室外供熱直埋保溫管道施工技術(shù)分析
采用室外直埋熱力管道,不僅可以有效避免使用有溝敷設(shè)時(shí)出現(xiàn)的熱力管道同城市上水、下水、電力、通訊以及煤氣等不同管線或者地下構(gòu)筑物的沖突,還可以合理的解決廠區(qū)熱力管道由于占地面積較大,造成成本造價(jià)過高的問題。因此,對室外供熱直埋保溫管道施工技術(shù)問題進(jìn)行分析和探討,具有重大的意義
1、直埋供熱管道的作用及應(yīng)力特點(diǎn)
直埋供熱管道的作用是指所有使管道產(chǎn)生內(nèi)力及應(yīng)力的因素(又稱荷載)。在管道內(nèi)會(huì)產(chǎn)生不同的應(yīng)力,其中以溫度和壓力作用為主,這二種應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致不同類型的作用,所以所產(chǎn)生的破壞也不同。在直埋供熱管道中還會(huì)有軸向位移所產(chǎn)生的土壤側(cè)向壓縮反力。同時(shí)還有峰值應(yīng)力,一般情況下峰值應(yīng)力不會(huì)引起顯著的變形,但一旦峰值應(yīng)力進(jìn)行循環(huán)變化,也會(huì)引起管道內(nèi)的變形,發(fā)生損壞。直埋供熱管道由于其土壤的均勻支撐,因此管道內(nèi)的壓力較小,不會(huì)產(chǎn)生破壞性的影響,但其溫度的變化則較大,對管道的作用所產(chǎn)生的破壞力也較大,因此在管道設(shè)計(jì)中,主要要考慮溫度變化所產(chǎn)生的循環(huán)塑性變形和疲勞變形,因此要加強(qiáng)對管道強(qiáng)度的設(shè)計(jì)。
2、直埋供熱管道的施工方法
2.1 直埋供熱管道的熱補(bǔ)償
直埋供熱管道和其他普通供熱管道一樣,需要設(shè)置補(bǔ)償器和采取其他熱補(bǔ)償技術(shù)措施,以減少和吸收管道由于溫度變化產(chǎn)生的伸縮。直埋供熱管道的熱補(bǔ)償是采用有補(bǔ)償和無補(bǔ)償兩種方式,我國多采用前者。由于傳統(tǒng)的方形脹力補(bǔ)償器不僅占地面積大、施工復(fù)雜、而且不易做保溫層。室外直埋供熱管網(wǎng)施工中先后采用大口徑管波紋補(bǔ)償器(膨脹節(jié))作直埋管道的熱補(bǔ)償。經(jīng)過多年的運(yùn)行收到了良好的效果,這種波紋補(bǔ)償器本身具有柔韌性,能夠補(bǔ)償管道的溫差變形和其他變形,并且具有防震,減震、減少管道推力、適應(yīng)不均勻沉降優(yōu)點(diǎn)。安裝波紋補(bǔ)償器時(shí),首先要根據(jù)產(chǎn)品說明書查出其伸縮量值,然后根據(jù)鋼管的線膨脹系數(shù)計(jì)算出多長距離需要設(shè)置 1 個(gè),波紋補(bǔ)償器必須在兩個(gè)固定支座之間運(yùn)行,并且宜靠近固定支座安裝。為了防止波紋補(bǔ)償器在運(yùn)行中發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象,應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置導(dǎo)向支架,安裝波紋補(bǔ)償器處,宜設(shè)置檢查井以便觀察和檢修。
2.2 直埋供熱管道的布置和敷設(shè)
2.2.1 管材的選擇
在直埋管道施工中,來自管道內(nèi)部的壓力一般比較小,輕易不會(huì)對管材有破壞。對于管材產(chǎn)生破壞作用的主要是由于溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力,容易引起管材的爆破,所以說在選擇管材的時(shí)候,主要應(yīng)該以管材的塑形性能為主,并且容易焊接。管壁的厚度對溫度的變化有直接的影響,一般都會(huì)選擇管壁比較薄的材質(zhì),但是在實(shí)際的施工過程中,可能會(huì)不同規(guī)格的管子,這是就要注意管子的混合使用。
2.2.2 管道的布置
采用直埋形式的供熱管道在施工的過程中,要嚴(yán)格按照國家頒布的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。對于穿越河底的管道,在覆土深度的標(biāo)準(zhǔn),要根據(jù)河流的沖刷程度和管道施工中的穩(wěn)定性而定。一般情況下,管道上的閥門要采用鋼制的,使用焊接的方式連接。
2.2.3 管道的敷設(shè)
按照管道敷設(shè)線路和敷設(shè)深度開挖溝槽,然后將槽底鋪 100mm厚的沙墊層。將復(fù)合聚氨酯保溫管道敷設(shè)到管基上,管道之間采用焊接連接。直埋供熱管道的坡度不宜小于 2‰,高處宜設(shè)放氣閥,低處宜設(shè)放水閥,管道應(yīng)利用轉(zhuǎn)角自然補(bǔ)償。從干管直接引出分支管時(shí),在分支管上應(yīng)設(shè)固定墩或軸向補(bǔ)償器或彎管補(bǔ)償器。
2.3 管道試壓
管道安裝完畢,要進(jìn)行管道水壓試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力是運(yùn)行壓力的1.5 倍且不低于 0.6MPa。先分段試壓后做整體試壓。
