1、1浅谈供热管道施工技术及质量控制要点摘要：直埋敷设已成为我国区域供热管网推荐的一种敷设方式，其与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、节约投资、寿命长等诸多优点，很适合城市建设的要求，在我国已得到一定范围的应用。 关键词：供热管道；施工技术；质量控制； Abstract: Buried has become Chinas district heating pipe network laying recommend a way with the traditional trench laying method compared with the small footprint,
2、 short construction period, low maintenance, saving investment, long life and many other advantages very suitable for urban construction requirements, our country has been in a range of applications. Keywords: heating pipe; construction technology; quality control; TU833+.1 一、直埋供热管道的施工方法 1.直埋供热管道的安装
3、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。因此。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2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，管道又可分为两种。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(锚固段)，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
4、置所吸收。 （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。 （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）预应力安装 预应力安装方式，实质上是改变管道
5、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3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)预热方式是管道在回填前进行预热，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，管道安装后可立即回填。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
6、管沟敞口，但是增加了一次性补偿器的费用。 2.直埋供热管道的布置和敷设 （1）管材的选择 埋地热力管道内压一般都很低，由内压引起的总体一次薄膜应力不足允许值的 50。发生直接爆破破坏的可能性很小，破坏的最大可能是由温度应力引起的塑性疲劳破坏。因此，在选择管材时，应主要从抗疲劳性能来考虑。这就要求选择塑性比较好、易焊接的材质，一般10#、20#钢种较为适宜。轴向温度应力与管壁横截面积的大小无关，增加壁厚并不能降低管壁内的轴向应力。相反，它可能增加对固定墩的推力和过渡段的热伸长量。因此，管壁应尽可能选择较薄的规格。在实际工程中有时由于供货条件的原因，同一直径的管子可能有两种以上的规格。此时，应注意
7、避免不同规格的管子混合使用。 （2）管道的布置 直埋供热管道的布置应符合国家现行标准城市热力网设计规范4的有关规定。直埋供热管道穿越河底的覆土深度应根据水流冲刷条件和管道稳定性条件确定。直埋供热管道上的阀门应能承受管道的轴向荷载，宜采用钢制阀门及焊接连接。直埋供热管道变径处(大小头)或壁厚变化处，应设补偿器或固定墩，固定墩应设在大管径或壁厚较大一侧。直埋供热管道的补偿器，变径管等管件应采用焊接连接。 （3）管道的敷设 直埋供热管道的高处宜设放气阀，低处宜设放水阀。管道应利用转角自然补偿，但是 1060 的弯头不宜用做自然补偿。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
8、，并应符合下列规定：分支点至支线上固定墩的距离不宜大干 5m，分支点至轴向补偿器或弯管的距离不宜大于 20 m，分支点有干线轴向位移时，轴向位移量不宜大于 50mm。三通、弯头等应力比较集中的部位，应进行验算，验算不通过时可采取设固定墩或补偿器等保护措施。当需要减少管道轴向力时，可采取设置补偿器或对管道进行预处理等措施。当地基软硬不一致时，应对地基做过渡处理。埋地固定墩处应采取可靠的防腐措施，钢管、钢架不应该裸露。轴向补偿器和管道轴线应一致，距补偿器 12m 范围内管段不应有变坡和转角。 二、供热管道施工工程质量控制 1.测量放线的质量控制 要求测量员在定出管道中心线及阀门井、固定支墩、补偿器
9、位置后，要进行复测，其误差符合要求后才能允许进行下道工序施工，施工中如遇到构筑物须避让时，应要求监理单位和设计单位共同协商，在适当的5位置增设弯头，必要时以防集气，在高点加装放气阀。同时，要严格按照设计图纸控制管道的高程，每道工序如验槽、填基础砂垫层、安装管道等都必须进行高程的控制测量，确保施工质量。 2.沟槽开挖的质量控制 在沟槽开挖前，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
