探析直埋供热管道的关键施工措施.doc

探析直埋供热管道的关键施工措施【摘要】近年来，在供热外网工程中普遍采用直埋供热管道，直埋 敷设方法同传统的地沟敷设方法相比具有占地少、施工周期短、维护量小、 寿命长等诸多优点•本文就直埋供热管道保温结构组成与性能，提出了直 埋供热管道质量控制的关键及方法【关键词】直埋供热；管道保温结构；施工方法；质量控制1刖吞近些年来预制保温管施工技术也有了很大的发展，已颁布的《城镇直 埋供热管道工程技术规程》标志着直埋技术在我国已经趋于成熟，因此， 在供热管道的施工中，直埋敷设越来越多地被采用但由于管道直接埋于 地下，不便于检修、漏点难发现等原因，要求施工中必须严格控制管道施 工工艺，并且应从管材的选择、阀门安装、三通加固、固定墩、线路选择 等方血加强节点处理技术同传统的地沟敷设相比，直埋供热管道敷设方 式具有很多优点，比如工程施工时间短、施工占地面积少、管网使用寿命 长、人工维护量小等直埋敷设非常适合目前城市及地方建设的要求，其 技术的的发展越来越成熟，在工程中也越來越多地被采用本文是对《城 镇直埋供热管道工程技术规程》（以下简称为规程）的一点理解1.1规程适用条件本规程适用于公称直径WDN500、供热介质温度W15（TC的钢制内管、保温层、保护外壳结合为一体的预制保温直埋热水管道。

规程的适用条件 有两个界限，即管径和温度，且必须同时满足这两个条件规程总则条文说明中的解释：管径：因为在管道进行热伸长计算、强 度计算中对荷载作了简化处理，计算结果对大管径管道来说，偏差较大， 其性能是不安全的,但是对小管径管道影响不大;温度:供热管网的安全 性和经济性与设计温度密切相关,直埋供热管道保温材料的使用寿命、耐 温能力也是根据设计温度来选择的，这个温度界限在强度方面是安全的2. 直埋供热管道保温结构组成与性能直埋供热管道的保温结构组成是：保温层、保护外壳直埋供热管道保温结构的功能:管道保温、抵抗土壤压迫和传递力 为了克服管道在土壤中横向位移时土壤对管壳的挤压和土壤对管壳在管 道径向产生的压力、保证保温结构形状完整，保温层和外壳必须具有足够 的强度，规程中要求保温层的抗压强度N200kPa保证保温结构完整的另一个必须条件是：外壳、保温层和钢管相互之 间的粘结强度为了克服管道轴向位移时土壤对管道外壳的摩擦力，直埋 供热管道的保温层需要能传递剪切力土壤与管道外壳Z间的摩擦力，其 计算公式为：F=n Pgn (H+Dc/2) De (1)公式中卩-轴线方向每米管道的摩擦力，N7m；De-管外壳直径,mm；g-重力加速度,9. 81m2/s；卩-施工所在地的土壤密度，kg/m3；M -施工所在地的土壤与管壳之间摩擦系数;H-施工所在地的管顶覆土深度,当H>1.5m时，取1.5ino直埋供热管道保温层与内钢管、外壳与保温层都传递轴向剪切力，剪 切强度的计算公式为：t =Fmax/ n Dc= P gU max （H+Dc/2） （2）公式中u iriEix-土壤与管壳Z间最大摩擦系数；Fmax-土壤与管壳最大摩擦力，N/m。

例如：对于DN500保温管外壳与内保温层粘结抗剪强度要大于 13.6kPa；对DN20保温管保温层与内钢管表面粘结抗剪强度必须大于 37.2kPa0在规程中，要求直埋供热管道的保温层剪切强度（含与内管和 外壳粘结）N120kPa3直埋供热管道的施工方法3. 1直埋供热管道的安装方式直埋管道中的应力是热胀变形不能完全释放而产生的通过选 择不同的安装方式，可以改变热胀变形的大小和变形的释放程度，进而改 变管道的应力水平热胀变形的大小与零应力状态对应的温度有关，零应 力状态温度的提高，可降低热胀变形的大小根据此温度是否等于安装时 的环境温度，管道可分为两种冷安装：零应力状态对应的温度等于安装 时的环境温度预应力安装：零应力状态对应的温度等于预热温度根据 热胀变形能否释放，管道乂可分为两种无补偿安装：两固定墩之间或远 离补偿装置而处于锚固状态的管道（锚同段），其热胀变形不能被补偿装 置所吸收有补偿安装：补偿装置附近处于滑动状态的管道（滑动段）， 其热胀变形能被补偿装置所吸收3. 1. 1无补偿冷安装管道回填时，既不进行预应力，也不进行补偿，温度变化时管段处于 不动的锚固状态无补偿冷安装是最简单和最经济的安装方式，但运行工 况下管道承受较高应力。