2.4 溝槽回填
管道經(jīng)隱蔽驗(yàn)收合格、竣工測量后。進(jìn)行溝槽回填,管頂 200mm以下部分回填采用中沙,管頂 200mm 以上部分回填原狀土。回填前應(yīng)先將槽底清除干凈,有積水時(shí)應(yīng)先排除。
3、室外直埋熱力管道施工時(shí)的注意要點(diǎn)
(1)挖探槽,主要是根據(jù)已具備的地下物狀況以及圖紙的標(biāo)識(shí),在槽邊兩側(cè)通過人工開挖的方法挖槽,為正式開挖做好準(zhǔn)備,可以避免盲目施工造成的不必要的損失。
(2)溝槽開挖前,對溝槽的防護(hù)、加固、槽內(nèi)排水井的設(shè)置和排水暢通,以及地下物露明部分的加固,損壞的維修等,都要制定相應(yīng)的應(yīng)急措施。
(3)槽底沙層的必要性和均衡性,槽底的沙層厚度要均勻,主要是為了確保管道在供熱過程中熱膨脹的軸向移動(dòng),并且又能保證管道外保護(hù)層不受損傷。
(4)管道焊接以及探傷。此項(xiàng)操作的人員一定要持證上崗,焊接處的超聲波探傷要完全合格才可以進(jìn)行現(xiàn)場發(fā)泡。
(5)加強(qiáng)管道外層的保護(hù)工作,對于吊裝、運(yùn)輸以及堆放的過程,同管道有直接接觸的吊具、索具要加橡膠防護(hù)墊。
(6)補(bǔ)償器的安裝。在安裝之前應(yīng)當(dāng)通過選型、檢驗(yàn)是否進(jìn)行過壓力值漲拉。
(7)固定墩、泄水井、閥門井的混凝土澆筑。固定墩一定要一次性完成澆筑,閥門井以及泄水井的防水應(yīng)當(dāng)進(jìn)行滲漏測試。
(8)在閥門井和頂管井內(nèi)等封閉條件下進(jìn)行管道施工時(shí),應(yīng)當(dāng)進(jìn)行通風(fēng),防止出現(xiàn)工作人員中毒。
(9)水壓試驗(yàn)之前要同相關(guān)部門確認(rèn)好上水以及泄水點(diǎn)的位置。
(10)溝槽整體回填土工作完成之后,應(yīng)當(dāng)在道路部門恢復(fù)路面的時(shí)候,再將防護(hù)欄撤掉。
4、室外直埋熱力管道施工時(shí)出現(xiàn)的質(zhì)量問題及原因
(1)管道分段試壓時(shí),出現(xiàn)波紋補(bǔ)償器微小偏移以及管道橫向移位的狀況。這是因?yàn)槭┕挝辉谑┕さ倪^程中管道和補(bǔ)償器的安裝順序出現(xiàn)了問題,影響了工程質(zhì)量。通常是待管道安裝好,導(dǎo)向支架與固定支架安裝定位后,再安裝補(bǔ)償器,以確保補(bǔ)償器的同心度不受影響。
(2)在施工的過程中,為了在雨前做好回填工作,施工單位還沒有將補(bǔ)償器前面的固定支架安裝好就進(jìn)行試壓,而補(bǔ)償器又出現(xiàn)拉伸過量的狀況,使得波紋補(bǔ)償器損壞。是由于施工人員不夠了解補(bǔ)償器的性能原理,忽略了它的伸縮功能。應(yīng)當(dāng)在試壓時(shí),按照圖紙的設(shè)計(jì)要求對補(bǔ)償器設(shè)置固定支架,以保證管道試壓時(shí)限制補(bǔ)償器的伸縮。
(3)在預(yù)熱的過程中,管道里出現(xiàn)強(qiáng)烈的水擊效應(yīng),管道出現(xiàn)強(qiáng)烈的跳動(dòng)。這是由于施工人員在暖管的過程中,將暖管介質(zhì)的閥門開的太大,使得管內(nèi)的壓力及流量迅速增加,造成管道出現(xiàn)強(qiáng)烈的跳動(dòng),這樣的狀況非常危險(xiǎn),極有可能出現(xiàn)管道、閥門破裂的狀況。正確的做法是將閥門緩慢的開啟,讓介質(zhì)(熱水或者蒸汽)漸漸進(jìn)入管道。對于熱水介質(zhì),在這個(gè)過程中出現(xiàn)少量蒸汽,并且在熱水的推動(dòng)下產(chǎn)生汽壓,因此,要及時(shí)檢查放汽閥,保證放汽閥可以正常工作;對于蒸汽介質(zhì)的,在這個(gè)過程里出現(xiàn)凝結(jié)水,并且在蒸汽的推動(dòng)下,向前流動(dòng),因此,要及時(shí)檢查疏水閥,保證疏水閥可以正常工作。
(4)管道沖洗完后要進(jìn)行檢查,保證沖出的水中沒有雜物。如果仍然發(fā)現(xiàn)有一些固體雜物,應(yīng)該再次進(jìn)行沖洗,以免管網(wǎng)運(yùn)行后出現(xiàn)堵塞而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。
結(jié)束語
供熱管理直埋技術(shù)以其保溫性能好、造價(jià)低、占地面積少、壽命長等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)前供熱工程中最先進(jìn)的管網(wǎng)技術(shù),相信在不久的將來,直埋供熱管理技術(shù)將逐漸取代傳統(tǒng)的管溝敷設(shè)技術(shù),成為供熱工程管網(wǎng)的首選。
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