文水縣供熱管網(wǎng)無(wú)補(bǔ)償冷安裝直埋敷設(shè)技術(shù)研究

摘 要：傳統(tǒng)管網(wǎng)系統(tǒng)需配置較多補(bǔ)償裝置以適應(yīng)溫度變化，導(dǎo)致管網(wǎng)系統(tǒng)配套設(shè)施數(shù)量多，安裝工作量大，成本高。本文針對(duì)傳統(tǒng)管網(wǎng)系統(tǒng)施工技術(shù)的弊端，提出無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)技術(shù)，以文水縣某供熱管網(wǎng)工程為例，結(jié)合工程施工條件闡述無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)技術(shù)要點(diǎn)，包括管件選材、管溝開(kāi)挖及回填、管道安裝、管道保溫、質(zhì)量檢驗(yàn)等方面，并根據(jù)熱力管道和供熱管網(wǎng)系統(tǒng)整體的試運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)施工效果。結(jié)果表明，該技術(shù)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足采暖需求，應(yīng)用效果良好，具推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：供熱管網(wǎng)；無(wú)補(bǔ)償安裝；直埋敷設(shè)；試運(yùn)行文章編號(hào)：2095-4085（2025）02-0043-03

0 引言

供熱管網(wǎng)承擔(dān)保障居民供暖的任務(wù)，屬于重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)于供熱管道熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力，傳統(tǒng)鋪設(shè)方法的解決思路是設(shè)置補(bǔ)償器，但存在工程量增加、施工成本升高的弊端，甚至由于補(bǔ)償器設(shè)置不合理滋生風(fēng)險(xiǎn)，在現(xiàn)代供熱管網(wǎng)工程中缺乏可行性。隨著技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)技術(shù)為城市供熱管網(wǎng)施工提供了新思路。選用優(yōu)質(zhì)管材，發(fā)揮管道材質(zhì)特性，將管道在冷態(tài)下直接埋設(shè)至地下，管道適應(yīng)溫度變化的能力強(qiáng)，釋放的應(yīng)力可減小力的不良影響。

1 管道無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)技術(shù)特點(diǎn)

1.1 管道無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）施工占地面積小，可減小對(duì)周邊交通秩序的干擾；供熱管道穩(wěn)定可靠、耐久性良好，能提升城市供熱管網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；可降低對(duì)補(bǔ)償器的依賴，減少配套設(shè)施數(shù)量，縮短施工時(shí)間。

（2）施工精度高，利用電動(dòng)坡口機(jī)切割管材、加工坡口，管道尺寸準(zhǔn)確，減少了打磨工作，為供熱管道精準(zhǔn)組對(duì)和穩(wěn)定運(yùn)行提供了有利條件。

（3）通過(guò)管道外對(duì)口器組對(duì)管道，組對(duì)精度高，無(wú)需投入過(guò)多人力資源和材料，可提高施工效率，節(jié)約施工成本。

（4）基于氬電聯(lián)焊工藝進(jìn)行管道焊接，焊縫質(zhì)量按Ⅱ級(jí)焊縫處理，焊口100%無(wú)損探傷，可確保焊口部位保持嚴(yán)密，規(guī)避因焊接缺陷引起的管道焊口跑、冒、滴、漏問(wèn)題。

（5）以先緩后陡或縱斷平緩上升的方式敷設(shè)供熱管道，管線布置合理，可避免駝峰凸起，一方面能降低管道施工難度，另一方面有利于管道穩(wěn)定運(yùn)行。

（6）主干線、支干線均以300～500m間距設(shè)置除污短管，配套排污閥門，布設(shè)位置主要為管道低點(diǎn)、分支及關(guān)斷閥門前，以確保高效排放除污短管的污物。

1.2 管道無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)技術(shù)不足

（1）直埋管道運(yùn)行時(shí)，錨固段需承載較大的軸向力，尤其是閥門、三通等部件，要采取加強(qiáng)措施并根據(jù)供熱管網(wǎng)安裝條件以軟回填或通過(guò)設(shè)置少量補(bǔ)償器等方式進(jìn)行防護(hù)。

（2）為減少管道出現(xiàn)徑向變形，需適當(dāng)增加直埋管道的埋設(shè)深度，為避免應(yīng)力集中，可通過(guò)增加彎頭剛度等方式強(qiáng)化補(bǔ)償能力。直埋管道的回填對(duì)施工人員與機(jī)械配合度要求較高。

