高溫熱水直埋保溫管道工程的設計與施工

摘 要：直埋供熱管道是熱力管道敷設最好的方式，以熱損失小，防水防腐性能好，節約投資，施工周期短。因此管道直埋技術近年來在國內外廣泛應用。在哈爾濱及北方地區，一次熱媒采用高溫熱水100℃左右的熱水系統，對于城市高溫水集中供熱系統直埋管道這一課題。經過多年施工實踐這項技術已逐漸被掌握。

關鍵詞：直埋；供熱管道；熱力管道

1 高溫熱水直埋供熱管道結構的確定

高溫熱水直埋管道直埋于地下，土壤本身具有承重和保溫的作用。但在哈爾濱地區特別是沿江地區地下水位高、土壤潮濕、鹽堿性大，對保溫結構要求較高，它應是防水、防腐蝕、保溫和耐高溫性能好，具備一定機械強度，施工簡便等優點。因此高溫熱水直埋保溫道管宜采用復合保溫結構。

高溫熱水直埋保溫道管復合保溫結構由高溫熱水直埋保溫道管鋼管（無縫鋼管、螺旋鋼管、焊接鋼管）、耐高溫防腐層、保溫層、保護層四部分組成。

高溫熱水直埋保溫道管的耐高溫防腐層采用GF防腐涂料。保溫層采用聚氨酯泡沫塑料。保護層采用聚乙烯外套管或玻璃鋼外套管。

高溫熱水直埋保溫道管復合保溫結構是利用聚氨酯泡沫塑料具有的比較好保溫和防水的性能，對于不同的管徑和不同的熱損失要求而采用不同的保溫厚度和密度。保護層一般可用3～5mm厚的玻璃鋼或5～10mm厚的聚乙烯外套管，玻璃鋼涂層可以機械操作或手工操作，造價較低，防水性能較好，可以做成任意管徑尺寸的管道，還可避免大口徑時縱向開裂現象。在保溫接頭部位，供熱保溫操作應嚴格按工藝規程進行。聚乙烯外套管嚴密性能好，但造價較高。

2 高溫熱水直埋供熱道管保溫的熱工計算

在雙管道直埋的情況下根據溫度場“疊加原理”，可由供熱管道各自溫度場彼此相加而得到總的溫度場，于是

3 高溫熱水直埋供熱管道的熱補償

在地下水位較低時，而且土壤含鹽堿性低的土壤中，直埋高溫管道可采用外壓式波紋補償器和鉸鏈型波紋補償器。

如果土壤的含鹽堿量較大，而波紋補償器的材質為不銹鋼，對水和土壤中的氯根特別敏感，容易造成穿孔性腐蝕，可采用外壓式波紋補償器。外壓式波紋補償器和固定支架必須設置在檢查井內，井內管道上設置排氣閥并用管道伸至井頂上的地面以上，管口向地面。（以防井內出故障時排水排氣）。

對于較大的高溫熱網，因管道輸送距離較長，除直線管段采用波紋補償器補償器外，還可以利用彎來做補償。但彎頭處的焊縫必須加強。

4 高溫熱水直埋供熱管道的敷設

供熱管線挖槽后，應在管道低部的最下層鋪設石屑100mm，其上再填細沙100mm，管道上部及周圍應填細沙100mm，然后回填原土，分層夯實，管道頂部距地面的距離小于100mm，兩管距離應為250-300mm，管道外表面與開槽溝壁距離不得小于200mm，哈爾濱地區由于冬季比較寒冷凍土層在1800mm，凍土層隨著溫度的變化會凍結產生應力，在應力的作用下地表會產生裂縫，如管道敷設在凍層里，在應力的作用下在管道的薄弱處宜發生泄漏事故，這種事故多出現在冬末春初，為了避免上述事故的發生建議管道敷設最好在凍層以下。

管道敷設時應沿管道敷設信號線（信號線應由熱敏材料制成），當發生泄漏故障時，溫度升高，信號線把信號傳輸給控制中心，使管理者及時準確的發現故障位置，并組織搶險。管網主干線設計時應注意分段設置閥門，發生故障時分段關閉；及時維修。以減小對整個供暖區域的影響。

5 高溫熱水直埋供熱管道的接頭

直埋管道在地下，因此保溫接頭工藝要求是很重要的。

每根保溫管道兩端露出的鋼管部分一般為150～250mm，鋼管焊接采用聚乙烯氬弧焊打底，直流焊機焊接，根據管壁的厚度決定焊接幾遍。焊接后拍X光片檢查。外套管的高溫熱水直埋供熱道管的接頭時，可使用塑料焊機將連接套管與外套管焊接起來；焊機后，應以壓力10KPa氣密試驗進行檢查。

6 高溫熱水直埋供熱管道與檢查井壁的連接

為了防止地下水波紋補償器沿保溫滲至檢查井，目前可采用下述方法：

6.1 壓蘭法：在管道保溫保護層外面再套一鋼制套管，用氰凝膠與其固接，使該鋼制套管與檢查井壁上套管之間用壓蓋密封連接。

6.2 防水套管：在管道保溫管外保護層與井壁之間采用防水套管密封連接。

6.3 聚四氟乙烯填料法：用聚四氟乙烯加10%的銅粉做成的填料環，置入管道保溫外防護層與檢查井壁的鋼套管之間進行密封連接。

6.4 用瀝青瑪帝脂填料進行密封連接；

7 高溫熱水直埋供熱道管的運行效果

經過先后在“都市遠大綠洲”“泰山管道園”“河松小區”等小區的設計、施工、運行。對高溫熱水直埋供熱道管的熱損失測試值與理論值基本相符效果良好。

8 高溫熱水直埋供熱管道的特點

8.1 高溫熱水直埋保溫道管結構合理，具有熱損失小和良好的防水性能。在東北地區適應性強。

8.2 高溫熱水直埋保溫道管直埋敷設與地溝敷設相比可節約投資25～40%。

8.3 高溫熱水直埋保溫道管直埋敷設與地溝敷設的熱損失相比可減少20%左右，比架空敷設可減少40%左右。

8.4 高溫熱水直埋保溫道管可節約站地面積，縮短工期。

9 高溫熱水直埋供熱的故障處理

9.1 較大的管網應設置分區閥門和管線分段閥門，在某一段管道出現故障時，將該段管道關閉，泄水。在泄水時最好將泄水管道引至檢查井外，作業人員一定要戴好防毒面具并將呼吸管伸出閥門井，穿好防燙服，以免燙傷。

9.2 管道故障根據信號線指示的具體位置，采用機械開挖，人工探查相結合查找漏點，排水。找到漏點后分析漏點產生的原因，將其修復。采用爐灰填埋，即保溫又利于天暖后道路的修復。

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