫度環境，需要及時采取特殊措施，避免管道由于溫度或者濕度等外部原因受到損害，影響質量。

4 結語

無補償冷安裝直埋供熱管道安裝技術是我國安裝供熱管道的重要技術之一，不僅能夠充分發揮管材的承載能力，同時還可以節約成本。雖然技術已經趨于成熟，但是依然有提升空間。因此，探究無補償冷安裝直埋供熱管道安裝技術的優化路徑，是當前提升人們供暖條件，提高生活質量的重要研究方向。并且在日常安裝工作當中把握好細節，提升自身的細心程度，才能使工程質量滿足需求，真正推進節能工作，為國家節能政策的落實與推廣提供有力幫助。