供热管道直埋无补偿冷安装技术的应用

埋 无补偿 冷安装技术 的应用
葛 全 君
（ 包头华源热 力有 限公 司， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： 详细介绍了直埋预制管道敷设常用的安装方式， 分析了几种安装方式的优缺点， 重点介绍了直埋无补偿冷安装在 实际供热
工程 中的应用 ， 同时对于设 计施 工过程 中一 些细节 问题 ， 结合 实际情 况提 出了我们的解决 办法和建议 。 关键词 ： 供热； 无补偿直埋 ； 冷安装 ； 方法 近十来年预制保温管的直埋敷设在我国得到迅速发展 ，已经成为 程中采取了一系列有针对性 的措施将进行了解决。３ ． １ ． １ 土方开挖前严 供热管网的主要敷设方式， 其主要原 因是土建工程量小 ， 施工进度快 ； 格测量放线 、 测设高程 ； 土方开挖过程 中进行 中线 、 横断面 、 高程的校 占地小 ； 安全性高 ； 节省投资费用 ； 管道寿命长； 输送热效率高。另外在 核 ； 机械挖土预留 ２ ０ ０ ａ ｒ ｍ的余量 ， 而后用人工配合机械开挖 ， 挖至管底 利用该技术进行设计施工过程中， 我们遇到一些问题 ， 同时也积累了一 标高 。３ ． １ ． ２沟槽 回填 时采用人工配合机械 的回填 方式 ，管 底以下 些办法 ， 与大家共同探讨。 ２ ０ ０ ｍ ｍ、 管顶 以上 ２ ０ ０ ａ ｒ ｍ及管腔 中砂 回填 ， 人工夯实 ， 其余采用粉状土 １直埋管网敷设方式 回填 ， ４ ０ ０ ｍｍ一夯实然后进行密实度检测达 ９ ７ ％后继续进行下一步 回 直埋管网敷设方式简单的讲有两种 ， 一种是有补偿直埋敷设 ， 另一 填夯实 ， 管顶 １ ０ ０ ０ ｍ ｍ后采用机械夯实。 自２ ０ ０ ７ 年供热开始至 ２ ０ １ ２ 年 种是无补偿直埋敷设 ， 还有一种是介于以上两种方法之间 ， 即供水管采 采暖期， 供热管网工程未因土方工程质量影响到热网的安全可靠运行。 用有补偿直埋敷设 ， 回水管采用无补偿直埋敷设。无补偿直埋敷设 ， 改 ３ ． ２管材要求。３ ． ２ ． １ 一次管网的供水设计温度一般为 １ ３ ０ ％。 所以 变 了以往利用补偿器来吸收管道的热膨胀变形从而使管道应力下降的 次网对管道的要求很高 ， 一方面输送介质温度高 ， 所以要求保温材料 模式， 而是充分利用 了钢材本身的强度应力特性 ， 在降低应力水平的前 要有很好的保温 陛能及耐温 『 生 能采，以避免高温运行情况下保温材料 提下实施的—种方法。 碳化而导致预制保温管失去其固有的性能； 另一方面由于输送距离、 输 ２直埋管网安装方式 送介质温度高需要管道要承受较大压力 ； 再者由于管道直埋 ， 管道热胀 直埋管网的安装方式 从有补偿、 预应力安装发展为冷安装方式。 冷缩时， 保温管高密度聚氯乙烯外壳要承受很大的摩檫力 ， 因此要求外 ２ １ 无补偿冷安装 。 无补偿冷安装是管线焊接和沟槽 回 填等安装过 壳与保温层 、保温层与钢管都要有很强的结合力 ，以保证其 “ 三位一 程都是在正常的环境温度下进行的。管道应力验算采用分类法和安定 体” ， 同时土壤的压力也要求外壳具有—定的承载能力。基于上述技术 性分析理论 ， 设计 中考虑各种载荷条件可能的组合 ，将应力根据其起 要求 ， 包头华源热力有限公司供热管道采用直埋预制保温管， 直埋预制 因、 来源 、 作用范围、 性质和危害程度不 同 进行分类 ， 采用不同的强度验 保温管 由 输送介质的钢管（ 工作管 ） 、 聚氨酯硬质泡沫塑料（ 保温层 ） 、 高 算条件。 按照以上方法设计的直埋热水管道 ， 直管段通常可以 不设补偿 密度聚乙烯外套管（ 保护层 ） 紧密结合而成。直埋预制保温管“ 三位一 装置且不必预热，管道焊接和沟槽回 填等安装过程都在冷态条件下进 体 ” ， 当管道温度变化时 ， 钢管的热胀冷缩变形可以通过保温层传到外 行。 在冷态的环境温度下管道处于零应力状态， 在运行工况下热应力增 护管 ， 使外护管与周 围回填土之间发生滑动， 同时外护管上的土壤摩擦 大， 但应力变化范围 始终控制在 允许值之 内。 该谢 斗 Ｉ 方法在热水管道直 阻力又通过保温层限制钢管的热胀冷缩变形。３ ． ２ ． ２三通加固及分支抽 埋敷设中可以发挥明显优势， 利用温度应力具有 自限性的特点。 