直埋敷設供熱管道施工工藝與質量控制

鹿超群

（山西八建集團有限公司，山西 太原 030027）

0 引言

在市政供熱管網工程建設過程中，如果不重視合理選擇施工工藝和過程質量控制，很容易導致發生窩工、返工和工期延誤，增加施工成本。若遇上惡劣天氣，出現降雨量較大，地勢比較低等情況，易導致地溝成為雨水溝，因此，研究此項課題，具有十分重要的意義。

1 直埋鋪設供熱管道施工工藝

1.1 管線定位

實際施工中管道位置應根據設計中的坐標數據確定。首先，施工者要確定控制點和控制線的位置，復核無誤后再依據控制點確定管網工程具體坐標、軸線以及分布位置，并按照軸線分布進行構筑物的細部放樣。其次，根據工程的起點、終點和轉折點的設計坐標，計算出這些點與附近控制點或建筑物之間的關系，然后根據這些關系把各個放線點用標樁固定在地面上。為了避免差錯，每個點都要進行校核。在工程的起點、終點和轉折點均已打樁核定后，再進行中心線的轉角測量。

1.2 管道安裝

管道安裝與焊接是直接關系到工程主體質量的關鍵工序之一，管道盡可能直線安裝，當設計有角度時，必須按每個焊口轉角不天于1°逐漸過渡，避免在焊縫處應力過于集中，焊接施工必須由取得合格證書的焊工在合格證書允許的范圍內施焊，持證上崗，且在正式焊接前進行試件焊接考試，合格后方能正式焊接。沒有合格證書的焊工嚴禁施焊。根據設計文件要求和施工經驗，對所有管道焊縫根部進行封底焊接，封底焊接通常采用氬氣保護焊，手工電弧焊填充、罩面，焊絲、焊條應根據鋼管母材材質要求合理選擇性能相容材料；正式施焊前應進行焊接工藝試驗，確定焊接電流、運條方法等施工參數，并檢查試件合格后再組織正式施焊。補償器、閥門等管件安裝前必須注意水流方向，避免裝反。

1.3 管道保溫與土方回填

在管道安裝完成并對焊縫進行檢測和系統強度測試后，需要在管道焊縫部位施工保溫層，通常保溫材料采用發泡聚氨酯填充，外護套采用聚氯乙烯材質保護，確保管道表面、管件的絕緣材料相同，電熔連接密封，并在保溫處理前，清洗管頭兩側180mm 范圍內的管材保護層表面，防止出現水油污染而影響護套連接質量。而在土壤回填時，需要在施工過程中，去除有機質與粗土，將200mm 中砂回填在管道底側，使用滾動土填充保溫管底部。之后利用壓實操作，提高充填體密實效果[1]。

1.4 試運行階段

在管道試運行時，應建立完善的通信體系，采取適合的安全措施。在試驗環節，需要控制好溫度的上升速率，保證每小時溫升不超過10°C，并做好管道、支架的檢查，記錄相應檢查結果。

2 供熱管道質量管控措施

2.1 嚴格監管管線質量

通常由于業主提供的工程信息不完整，因此預先布線是非常重要的，管道施工前必須先做好溝槽的定位處理工作，截面的協調和調整施工中所遇到的問題應合理，應嚴格遵循“有壓讓無壓”的原則組織施工，避免與既有管道交叉發生碰撞，施工中應及時采取措施對埋地管網、既有設施的保護工作，有效避免污水泄漏。還可以在大空間內調整加熱管的固定工作，盡可能避免障礙物的產生，要全方位多角度控制加熱管的穩定性。隨著國家智能化和智能網絡的發展，城市管道信息統一管理，因此工程設計具有不可逆轉性，所以施工人員要重點關注管線的質量以及管道的設置[2]。

2.2 溝槽開挖質量管控

施工者在施工前需要根據土壤類型和土質做合理分析，確保坡度設置正常，坡度大約為1∶0.35 的比例，對于深溝槽分層挖掘是首要選擇方式。一般情況下，可將溝槽布置于施工區域臨邊一側，將工程材料和機械裝備放于另一側，以便下管施工操作，但往往由于埋深、坡度和土質的不同，所以要先確定吊裝機械工作場地和運行路線，再開始挖溝，施工前必須核實溝槽設計斷面和上口寬度，主要是由各分層的寬度、深度、斜率以及工作臺寬度等因素決定，而溝槽底部的寬度，應是管道結構的寬度，加上兩側的工作寬度和管道間凈距，與此同時，要充分考慮斷面的安全質量，以確保挖掘過程中的安全和后期槽內施焊作業的安全。除此之外，應在溝底要留下20mm 厚的覆土厚度作為地基保護層，保證基底避免長時間裸露和無擾動[3]。

