從施工中談集中供熱管網(wǎng)敷設(shè)方式選擇

段振綱

近年來隨著國家強調(diào)發(fā)展低碳經(jīng)濟,實現(xiàn)減排目標(biāo),就要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),排除發(fā)展綠色GDP的阻力。冬季北方供熱大力發(fā)展集中供熱項目,這樣就需要鋪設(shè)配套的城市一級熱網(wǎng)?，F(xiàn)如今,一級管網(wǎng)的工作溫度一般為130℃,工作壓力為1.5 MPa,通常有兩種地下鋪設(shè)方式:一種是地溝式鋪設(shè),另一種是直埋鋪設(shè)。

以上這兩種方式施工工藝和施工成本都有很大不同。本文根據(jù)從施工工作中的一點體會,談?wù)剬@兩種設(shè)計的一點感受。

1 兩種鋪設(shè)方式的特點

1.1 地溝式又分為通行和不通行地溝

1.1.1 通行地溝

1)當(dāng)供熱管道沿不允許開挖的路面敷設(shè),或供熱管道數(shù)量較多、管徑較大,宜采用通行地溝。

2)通行地溝每隔200m應(yīng)設(shè)置出入口,但裝有蒸汽管道的溝每隔100m應(yīng)設(shè)一個事故人孔。整體混凝土結(jié)構(gòu)的通行管溝,每隔200m宜設(shè)置一個安裝孔,安裝孔寬度不小于0.6m,并應(yīng)大于管溝內(nèi)最大一根管外徑加0.4m,其長度至少應(yīng)保證6 m長的管子進入管溝。

3)通行地溝最小凈斷面為1.2 m(寬)×1.8 m(高),通道凈寬一般應(yīng)取0.7m,當(dāng)采用橫貫地溝斷面的支架時,支架下面的凈高應(yīng)不小于1.7m。

4)通行地溝溝底應(yīng)有與地溝內(nèi)主要管道坡向一致的坡度,并坡向集水坑。

5)通行地溝內(nèi)應(yīng)設(shè)置永久性照明設(shè)備,電壓不應(yīng)大于36 V。

6)通行地溝內(nèi)的空氣溫度不宜超過45℃,一般可利用自然通風(fēng),但當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時,可采用機械通風(fēng)。自然通風(fēng)塔應(yīng)根據(jù)總體安排,可直接設(shè)在地溝上或建筑上。排風(fēng)塔和進風(fēng)塔必須沿地溝方向交替設(shè)置,其橫斷面積應(yīng)根據(jù)換氣次數(shù)2次/h～3次/h和風(fēng)速不大于2 m/s計算確定。

這種鋪設(shè)方式的優(yōu)點是后期維護方便,對供熱管道的保護最好。但是此種鋪設(shè)方式對施工工藝要求較高,而且施工成本最高,并且占地下的位置最大。地下水位較高的地段對管溝防水要求很高。

1.1.2 不通行地溝

1)當(dāng)供熱管道維修量很小時,可以采用不通行地溝。2)不通行溝寬不宜超過1.5m,超過1.5 m時采用雙槽地溝,溝道內(nèi)管道一般應(yīng)為單排水平布置。3)地溝埋深不宜過大,一般在地下水位以上。4)地溝敷設(shè)的直接管段每隔200m在低處應(yīng)設(shè)置檢查井和集水坑。

優(yōu)點是比通行地溝占地小,造價低,但是使用維護不方便。

1.2 直埋敷設(shè)又分為有補償安裝和無補償安裝

1)有補償安裝。這種安裝方式跟地上供熱管道一樣,設(shè)置各類補償器、滑動支架、固定支架等管道附件。由于土壤的摩擦力較大,管道不能自由膨脹和收縮,使管壁內(nèi)存在很大的軸向溫度應(yīng)力,根據(jù)強度計算,要設(shè)置比地上敷設(shè)設(shè)計應(yīng)力大、數(shù)量多的固定支架和補償器。

2)無補償安裝。直埋敷設(shè)的供熱管道熱脹和冷縮的補償特點是保溫結(jié)構(gòu)與周圍土壤直接接觸,并承受土壤的壓力,所以管道熱脹冷縮時保溫結(jié)構(gòu)外表面產(chǎn)生摩擦力。在直埋無補償敷設(shè)方式中,充分利用這種摩擦力,限制管道位移,甚至由于管道摩擦力,管道處在錨固狀態(tài)。這時,管道在熱脹冷縮中所產(chǎn)生的位移勢能,被儲存在管道壁上。無補償敷設(shè)時,在管道上不用安裝補償器、滑動支架和固定支架等管道附件。管道在直管段基本處在停止?fàn)顟B(tài),而在彎管出土段等自由端有位移。

通過上述兩種方式比較可知,無補償安裝造價低,施工工藝簡單,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于有補償安裝方式。

2 在施工中兩種敷設(shè)遇到的困難

2.1 地溝式

由于增加了地溝所占的空間和施工空間,導(dǎo)致開挖寬度和深度大大增加,所以施工量偏大,施工周期偏長,這樣在有限的道路施工期占用大量的時間,比較影響道路施工的后續(xù)工序。供熱地溝坡度起伏不定,雨水,冷凝水和沿套管灌入溝中的地下水在地溝中的積水需要定時抽排,給運行維護增加一定的工作量。在地下水位較高的路段,施工縫的處理要求較高,施工較復(fù)雜,不容易控制質(zhì)量。

安裝施工時,在地溝中需要做管道支架,滑動導(dǎo)向支架和固定支架較多,安裝施工較繁瑣,且溝截面較小時,焊接管道比較不便。

綜上所述,采用地溝敷設(shè)施工造價高,施工周期長,施工工藝復(fù)雜。

2.2 直埋式

有補償安裝,此種方式補償器較多,需要配套的補償器小室。通常小室的挖深較深,工作面較大,而路下管線錯綜復(fù)雜,熱網(wǎng)管位有限,這樣導(dǎo)致基坑放坡不夠,與周圍管線安全施工距離也不足,只能采取支護后施工,使工程量增大,施工難度同時增大。由于補償器較多,遇到地下障礙時不宜調(diào)整管位。

無補償安裝,此種方式工藝簡單,相對來說施工難度最低,施工周期也短,只是對管道周圍土質(zhì)要求較高,同時對管頂覆土深度有要求。相對來說對土建施工的要求低,而對安裝工程的要求較高。

通過幾年的施工經(jīng)驗和城市對市政基礎(chǔ)建設(shè)施工的要求,供熱管網(wǎng)的設(shè)計對后續(xù)的施工有很大的影響?，F(xiàn)在城市交通壓力越來越大,對道路維修改造的施工質(zhì)量和施工周期有著很高的要求,同樣對于市政配套設(shè)施的供熱管網(wǎng)也有著很高的要求。近些年預(yù)制直埋保溫管和管道接口技術(shù)的不斷提高,使管道在較為復(fù)雜的地下情況中有很高的使用壽命,甚至在使用過程中完全能媲美鋼筋混凝土地溝對管材的保護。所以在條件允許的情況下使用直埋無補償敷設(shè)方式無論對投資預(yù)算和施工安全、質(zhì)量及進度上都有著無可比擬的優(yōu)勢。

[1]張海峰,崔海燕,殷 悅.熱網(wǎng)直埋管道的失效方式淺析[J].山西建筑,2008,34(4):200-201.