充分发 出。 在工 程设计时 ， 三通 管位 分不 同管径趟 朱 力 Ｉ １ 固。但三通 加固长 挥管材的承载能力。 ． ． 期 以来有个误区 ， 认为加 固的 目的是为了保护分支管道 ， 实际上三通加 ２ ２预应力安装方式。 预应力安装方式有敞沟预热安装和采用一次 固的主要目的是为了保护主管道 ，因为三通在主管道上开孔后焊接支 性补偿器预热安装两种 ，在管道温度升至或高于预热温度时回填或焊 管 ， 主管道被挖孔切割了一部分 ， 会在管道运行时产生应力集 中， 而管 接。 从环境温度到预热温度间的热膨胀量提前释放。 在管道温度下降至 道在运行时要承受和传递巨大地轴向荷载，为了避免主管道在运行时 环境温度时 ， 管道处于拉应力状态 ， 但管道温度升高超过预热温度时 ， 产生屈服破坏， 就必须对主管道削弱的部分进行加强 ， 以承受和传递轴 管道处于压应力状态而产生预应力效果。 在运行状况下 ， 由于一定量的 向荷载。在大 口径直埋管道上设置的三通采用加披肩或带加强板的三 热胀变形提前释放 ，管道在工作过程中压应力和拉应力均不超过钢材 通。 在三通支管上设置 ｚ 型弯来降低三通处的直 力， Ｚ 型弯距主管的距 的许用应力。 ２ ． Ｚ１ 敞沟预热安装。 在覆土前， 管道可以进行敞开式预热。 离为 ｌ Ｏ ～ ｌ ５ ｍ ； 平行主管采用 Ｌ 型弯管抽出等布置方法。 由于没有土壤摩擦力 ， 管道 的热胀变形可以提前释放， 预热温度为管段 ３ ． ３阀门的选择。无补偿直埋管道运行时所有管道及附件要承受巨 内平均应力为零时的温度 。 管道被办 Ｉ １ 热到预热温度时覆土后再冷却 ， 使 大的轴向荷载 ， 弯头处还要承受巨大的环向应力， 另外所有管道及附件 管道达到一定的平均应力水平。 在首次运行加热移动后 ， 其管端的位移 全部位于地下 ， 环境恶略， 空间有限。所以阀门及附件选择必须满足一 与冷安装的位移大致相同， 但避免了冷安装在首次移动时的较大位移。 些特殊要求。包头华源热力有 限公司一次网阀门采用三偏心双向硬密 ２ ． ２ ： ２ 采用一次性补偿器安装。 这种方法是在管道的直段部分， 按计算的 封焊接蝶阀、排气泄水采用焊接球 阀、压力表采用针型阀使用效果较 间距分段安装一次 眭补偿器 ， 并仅在补偿器附近的沟槽处 敞口， 其余沟 好 ， 但阀门选择是务必选择国内优质阀门。 槽回填。 在首次加热过程中 ， 一次陛补偿器的补偿量达到补偿管段所要 ３ ． ４ 焊接及检测要求。由于无补偿直埋管道在运行中要承受巨大的 提前释放的热膨胀量时将一次 陛补偿器焊死 ， 最终实现管道整体焊接 ， 管道 的热胀变形得到了提前释放 。由于土壤摩擦力 的作用 ， 在两个一次 性补偿器之间的局部应力 ， 将高于补偿器处的应力 ， 然而 ， 由于系统温 度的变化 ， 在多次变化以后 ， 应力将均匀一致。 管及管件采用双面焊 ， Ｄ Ｎ ７ ０ ０ 以下的管道采用氩弧焊打底电焊盖面 ， 焊 ３直埋无补偿冷安装在设计及施工中的注意事项 接完毕采用焊Ｅ ｌ １ ０ ０ ％无损检验 、 谢 线抽检 ，不合格的焊口绝不放 ３ ． １ 管道沟槽的要求。 供热管道直埋无补偿冷安装设计及 施 工过程 过 ， 且 连续返工两次的焊Ｉ ： ３ 重新对Ｅ ｌ 焊接。 在： ２ ｍ６ — ２ ０ １ ２ 年管网施工建 中， 土方工程是—个重要的环节， 直接关系到供热管网施工的质量。供 设 中， 焊接质量得 以绝对保证。 ． 热管网施工土方工程的好多案例显示 ： 部分沟槽开挖在 回 填土上， 沟槽 ４结论 基底未按照设计要求进行处理 ， 将管道直接 吊装安装 ， 造成基底不实 ， 直埋预制保温管无补偿冷安装敷设方式采用先进的应力分析法 ， 致使管道底部不均匀沉降 ； 沟槽开挖过程 中， 沟槽底部高程校核不好 ， 已得到国内外供热界的普遍承认， 已 经是一项很成熟的技术 ， 我们相信 致使管底不能与沟底 紧密接触 ， 造成局部底部悬空； 还有在管道对 口 焊 在 日后的实际应用过程中认真对待每—个细节 ， 把握好工程质量 ， 供热 接时 ， 采取抬高管道的方法强制对 口 焊接 ， 使管底悬 空， 管道失去均匀 管道无补偿冷安装直埋技术会在节能减排的过程中发挥巨大作用。 支撑 。 最终造成管道焊口开