3 案例分析

3.1 工程概況

本研究對象為某縣級市的市政供熱管網工程，項目位于非機動車道，管徑為DN600mm，全長2800m，管道采用預制直埋保溫管，鋼材材質為Q235 級，壁厚16mm，設計工作壓力為1.6MPa。現場地下管線分布資料欠缺，排列較為復雜。由于工程量大、工期短，單一貨源很難滿足管材供應，多家貨源則會出現公稱直徑不統一的問題。針對上述客觀情況，在開展供熱管道施工前，由業主單位組織設計、施工及監理等部門開展圖紙會審，及時形成會審結果，并進行了針對性的圖紙變更。之后由業主組織技術交底工作，并辦理道路等相關手續。結合現場情況，編制施工計劃，直至計劃審核通過后，才可開展施工作業。

3.2 施工工藝與質量控制措施

3.2.1 土建部分

（1）開展測量放線作業。由施工單位結合圖紙數據，確定管線位置以及坐標，計算具體高程，要求測量環節與設計階段的坐標系統一。將管線中起點、折點、固定支架標注在地面上，保證標記明顯。至于測量公允偏差，則要控制在設計規范范圍內，直至管線定位完成后，若產生與地下障礙物的沖突，需第一時間與設計單位進行協商交流，必要時，可更改設計圖紙。而在竣工后，還要進一步核對管線位置、高程起點與其他特征點，將預留分支、直埋補償器作為復測重點，以便日后進行管線連接與檢查，最終將相關測量信息編制在竣工圖上[4]。

（2）市政路面拆除。對于混凝土路面來說，應在拆除作業前，預先考慮施工需求，做好路面的精準切割，之后拆除道路基層，保證建筑垃圾傾倒在指定區域，控制環境污染。而對于磚地面，則要將拆除后的磚塊堆放整齊，進行重復利用。

（3）土方開挖。施工開始前，應對溝槽位置的障礙物進行核查清理，梳理障礙物的實際構造，明確工程位置關系。若開挖時發現文物，要第一時間進行專業保護，并通知上級部門。直至取得給水、燃氣等管線與構筑物所屬產權單位的同意后，才可實施土方開挖，保證各類機械裝置的正常使用，以及相鄰線桿的安全穩固。由于本次選取的研究對象所在地區地下水位較深，土壤屬于大孔結構，天然含水量較小，容易在荷載作用下，出現結構損壞。為此，應結合管徑圖紙，預先設計橫斷圖，并確定工段的上開口寬度，溝槽深度。必要時，可采取針對性的安全防護對策。此外，由于工程部分溝槽深度高于1.5m，但施工場地又不具備溝槽放坡的條件，因此需要采取鋼板樁支護，是指由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼定制而成，能夠起到擋土、防水的作用。同時，當機械開挖溝槽達到與溝槽底部相距200mm 的位置時，應及時切換至人工開挖的形式，避免超挖對地基產生損壞。之后，將開挖后的土方堆放在施工場地，要求與溝槽邊保持1m 的間隔距離。直至土方開挖達到設計標高后，由監理單位、設計單位進行地基驗收，若出現地基不滿足安全標準的情況，應使用片石開展回填作用，提高地基的加固效果[5]。

（4）土方回填。在管道安裝開始前，需要預先做好溝槽底部的設計，回填細砂，待管道安裝完成，且驗收達標后，根據設計要求，進一步檢查管道安裝效果，二次回填細砂，增強管道回填的密實度。對于管線、閥門小室來說，應在施工完成且驗收合格后，進行土方回填，保證回填過程中，溝槽無積水現象，做好分層夯實。確保回填土內無磚塊、石塊以及淤泥、雜物。至于在變形較大的區域，應根據實際需求設置軟回填，是指熱力管道敷設完成后，利用特定材料完成管道填充，其主要作用在于，預留一定空隙，確保在管道膨脹收縮時，可充分發揮空間作用。此外還要注意，回填土的鋪設厚度應充分結合設備的性能以及土壤密實度，對于與管道相隔500mm 的區域，應采用輕夯實的方式，禁止使用壓路機壓實，防止對構筑物產生破壞，回填土鋪設厚度如表1 所示。