10、、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槽底宽度，开槽断面由槽底宽、挖深、槽底、各层边坡坡度以及层间留台宽度等因素确定，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埂，必要时要地沟外开挖排水沟、集水井，用水泵进行抽水，沟槽见底后应随机进行下一道工序，否则，槽底应留 20 厘米土层不挖作为保护层。 在沟槽开挖过程中还应随时跟踪并对槽底高程进行测量检验，防止超挖。使用机械挖槽时，在设计槽底高程以上预留 20 厘米土层，待人工清挖，如
11、遇超挖，应用碎石（或卵石）填到设计高程，或填土夯实，其密实度不低于天然密实度。 3.砂层回填的质量控制 槽底砂垫层的质量控制，首先要控制砂的质量，砂料应干湿度适中，6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，在回填前要复核槽底的密实度和槽底标高，当确认无误后，方可允许回填。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。 管道胸腔砂层的质量控制，胸腔回填时，要两侧同时回填，以防止管道中心线偏移，回填要求分层夯实，人工夯实每层 200 至 250 毫米，机械
12、夯实每层 250 至 300 毫米，回填密实度要符合设计规定。 4.砂层以上回填土的质量控制 严格控制回填土土质。回填土中不得含有碎砖、石块、混凝土碎块及大于 100 毫米的硬土块，填土含水量以接近最佳含水量为宜。还土前，应对所还土壤进行轻型标准击实试验，测出其最佳含水量和最大干密度。回填时槽内应无积水，不得回填淤泥、腐殖土、冻土及有机物。 严格控制每层回填土厚度，管沟回填应分层夯实，每层厚度不大于300 毫米，并对每层填土的密实度按照规范进行检测，合格才能继续回填。管道两侧填土要同时进行，两侧高差不大于 300 毫米。 严格控制回填土密实度。管沟胸腔部位密实度不小于 95%，管顶 500毫米
13、范围内密实度应在 85%至 88%之间，以防压坏保温、防腐层及管材，管顶 500 毫米以上密实度要求同路基密实度一样。 5.热力管道预制保温管制作、运输及吊装过程中质量的控制 在热力管道做预制保温前，应检查管道的直顺度，根据设计保温厚度选择模具，检查模具的严密程度，当管道外层有浮锈时应用磨光机打7磨，再用干抹布擦净，方可进行聚胺脂保温，保温时应该先试配，根据聚胺脂黑料、白料的化学性质确定配合比，然后按照现场计算的配合比进行试配、试验，发泡完后进行密度检测，若经多次试配，仍不符合设计密度要求，就结合聚胺脂原料供应厂家对黑料、白料分别进行调整，直至试配组合料密度符合设计要求方可进行聚胺脂保温管的预
14、制。保温管防腐层一般采用两布三油热沥青或高密度聚乙烯保护壳两种。当采用两布三油热沥青做防腐层时，要控制好布和沥青的质量，每层都要做至缠布均匀，上油饱满，不存在“白点”现象；当采用高密度聚乙烯保护壳做防腐层时，一般采用机器浇注聚胺脂料，这就要求在未浇前，把钢管与塑料护套管间的菱形木撑安装牢固、均匀，保证钢管与护套管间距均匀，以确保聚胺脂能均匀分布在钢管周围，确保保温效果。 待预制管的保温防腐均达到设计要求后，方可运输和吊装。在吊装和运输前必须制定严格的防止保温、防腐层损坏的技术措施，并认真实施。具体表现在：当用单吊点吊管时，单吊点的位置应按平衡条件选择，应用平衡柔性宽吊带（150 毫米）吊起；当
15、用双单车抬管吊管时，应用带起重钩的钢丝绳挂住管两端缓慢吊起，稳起稳放，在运输过程中，不要用带棱的物件支垫，层数不要太多，以确保预制保温管的保温、防腐层不受损。 6.热力管道及附件安装过程中的质量控制 在下管前应对砂垫层的压实度及高程进行复检，当符合设计要求后，方可按照上述的吊装方法将管道吊入沟槽内，稳起稳放，严禁将保温管直接推入沟内，接口时，管口要找正，保持同心，为防止焊接时飞溅的8焊渣烧坏保温管，须用苫布或胶皮覆盖工作点两侧各 500 毫米的保温管，安装过程中必须保持管端保温层始终处于干燥状态，做好防水保护，严禁保温层受潮。施工间断时，管口应用堵板封闭，雨季用的堵板尚应具有防止泥浆进入管腔的
16、功能，管道穿过墙壁处，应安装套管，在直管段设置补偿器的最大距离和补偿器弯头的弯曲半径应符合设计要求，在靠近补偿器的两端，至少应各设有一个导向支座，当安装时的环境温度低于补偿零点时，应对补偿器进行预拉伸，拉伸的具体数值应符合设计文件的规定，在安装波形补偿器或填料式补偿器时，其内套有焊缝的一端或有插管的一端当水平安装时应迎介质流向安装，当垂直安装时应置于上部，补偿器在安装时要与管道的坡度相一致，波形补偿器或填料式补偿器前 50 米范围内管道轴线应与补偿器轴线相吻合，不得有偏斜，补偿器的临时固定装置在管道安装、试压、保温完毕后，应将紧固件松开，保证在使用中可以自由伸缩。阀门安装时，法兰面要与管道轴线
17、垂直，紧固螺丝时应对称施紧，以防压力不平，影响安装质量，对于蝶阀安装，为防止阀门底部积存杂物影响关闭严密性，要求阀杆应倾斜安装，倾角应避开死区，左右不小于 30 度。 7.功能性试验的质量控制 供热管道的强度和严密性试验是供热管道施工过程中检验工程质量好坏的最关键步骤。首先应明确供热管道功能性试验应有业主、施工单位、监理单位、以及有关部门联合进行，试验合格才能进行回填土。试验前应在试验管段高端装好放气阀，低端装好排水阀，安装好压力表，检查沿线焊缝外观质量，为防止补偿器试压时受力变形，应在试压前安9装好临时紧固装置，之后方可充水。当水充满后，首先进行强度试验，用压力泵将管内水压打至设计压力的 1.5 倍，在试验压力下稳压 10 分钟，检查无渗漏、无压力降后降至设计压力，在设计压力下稳压 30 分钟检查无渗漏、无异常声响、无压力降为合格；其次，进行严密性试验，严密性试验压力为设计压力的 1.25 倍且不小于 0.6MPa，压力升至试验压力并趋于稳定后，在规定的稳压时间内压力降不超过规定值为合格。 三、结束语 城市基础设施在参与城市发展的过程中，其使用功能的好坏以及生命周期的长短显得尤为重要，特别像市政供热管道，其质量能否保证涉及千家万户的切身利益。因此，加强对供热管道工程质量的控制，对消除工程的缺陷、确保供热管道工程质量，具有重要意义。