2 工程概況

文水縣美麗鄉(xiāng)村管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程（胡蘭片區(qū)）主線管徑DN600～DN400，敷設(shè)長(zhǎng)度9225m，預(yù)留DN600管線，沿線設(shè)置4座小室和7條分支。供熱管網(wǎng)循環(huán)最低溫度10℃。采用無(wú)補(bǔ)償冷安裝直埋敷設(shè)技術(shù)，可減少補(bǔ)償器用量，保證管網(wǎng)施工質(zhì)量，提高施工精度。

3 無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)技術(shù)要點(diǎn)

3.1 管道管件

（1）管道。按照管徑選材，DN≤DN150，采用材質(zhì)20#鋼無(wú)縫鋼管；DN200≤DN≤DN600，材質(zhì)Q235B螺旋焊縫鋼管，允許負(fù)偏差不大于0.5mm；DN≥DN700，材質(zhì)Q355B螺旋焊縫鋼管。保溫材料采用硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料，保護(hù)層用高密度聚乙烯管殼。所有管材均由具有資質(zhì)的廠家生產(chǎn)，以確保材料規(guī)格、尺寸偏差等各方面均滿足供熱管網(wǎng)工程施工要求。應(yīng)按需采購(gòu)，并做好材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)及存放管理等工作。

（2）閥門。焊接式閥門，分口徑＜DN500和≥DN500兩類，焊接球閥分別為通徑形式和縮徑形式，閥門外表面保溫。管道低點(diǎn)設(shè)泄水閥，高點(diǎn)設(shè)放氣閥。

（3）彎頭。預(yù)制保溫彎頭，曲率半徑≤1.5D采用熱壓彎頭、≥3D采用熱煨彎頭。2°以內(nèi)小折角現(xiàn)場(chǎng)調(diào)彎，90°彎頭曲率半徑均按1.5D控制。

（4）三通。工廠預(yù)制保溫三通，結(jié)合供熱管網(wǎng)施工要求加固處理。

（5）其它配件。按照《鋼制對(duì)焊管件類型與參數(shù)》（GBT 12459-2017）等相關(guān)規(guī)范挑選質(zhì)量達(dá)標(biāo)的熱壓彎頭、異徑管等供熱管網(wǎng)配件。

（6）折點(diǎn)加強(qiáng)。折點(diǎn)穩(wěn)定性差，利用δ=20mm鋼板制作筋板用于加強(qiáng)折點(diǎn)，長(zhǎng)度300～400mm，高度不大于保溫層厚度，間距≥300mm。

3.2 管溝開(kāi)挖與基槽回填

測(cè)量放線，根據(jù)現(xiàn)狀地面高程設(shè)計(jì)及其他管線高程確定供熱管線縱斷面。田地敷設(shè)需保證管頂覆土1.5m以上，在根系比較發(fā)達(dá)的樹(shù)木下敷設(shè)要保證管頂覆土2.0m以上，供熱干管坡度為0.010～0.0020，管中平均埋深為2.5m。高處設(shè)放氣，低處設(shè)泄水。按照斷面尺寸開(kāi)挖合適規(guī)格的管溝，坡度不小于2‰。開(kāi)挖期間需密切檢測(cè)高程，待實(shí)測(cè)高程與設(shè)計(jì)值保持一致后結(jié)束管溝開(kāi)挖，隨之清理基槽中粒徑超過(guò)50mm的石塊以及其它雜物后，分層回填小粒徑水洗砂形成管溝砂墊層基礎(chǔ)，每回填一層隨即夯實(shí)，管頂以上部分加填干凈原土。按照主筋Ⅱ級(jí)鋼筋、輔筋Ⅰ級(jí)鋼筋、混凝土強(qiáng)度C20的用料方式制作直埋管線固定支架。根據(jù)地面荷載、地下水位高度確定側(cè)墻結(jié)構(gòu)，例如磚墻或鋼筋混凝土墻。

3.3 管道安裝

（1）下管前檢查溝槽，判斷溝槽是否存在平整度差、堆積雜物等問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后妥善處理。

（2）汽車式起重機(jī)將通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)的供熱管道沿管溝移動(dòng)，緩慢下放至管溝內(nèi)，下管時(shí)要做好防護(hù)，以減少磕碰。汽車式起重機(jī)操作人員需聽(tīng)從指揮，各崗位工作人員要密切配合，從而保證下管安全。