表1 回填土鋪設厚度

（5）檢查井與小室。具體的控制措施如下：磚砌檢查井在砌筑的過程中不可存在通縫，要求砂漿飽滿，預先設置好埋件，以便日后爬梯安裝；在鋼筋工程建設過程中，鋼筋強度、搭接長度、間距滿足設計標準，且鋼筋綁扎時，需要根據位置標準，預留集水坑；模板要保持規整，規格準確，支護堅固，避免出現跑模的問題；小室模板、預埋件在驗收達標后才可開展混凝土澆筑作業，且二者不可同時作業，對接槎處采取鑿毛處理；小室蓋板要預先設置，待強度達到設計強度70%時，進行安裝作業，并在安裝過程中確保坐漿飽滿，不同板之間的縫隙需要采用混凝土填實；平臺、防護欄應采取一定的保護措施，根據操作章程完成作業加工；位于機動車道內的人孔井不可進行磚砌，并在井口設置好防墜網；蓋板安裝前，應預先清理好雜物，保證空間清潔。

3.2.2 工藝部分

（1）安裝預制直埋保溫管道。要求管道安裝前核對其型號與規格，判斷是否存在變形、腐蝕等問題，并清理好管道內部的雜物。在安裝過程中，應嚴格遵循操作章程，不可采用拖拽的形式，防止端口受損，保護好管道外套。當出現施工間斷的情況，應采用堵板封堵管口，并在復工前，及時拆除堵板，打磨好焊口，保持焊口潔凈。而在安裝保溫管道時則要控制好不同管道間的距離，確保其符合設計規范，便于日后檢修，而在焊接時，不同焊縫間的距離應控制在300mm 以上，不可布置十字形焊縫，究其原因在于，十字焊縫中心會產生三相壓力，容易引發應力集中的問題。至于管道支架以及挖眼接管等區域，不可留有焊縫。

此外，還要注意以下要點：管道挖眼時，分支管的管徑要進行適當調節，將其控制在主管管徑的2/3，并在開口位置，結合設計要求，實施焊縫強化、增設加強肋板；在采用舊管道安裝時，需要做好管口的坡口打磨和管壁的維修保護，若管壁腐蝕情況超出原壁厚的30%，則禁止使用；在0°C 以下的環境下，需要在焊口兩側需要進行焊件預熱，并在焊縫尚未完全冷卻前，不可敲打焊縫位置；直至管道安裝完成后，需要做好焊縫的無損探傷檢測，管網系統全部焊接完成后進行強度試驗和有嚴密性試驗；本次工程建設中，兩家供貨商所供管材內徑一致，外徑存在較多偏差，特別是彎頭管材壁厚較直管加厚2mm，因此在焊接時禁止使用縮口等形式，應更多采用特制異徑管完成管道的連接；管道安裝時應設置好折點，待無損檢測達標后，需要對焊縫進行加強處理；在管道需要采用套管敷設的情況下，需要控制好管道與套管之間的間隔距離，并在套管表面采取防腐作業，內側則涂刷防水涂料。

（2）焊接閥門。閥門吊裝時，嚴禁將其設置在閥門手輪，避免對閥門造成損壞，對于安裝完成的閥門則要采取針對性的防護措施。在焊接開始前需要閉合閥板，保持球閥的開啟狀態，之后在焊接時，將接地線搭接在焊管上，避免電流穿過閥體，對密封面產生灼傷效果。

（3）補償器。補償器需要與管道保持同軸，遵循先焊接芯管，后焊接套筒的原則，要求芯管不可存在折點。同時，安裝開始前要預先做好補償器的拉伸處理，控制好管道擋圈的冷收縮量，避免產生補償器拉脫。而在水壓試驗開始前，要及時鎖死補償器，防止出現壓力過大的問題。

（4）排氣泄水設備在安裝前，要采用厚壁管，并與排氣管一同設置在小室井口，加設總閥門，防止出現直接排氣的問題，導致高溫水燒傷人體。

（5）水壓試驗。水壓試驗的壓力要滿足安全規范，不可出現超壓的問題，本次管道強度試驗壓力控制在工作壓力的1.5 倍，取值為2.4MPa，嚴密性試驗壓力控制在工作壓力的1.25 倍，取值為2.0MPa。試驗時將試驗管段兩端、排氣管道，利用封頭堵死，使全部閥門維持開啟狀態，禁止將閥門作為盲板。此外，在水壓試驗時若出現滲漏問題，應第一時間停止，在處理好滲漏問題后，重新試驗。至于在管道清洗環節，要控制好清洗管道的管徑，使其超出進水管與出水管管徑的一半，結合快開閥門，將水流引至市政排水管網。

4 結語

綜上所述，選擇合理的施工工藝、確定符合實際情況的施工工藝參數、注重焊接質量的管控、做好焊接閥門的保護，科學設置高處的排氣和低處的泄水設備實施、及時組織開展水壓試驗和系統清洗，從每道施工程序和環節上逐一檢查、排除問題，改進施工方法可進一步提高管道的建設質量，優化供熱效果。