

采用室外直埋热力管道,不仅可以有效避免使用有沟敷设时出现的热力管道同城市上水、下水、电力、通讯以及煤气等不同管线或者地下构筑物的冲突,还可以合理的解决厂区热力管道由于占地面积较大,造成成本造价过高的问题。因此,对室外供热直埋保温管道施工技术问题进行分析和探讨,具有重大的意义
1.直埋供热管道的作用及应力特点
直埋供热管道的作用是指所有使管道产生内力及应力的因素(又称荷载)。在管道内会产生不同的应力,其中以温度和压力作用为主,这二种应力会导致不同类型的作用,所以所产生的破坏也不同。在直埋供热管道中还会有轴向位移所产生的土壤侧向压缩反力。同时还有峰值应力,一般情况下峰值应力不会引起显著的变形,但一旦峰值应力进行循环变化,也会引起管道内的变形,发生损坏。直埋供热管道由于其土壤的均匀支撑,因此管道内的压力较小,不会产生破坏性的影响,但其温度的变化则较大,对管道的作用所产生的破坏力也较大,因此在管道设计中,主要要考虑温度变化所产生的循环塑性变形和疲劳变形,因此要加强对管道强度的设计。
2.直埋供热管道的施工方法
2.1 直埋供热管道的热补偿
直埋供热管道和其他普通供热管道一样,需要设置补偿器和采取其他热补偿技术措施,以减少和吸收管道由于温度变化产生的伸缩。直埋供热管道的热补偿是采用有补偿和无补偿两种方式,我国多采用前者。由于传统的方形胀力补偿器不仅占地面积大、施工复杂、而且不易做保温层。室外直埋供热管网施工中先后采用大口径管波纹补偿器(膨胀节)作直埋管道的热补偿。经过多年的运行收到了良好的效果,这种波纹补偿器本身具有柔韧性,能够补偿管道的温差变形和其他变形,并且具有防震,减震、减少管道推力、适应不均匀沉降优点。安装波纹补偿器时,首先要根据产品说明书查出其伸缩量值,然后根据钢管的线膨胀系数计算出多长距离需要设置 1 个,波纹补偿器必须在两个固定支座之间运行,并且宜靠近固定支座安装。为了防止波纹补偿器在运行中发生失稳现象,应在适当的位置设置导向支架,安装波纹补偿器处,宜设置检查井以便观察和检修。

2.2 直埋供热管道的布置和敷设
(1)管材的选择
在直埋管道施工中,来自管道内部的压力一般比较小,轻易不会对管材有破坏。对于管材产生破坏作用的主要是由于温度变化而产生的应力,容易引起管材的爆破,所以说在选择管材的时候,主要应该以管材的塑形性能为主,并且容易焊接。管壁的厚度对温度的变化有直接的影响,一般都会选择管壁比较薄的材质,但是在实际的施工过程中,可能会不同规格的管子,这是就要注意管子的混合使用。
(2)管道的布置
采用直埋形式的供热管道在施工的过程中,要严格按照国家颁布的规范标准执行。对于穿越河底的管道,在覆土深度的标准,要根据河流的冲刷程度和管道施工中的稳定性而定。一般情况下,管道上的阀门要采用钢制的,使用焊接的方式连接。
(3)管道的敷设
按照管道敷设线路和敷设深度开挖沟槽,然后将槽底铺 100mm厚的沙垫层。将复合聚氨酯保温管道敷设到管基上,管道之间采用焊接连接。直埋供热管道的坡度不宜小于 2‰,高处宜设放气阀,低处宜设放水阀,管道应利用转角自然补偿。从干管直接引出分支管时,在分支管上应设固定墩或轴向补偿器或弯管补偿器。
2.3 管道试压
管道安装完毕,要进行管道水压试验。试验压力是运行压力的1.5 倍且不低于 0.6MPa。先分段试压后做整体试压。
2.4 沟槽回填
管道经隐蔽验收合格、竣工测量后。进行沟槽回填,管顶 200mm以下部分回填采用中沙,管顶 200mm 以上部分回填原状土。回填前应先将槽底清除干净,有积水时应先排除。
3.室外直埋热力管道施工时的注意要点
(1)挖探槽,主要是根据已具备的地下物状况以及图纸的标识,在槽边两侧通过人工开挖的方法挖槽,为正式开挖做好准备,可以避免盲目施工造成的不必要的损失。
(2)沟槽开挖前,对沟槽的防护、加固、槽内排水井的设置和排水畅通,以及地下物露明部分的加固,损坏的维修等,都要制定相应的应急措施。
(3)槽底沙层的必要性和均衡性,槽底的沙层厚度要均匀,主要是为了确保管道在供热过程中热膨胀的轴向移动,并且又能保证管道外保护层不受损伤。
(4)管道焊接以及探伤。此项操作的人员一定要持证上岗,焊接处的超声波探伤要完全合格才可以进行现场发泡。
(5)加强管道外层的保护工作,对于吊装、运输以及堆放的过程,同管道有直接接触的吊具、索具要加橡胶防护垫。
(6)补偿器的安装。在安装之前应当通过选型、检验是否进行过压力值涨拉。
(7)固定墩、泄水井、阀门井的混凝土浇筑。固定墩一定要一次性完成浇筑,阀门井以及泄水井的防水应当进行渗漏测试。
(8)在阀门井和顶管井内等封闭条件下进行管道施工时,应当进行通风,防止出现工作人员中毒。
(9)水压试验之前要同相关部门确认好上水以及泄水点的位置。
(10)沟槽整体回填土工作完成之后,应当在道路部门恢复路面的时候,再将防护栏撤掉。
4.室外直埋热力管道施工时出现的质量问题及原因
(1)管道分段试压时,出现波纹补偿器微小偏移以及管道横向移位的状况。这是因为施工单位在施工的过程中管道和补偿器的安装顺序出现了问题,影响了工程质量。通常是待管道安装好,导向支架与固定支架安装定位后,再安装补偿器,以确保补偿器的同心度不受影响。
(2)在施工的过程中,为了在雨前做好回填工作,施工单位还没有将补偿器前面的固定支架安装好就进行试压,而补偿器又出现拉伸过量的状况,使得波纹补偿器损坏。是由于施工人员不够了解补偿器的性能原理,忽略了它的伸缩功能。应当在试压时,按照图纸的设计要求对补偿器设置固定支架,以保证管道试压时限制补偿器的伸缩。
(3)在预热的过程中,管道里出现强烈的水击效应,管道出现强烈的跳动。这是由于施工人员在暖管的过程中,将暖管介质的阀门开的太大,使得管内的压力及流量迅速增加,造成管道出现强烈的跳动,这样的状况非常危险,极有可能出现管道、阀门破裂的状况。正确的做法是将阀门缓慢的开启,让介质(热水或者蒸汽)渐渐进入管道。对于热水介质,在这个过程中出现少量蒸汽,并且在热水的推动下产生汽压,因此,要及时检查放汽阀,保证放汽阀可以正常工作;对于蒸汽介质的,在这个过程里出现凝结水,并且在蒸汽的推动下,向前流动,因此,要及时检查疏水阀,保证疏水阀可以正常工作。
(4)管道冲洗完后要进行检查,保证冲出的水中没有杂物。如果仍然发现有一些固体杂物,应该再次进行冲洗,以免管网运行后出现堵塞而导致严重的后果。
总之,供热管理直埋技术以其保温性能好、造价低、占地面积少、寿命长等优点成为当前供热工程中最先进的管网技术,相信在不久的将来,直埋供热管理技术将逐渐取代传统的管沟敷设技术,成为供热工程管网的首选。