（3）管道下料前應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底，確保施工人員通過(guò)施工圖紙了解管道下料尺寸要求；管道運(yùn)送到場(chǎng)后，按尺寸要求切割管道，依次編號(hào)，有序布置；利用坡口機(jī)加工管段，坡口尺寸為夾角60°～70°、鈍邊1～1.5mm、間隙1～1.2mm，呈“V”型坡口；利用磨光機(jī)打磨坡口內(nèi)外壁20mm；精準(zhǔn)組對(duì)管道，組對(duì)錯(cuò)邊量允許偏差為管壁厚的10%且所有管道均不超過(guò)1mm。管道坡口及內(nèi)外側(cè)表面附著毛刺、銹跡、污垢等雜物均會(huì)影響管道組對(duì)精度，組對(duì)前須檢查并清理。對(duì)于坡口存在夾層或裂紋等缺陷的管道，禁止投入使用。管道對(duì)口時(shí)，按編號(hào)將管道布置到位，管道共處相同直線，利用氬弧焊對(duì)稱電焊工藝焊接管段。管道組對(duì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)控制平直度允許偏差α，以管道公稱直徑＜100mm、≥100mm為例，α分別為1mm、2mm，管道組對(duì)成型后，管道全長(zhǎng)的平直度偏差不大于10mm。施工人員需依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求控制管道水平度的坡度和坡向，并按照管道高低分布情況，高點(diǎn)設(shè)排氣閥，低點(diǎn)設(shè)排液閥。

（4）焊接。直埋管道的三通可在支管處采取披肩加強(qiáng)環(huán)或者肋板加強(qiáng)（見(jiàn)圖1、圖2）。注意距離主、支管加強(qiáng)環(huán)100mm內(nèi)不允許焊接管道，焊縫高度等于被焊件的最小壁厚，連續(xù)焊接。焊件的毛邊、毛刺要打磨干凈，整齊，圓弧要與主管外緣相同，接觸面要緊密相貼，焊接好后按預(yù)制保溫管有關(guān)要求做防銹、防腐處理。

在確認(rèn)管道組對(duì)準(zhǔn)確無(wú)誤的前提下，利用手工鎢極氬弧焊打底、手工電弧焊蓋面的工藝焊接管道，選擇φ2.5mm焊絲焊接，由具有資質(zhì)的焊工按照工藝參數(shù)進(jìn)行焊接（見(jiàn)表1）。

管道焊接是無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)施工中的重要工序，焊接后需安排質(zhì)量檢驗(yàn)。抽檢數(shù)量應(yīng)不少于焊接總量的25%，同時(shí)確保供熱管網(wǎng)所有焊接件均要在檢測(cè)范圍內(nèi)。穿越主干道兩側(cè)5m以內(nèi)的焊縫容易因車輛荷載作用出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，屬于焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)的重點(diǎn)對(duì)象，對(duì)此范圍內(nèi)的焊縫需做100%射線探傷檢測(cè)。應(yīng)及時(shí)指出焊縫質(zhì)量缺陷，妥善處理后，需再次檢驗(yàn)焊縫，以確保供熱管網(wǎng)所有焊縫均滿足質(zhì)量要求，進(jìn)而降低后期滲漏風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 管道保溫

供熱管網(wǎng)保溫要求高，現(xiàn)場(chǎng)人工保溫作業(yè)方式可能受技術(shù)水平、環(huán)境等因素影響，導(dǎo)致保溫效果差。因此，應(yīng)采用工廠預(yù)制保溫管，標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，以減少外部因素對(duì)保溫效果的不良影響。管道保溫施工要點(diǎn)如下。

（1）應(yīng)準(zhǔn)確控制管溝開(kāi)挖深度，溝槽底部需平整、尺寸達(dá)標(biāo)。要在柔性寬吊帶輔助下吊裝管道，平緩置于管溝內(nèi)，禁止用帶吊鉤的鋼絲繩吊裝，以免損傷管道，影響保溫效果。

（2）管道接頭屬于重點(diǎn)保溫部位，按搭接長(zhǎng)度不少于100mm的要求進(jìn)行一體式電熱熔套搭接?？紤]到保溫發(fā)泡劑可能移動(dòng)錯(cuò)位導(dǎo)致管道接口保溫效果差，可通過(guò)拉緊器使電熱熔套緊密貼合管道外保護(hù)層，以確保填充至兩者間的發(fā)泡劑維持穩(wěn)定。

（3）電熱熔套熔焊后才可灌注發(fā)泡劑，熔焊方法如下：設(shè)定電熱熔焊機(jī)運(yùn)行參數(shù)，設(shè)備通電，試運(yùn)行，確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好后，熔焊電熱熔套與管道外保護(hù)層；利用天然氣噴槍加熱熱縮帶，同時(shí)在環(huán)形臺(tái)階接口位置纏繞熱縮帶，熔接封閉接口可以防止電熱熔套熔焊部位有水滲入；利用電鉆在搭接的電熱熔套上方打孔，向開(kāi)口部位注入0.02MPa壓縮空氣進(jìn)行吹氣試壓檢漏，若檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)采取處理措施，直至無(wú)水滲透為止。