在满足强度条件时，管段应优先采用这种安装方 式3. 1.2有补偿安装当管段中设置补偿装置（弯管补偿器或波纹管补偿器）时，补偿装置 附近处于滑动状态的管段属于有补偿安装由于设置弯管补偿器或波纹管 补偿器，必然增加了补偿装置的投资，对于波纹管补偿器，还增加了管网 的事故点因此，应避免在整个管网中都采用有补偿安装方式，但在管网 设计中，局部管段采用这种安装方式还是比较安全经济的3. 1.3预应力安装预应力安装方式，实质上是改变管道的安装温度，使之等于预热温度, 当管道温度等于预热温度时，管道应力为零而当管道温度恢复至环境温 度时，使管道产生预应力效果可以通过预热的方式和采用一次性补偿器 的方式来实现预应力安装方式：（1）预热方式是管道在冋填前进行预热， 加热到预热温度时进行回填，立即可产生预应力效果采用预热方式时， 应具备预热热源，同时现场条件允许管沟敞口2）采用一次性补偿器的 方式时，管道安装示可立即回填在首次加热过程中，当补偿管段的热胀 变形量达到在预热温度下的自由膨胀变形量时，就可焊接该一次性补偿 器通过多次温度变化，使应力均匀分布，从而达到预应力效果采用一 次性补偿器的方式，不需要预热热源，并且只需补偿器附近的管沟敞口, 但是增加了一次性补偿器的费用。

4、供热管道工程质量控制措施4.1、 砂层冋填的质量控制槽底砂垫层的质量控制，首先耍控制砂的质量，砂料应干湿度适中， 粒径均匀，不含淤泥结块，其次，严格控制砂垫层回填的厚度和高程，在 冋填前要复核槽底的密实度和槽底标高，当确认无误后，方可允许冋填 砂垫层应该回填夯实，一般应采用夯实机进行夯实，夯实完后对厚度和密 实度进行检查，密实度一般为95%,厚度一般不少于200毫米，高程应符 合安装热力管道管底高程的要求4.2、 沟槽开挖的质量控制在沟杷开挖前，要根据现场土壤类别、土质情况确定适当的放坡坡度 对设支撑的沟槽坡度一般采用1： 0. 05,对于较深的沟槽，宜分层开挖 挖槽土方应妥善安排堆放位置，一般情况堆在沟槽一边，在另一边留出工 程材料和施工机械进出场的道路，以方便下管施工，堆土下坡脚与槽边的 距离根据槽深、土质、槽边坡来确定，其最小距离不应小于1米同时， 在沟槽开挖前还要确定合理的开槽断面和杷底宽度，开槽断面由杷底宽、 挖深、槽底、各层边坡坡度以及层间留台宽度筹因素确定，槽底宽度应为 管道结构宽度加上两侧工作宽度因此，确定开挖断面时，要考虑工程安 全和质量，做到开槽断面合理另外，在雨季施工时，应防止槽底泡水， 在沟槽四周叠筑闭合的土境，必要时要地沟外开挖排水沟、集水井，用水 泵进行抽水，沟杷I见底后应随机进行下一道工序，否则，杷j底应留20厘 米土层不挖作为保护层。

参考文献[1] 中华人民共和国建设部•城镇直埋供热管道工程技术规程(CJJ/T 81-98) •北京：中国建筑工业出版社，1999.[2] 中华人民共和国住房和城市建设部.城市供热管网设计规范 (CJJ34-2010备案号J 1074-2012) •北京:中国建筑工业出版社,2010.。