試論熱力管道直埋技術(shù)在暖通工程中的運(yùn)用

孫 勇

（山西西山金信建筑有限公司，山西 古交 030200）

近年來(lái)，供熱管網(wǎng)建設(shè)逐步成為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是城市化進(jìn)程加快的重要標(biāo)志，也符合當(dāng)前城市可持續(xù)發(fā)展的理念。供熱管道敷設(shè)的方式具有多樣性，尤其是對(duì)暖通的長(zhǎng)距離輸送管道而言，直埋供熱管道敷設(shè)是一種應(yīng)用非常普遍的管道敷設(shè)技術(shù)，并且其可以獲得良好的使用效果，具有占地少、施工周期短、熱損小的特征。

1 熱力直埋管道工程施工的技術(shù)研究

1.1 無(wú)補(bǔ)償冷安裝技術(shù)要點(diǎn)

熱力直埋管道工程施工過(guò)程中需要注重?zé)o補(bǔ)償冷安裝技術(shù)的工藝。這類技術(shù)使用過(guò)程中是直接將供熱管道進(jìn)行敷設(shè)。覆土之前沒(méi)有提前進(jìn)行預(yù)設(shè)應(yīng)力，同時(shí)也沒(méi)有做好相應(yīng)的補(bǔ)償工作。在供熱階段會(huì)結(jié)合具體的溫度變化和溫差變化來(lái)進(jìn)行供熱，供熱的管道會(huì)隨著溫度的改變而不斷受熱，產(chǎn)生拉升狀態(tài)。當(dāng)溫度的波動(dòng)較大的情況下，局部的應(yīng)力值就會(huì)不斷增大，所以需要利用補(bǔ)償冷安裝技術(shù)來(lái)進(jìn)行管道敷設(shè)。

1.2 預(yù)應(yīng)力安裝方式

預(yù)應(yīng)力安裝方式普遍應(yīng)用于熱水直埋管道安裝中，在應(yīng)用的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了管道安裝溫度的調(diào)整。因此，從預(yù)應(yīng)力安裝技術(shù)的應(yīng)用效果來(lái)看，只有當(dāng)管道的安裝溫度與預(yù)熱溫度相同時(shí)，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力安裝技術(shù)才最為有效，此時(shí)不存在管道應(yīng)力。一旦管道的安裝結(jié)束以后，預(yù)應(yīng)力安裝方式就可以充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。一般情況下，預(yù)應(yīng)力安裝通常通過(guò)預(yù)熱與一次性補(bǔ)償相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.3 利用一次性補(bǔ)償器覆土之后實(shí)施預(yù)熱敷設(shè)

率先將熱力管道進(jìn)行分段，然后做好補(bǔ)償裝置的安裝。具體的安排就是在管道敷設(shè)完成之后立刻進(jìn)行回填土作業(yè)。管道加熱時(shí)采取疑似加熱方式。如果管道敷設(shè)發(fā)生了膨脹，需要做好焊接工作。在多次波動(dòng)之后補(bǔ)償器的應(yīng)力會(huì)不斷的均勻，然后實(shí)現(xiàn)最后的預(yù)應(yīng)力，這種技術(shù)可以確保熱力管道能夠接受更大的預(yù)應(yīng)力，有效的降低管壁受熱彎曲等問(wèn)題，總之對(duì)提升安裝質(zhì)量具有重要的意義。

2 供熱直埋管道的布置與敷設(shè)

2.1 管材選擇

直埋供熱管道壓力通常相對(duì)較低，運(yùn)行內(nèi)壓不會(huì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的50%，所以，壓力所導(dǎo)致的爆管危險(xiǎn)微乎其微，破壞的主要可能性來(lái)源于軸向的溫度應(yīng)力，因此在管材選擇過(guò)程中，需要注意的問(wèn)題集中在以下幾個(gè)方面。首先，使用塑性相對(duì)較好，容易焊接的材質(zhì)，通常Q235、10#以及20#鋼種相對(duì)適宜。其次，管壁要盡量選擇那些比較薄的規(guī)格。由于軸向溫度應(yīng)力和管壁橫截面積大小關(guān)聯(lián)度較低。反之，增加管壁的厚度不僅無(wú)法降低管內(nèi)軸向應(yīng)力，還將會(huì)提升過(guò)渡段熱伸長(zhǎng)量與固定支墩推力，所以，管壁要選擇那些相對(duì)比較薄的規(guī)格。不同規(guī)格管材屈服極限、線膨脹系數(shù)以及管壁截面積因?yàn)榇嬖谶^(guò)大的變形協(xié)調(diào)應(yīng)力，將會(huì)導(dǎo)致投產(chǎn)以后管道出現(xiàn)疲勞破壞的情況。因此，需要固定支架、補(bǔ)償器或者是彎頭分割離開(kāi)的每段直線管道要使用同一種規(guī)格管子。不同直徑的管道也要在變徑處使用固定支墩將其隔開(kāi)。