（4）供熱管道通過(guò)吹氣試壓滲漏檢驗(yàn)后，按比例控制聚氨酯發(fā)泡劑的黑白稀料用量，拌制為均勻性良好的混合發(fā)泡劑，注入接頭電熱熔套與管道的環(huán)狀空間內(nèi)，采用高壓大排量泵車進(jìn)行填注，注射壓力達(dá)到10MPa以上，一次注射到位，環(huán)狀空間需填充飽滿。填注結(jié)束后，要進(jìn)行防水密封。

3.5 收尾工作

供熱管網(wǎng)無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)到位后，應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，以判斷管道嚴(yán)密性，尤其是管段連接部位的嚴(yán)密性，若無(wú)誤則進(jìn)行保溫管補(bǔ)口和溝槽回填作業(yè)。

（1）熱力管道水壓試驗(yàn)的前提是管道安裝到位、焊接結(jié)束且通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)。試驗(yàn)前，要清理溝槽，確保水壓試驗(yàn)過(guò)程中溝槽排水順暢。

（2）供熱管道保溫管補(bǔ)口采用套袖接頭，接頭套管為聚乙烯材質(zhì)，采用此類材質(zhì)的接頭套管有利于提升接頭水密性。接頭部位填充嚴(yán)密后，密封發(fā)泡孔。

（3）溝槽回填砂，需根據(jù)總回填量分多層依次進(jìn)行，要準(zhǔn)確控制各層虛鋪厚度，以機(jī)械振搗或壓實(shí)等方法處理回填層，確保回填料具有密實(shí)性。

4 供熱管網(wǎng)試運(yùn)行

4.1 熱力管道試運(yùn)行

無(wú)補(bǔ)償冷安裝直埋敷設(shè)熱力管道投入使用前需試運(yùn)行，以判斷管道運(yùn)行狀況，及時(shí)處理異常。試運(yùn)行的重點(diǎn)在于以相對(duì)平穩(wěn)的速度升高溫度，試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)檢查，及時(shí)指出問(wèn)題，并結(jié)合實(shí)際情況分析原因，妥善處理。若熱力管道在低溫?zé)岘h(huán)境中運(yùn)行穩(wěn)定，將水溫升高至70℃繼續(xù)試驗(yàn)，以判斷熱力管道在高溫?zé)岘h(huán)境中的運(yùn)行狀態(tài)。穩(wěn)定運(yùn)行確認(rèn)熱力管道各部位均無(wú)異常后，進(jìn)行焊接。試運(yùn)行期間，工作人員完整記錄數(shù)據(jù)，作為反映熱力管道運(yùn)行狀態(tài)的依據(jù)。

4.2 系統(tǒng)試運(yùn)行

熱力管道試運(yùn)行效果達(dá)標(biāo)后，按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行系統(tǒng)試運(yùn)行，判斷系統(tǒng)整體供熱效果。系統(tǒng)試運(yùn)行基本流程：關(guān)閉管道開(kāi)口閥門，逐步升壓直至與管道設(shè)計(jì)壓力保持一致，若此過(guò)程中管件或接頭等部位發(fā)生滲漏，應(yīng)及時(shí)換新，再次檢驗(yàn)；供熱管網(wǎng)系統(tǒng)局部出現(xiàn)嚴(yán)重漏水現(xiàn)象時(shí)，需二次安裝，重新試壓；管道在設(shè)計(jì)壓力條件下至少運(yùn)行4h后，若未發(fā)現(xiàn)故障，則報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，熱力管道通過(guò)驗(yàn)收才可回填。此外，水泵需調(diào)高揚(yáng)程、增加水流量以滿足熱力管道試壓要求，因此在試壓時(shí)要合理控制支管進(jìn)口壓力。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)技術(shù)是一類應(yīng)用效果較好的供熱管道安裝技術(shù)，可降低傳統(tǒng)安裝方式對(duì)補(bǔ)償器的依賴，減少固定支架的數(shù)量，提升施工安全性，縮短施工周期，降低施工成本。基于無(wú)補(bǔ)償?shù)睦浒惭b直埋敷設(shè)技術(shù)布設(shè)到位的熱力管道相對(duì)穩(wěn)定，能減少管道滲漏現(xiàn)象，提高供熱服務(wù)水平。

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作者簡(jiǎn)介：楊揚(yáng)（1988—），男，漢族，山西太原人，本科，工程師。研究方向：建筑施工。