室外供熱直埋保溫管道施工技術分析
采用室外直埋熱力管道,不僅可以有效避免使用有溝敷設時出現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筑物的沖突,還可以合理的解決廠區熱力管道由于占地面積較大,造成成本造價過高的問題。因此,對室外供熱直埋保溫管道施工技術問題進行分析和探討,具有重大的意義
1、直埋供熱管道的作用及應力特點
直埋供熱管道的作用是指所有使管道產生內力及應力的因素(又稱荷載)。在管道內會產生不同的應力,其中以溫度和壓力作用為主,這二種應力會導致不同類型的作用,所以所產生的破壞也不同。在直埋供熱管道中還會有軸向位移所產生的土壤側向壓縮反力。同時還有峰值應力,一般情況下峰值應力不會引起顯著的變形,但一旦峰值應力進行循環變化,也會引起管道內的變形,發生損壞。直埋供熱管道由于其土壤的均勻支撐,因此管道內的壓力較小,不會產生破壞性的影響,但其溫度的變化則較大,對管道的作用所產生的破壞力也較大,因此在管道設計中,主要要考慮溫度變化所產生的循環塑性變形和疲勞變形,因此要加強對管道強度的設計。
2、直埋供熱管道的施工方法
2.1 直埋供熱管道的熱補償
直埋供熱管道和其他普通供熱管道一樣,需要設置補償器和采取其他熱補償技術措施,以減少和吸收管道由于溫度變化產生的伸縮。直埋供熱管道的熱補償是采用有補償和無補償兩種方式,我國多采用前者。由于傳統的方形脹力補償器不僅占地面積大、施工復雜、而且不易做保溫層。室外直埋供熱管網施工中先后采用大口徑管波紋補償器(膨脹節)作直埋管道的熱補償。經過多年的運行收到了良好的效果,這種波紋補償器本身具有柔韌性,能夠補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、適應不均勻沉降優點。安裝波紋補償器時,首先要根據產品說明書查出其伸縮量值,然后根據鋼管的線膨脹系數計算出多長距離需要設置 1 個,波紋補償器必須在兩個固定支座之間運行,并且宜靠近固定支座安裝。為了防止波紋補償器在運行中發生失穩現象,應在適當的位置設置導向支架,安裝波紋補償器處,宜設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
2.2.1 管材的選擇
在直埋管道施工中,來自管道內部的壓力一般比較小,輕易不會對管材有破壞。對于管材產生破壞作用的主要是由于溫度變化而產生的應力,容易引起管材的爆破,所以說在選擇管材的時候,主要應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,一般都會選擇管壁比較薄的材質,但是在實際的施工過程中,可能會不同規格的管子,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,要嚴格按照國家頒布的規范標準執行。對于穿越河底的管道,在覆土深度的標準,要根據河流的沖刷程度和管道施工中的穩定性而定。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
按照管道敷設線路和敷設深度開挖溝槽,然后將槽底鋪 100mm厚的沙墊層。將復合聚氨酯保溫管道敷設到管基上,管道之間采用焊接連接。直埋供熱管道的坡度不宜小于 2‰,高處宜設放氣閥,低處宜設放水閥,管道應利用轉角自然補償。從干管直接引出分支管時,在分支管上應設固定墩或軸向補償器或彎管補償器。
2.3 管道試壓
管道安裝完畢,要進行管道水壓試驗。試驗壓力是運行壓力的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
管道經隱蔽驗收合格、竣工測量后。進行溝槽回填,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。回填前應先將槽底清除干凈,有積水時應先排除。
3、室外直埋熱力管道施工時的注意要點
(1)挖探槽,主要是根據已具備的地下物狀況以及圖紙的標識,在槽邊兩側通過人工開挖的方法挖槽,為正式開挖做好準備,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、加固、槽內排水井的設置和排水暢通,以及地下物露明部分的加固,損壞的維修等,都要制定相應的應急措施。
(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,并且又能保證管道外保護層不受損傷。
(4)管道焊接以及探傷。此項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行現場發泡。
(5)加強管道外層的保護工作,對于吊裝、運輸以及堆放的過程,同管道有直接接觸的吊具、索具要加橡膠防護墊。
(6)補償器的安裝。在安裝之前應當通過選型、檢驗是否進行過壓力值漲拉。
(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當進行滲漏測試。
(8)在閥門井和頂管井內等封閉條件下進行管道施工時,應當進行通風,防止出現工作人員中毒。
(9)水壓試驗之前要同相關部門確認好上水以及泄水點的位置。
(10)溝槽整體回填土工作完成之后,應當在道路部門恢復路面的時候,再將防護欄撤掉。
4、室外直埋熱力管道施工時出現的質量問題及原因
(1)管道分段試壓時,出現波紋補償器微小偏移以及管道橫向移位的狀況。這是因為施工單位在施工的過程中管道和補償器的安裝順序出現了問題,影響了工程質量。通常是待管道安裝好,導向支架與固定支架安裝定位后,再安裝補償器,以確保補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償器前面的固定支架安裝好就進行試壓,而補償器又出現拉伸過量的狀況,使得波紋補償器損壞。是由于施工人員不夠了解補償器的性能原理,忽略了它的伸縮功能。應當在試壓時,按照圖紙的設計要求對補償器設置固定支架,以保證管道試壓時限制補償器的伸縮。
(3)在預熱的過程中,管道里出現強烈的水擊效應,管道出現強烈的跳動。這是由于施工人員在暖管的過程中,將暖管介質的閥門開的太大,使得管內的壓力及流量迅速增加,造成管道出現強烈的跳動,這樣的狀況非常危險,極有可能出現管道、閥門破裂的狀況。正確的做法是將閥門緩慢的開啟,讓介質(熱水或者蒸汽)漸漸進入管道。對于熱水介質,在這個過程中出現少量蒸汽,并且在熱水的推動下產生汽壓,因此,要及時檢查放汽閥,保證放汽閥可以正常工作;對于蒸汽介質的,在這個過程里出現凝結水,并且在蒸汽的推動下,向前流動,因此,要及時檢查疏水閥,保證疏水閥可以正常工作。
(4)管道沖洗完后要進行檢查,保證沖出的水中沒有雜物。如果仍然發現有一些固體雜物,應該再次進行沖洗,以免管網運行后出現堵塞而導致嚴重的后果。
結束語
供熱管理直埋技術以其保溫性能好、造價低、占地面積少、壽命長等優點成為當前供熱工程中最先進的管網技術,相信在不久的將來,直埋供熱管理技術將逐漸取代傳統的管溝敷設技術,成為供熱工程管網的首選。
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