2.2 布置管道的方式

設(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定了發(fā)電廠直埋供熱管道布設(shè)。在管道的布設(shè)上，施工單位要嚴(yán)格遵守其規(guī)定。如果發(fā)電廠直埋供熱管道施工中，穿越河底的覆土深度要充分考慮管道的穩(wěn)定性、水流沖刷等作用，管道上的閥門必須能夠承受其軸向荷載，因此，盡量應(yīng)用鋼制閥門，連接中采用焊接的處理方式。在管道的一些特殊位置，比如壁厚變化區(qū)域內(nèi)，要設(shè)置補(bǔ)償器等。

2.3 溝槽開(kāi)挖

在溝槽開(kāi)挖過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)在周邊出現(xiàn)坡塌方或槽底泡水等不符合要求的一些質(zhì)量問(wèn)題。所以在質(zhì)量控制過(guò)程中要注重防止邊坡塌方。要結(jié)合力學(xué)的性質(zhì)，適當(dāng)?shù)膶⒉蹘偷钠露冗M(jìn)行控制，對(duì)于較深的溝槽。可以采取分開(kāi)挖的方式來(lái)進(jìn)行，挖槽土位置的安放。在堆土過(guò)程中，下坡角和槽邊的距離要有具體的草坪坡來(lái)確定。要結(jié)合施工的質(zhì)量和具體的工程要求進(jìn)行開(kāi)槽斷面的設(shè)置，防止槽底泡水。率先做好溝槽開(kāi)挖的質(zhì)量管理。開(kāi)挖時(shí)需要注意的質(zhì)量管理，就在于對(duì)開(kāi)槽斷面的中線和橫斷面等進(jìn)行核查，要結(jié)合具體的機(jī)械開(kāi)挖時(shí)，預(yù)留一定厚度的原狀土。然后再采用人工的方式進(jìn)行標(biāo)高，如果在開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)了積水的問(wèn)題，需要采取分層開(kāi)挖的方式。

2.4 管道的連接以及安裝

當(dāng)熱力管道工程中管道進(jìn)行連接以及安裝時(shí)，我們必須保證安裝過(guò)程不出現(xiàn)問(wèn)題，一定要細(xì)心再細(xì)心，必須嚴(yán)格按照要求實(shí)施，將操作數(shù)據(jù)精確到應(yīng)用數(shù)據(jù)的最小分度值。所以，當(dāng)我們進(jìn)行管道的埋藏時(shí)，需要我們細(xì)心的注意到管道軸線以及管道相關(guān)附件位置的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。其次，仔細(xì)檢查每根管道得提前確認(rèn)管道中空，無(wú)污物附著或堵塞，更不能使不合規(guī)格的管道混到事先準(zhǔn)備好的適用管道中。

2.5 安裝閥門及補(bǔ)償器

結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，閥門的所在位置一般都是距離地面1.1～1.2m的位置，且閥門需要與地面保持相對(duì)垂直。若安裝過(guò)程中出現(xiàn)了大于150°的彎道，則需要在區(qū)域內(nèi)增加自然補(bǔ)償裝置，提高管道安裝的穩(wěn)定性。如果采取該措施之后結(jié)構(gòu)內(nèi)部仍然存在著補(bǔ)償問(wèn)題，此時(shí)需要綜合計(jì)算補(bǔ)償強(qiáng)度，設(shè)置補(bǔ)償器以降低溫度對(duì)管道的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

供熱管道系統(tǒng)是否安全可靠運(yùn)行直接關(guān)系到居民生活質(zhì)量，而直埋敷設(shè)不僅具有傳統(tǒng)地溝敷設(shè)方式在管網(wǎng)運(yùn)行難以比擬的穩(wěn)定性，在工程土方量、預(yù)制工作、施工進(jìn)度方面也有其巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。