直埋供熱管道施工工藝研究

直埋供熱管道施工工藝研究

Summary：在我國科技的發(fā)展，各領(lǐng)域的技術(shù)水平逐漸提高的今天，在城市供熱系統(tǒng)中，供熱管網(wǎng)是連接熱源與熱用戶之間的橋梁，承擔著將熱量在二者之間輸配的作用，是供熱管網(wǎng)重要的組成部分。隨著城市供熱管網(wǎng)規(guī)模的不斷增大以及熱網(wǎng)使用年數(shù)的逐漸增長，直埋供熱管道施工工藝的應(yīng)用愈加廣泛。Keys：直埋供熱管道；施工工藝引言科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得諸多行業(yè)都加強了對先進技術(shù)的應(yīng)用。隨著供熱技術(shù)的快速發(fā)展，供熱管道直埋敷設(shè)方式由于施工周期短、占地少等優(yōu)點，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。長輸供熱管道一般沿城市道路和負荷中心敷設(shè)，中途需穿越公路、河流、市政設(shè)施等障礙物，考慮投資及建設(shè)工期，多采用直埋敷設(shè)方式。1直埋管道的問題直埋管道泄漏問題是熱力管道施工中最為常見的安全問題。發(fā)生泄漏問題時，如果發(fā)現(xiàn)是在閥門井、補償器位置的泄漏，有關(guān)人員需利用表征、聲音判定的方式；如果泄漏部位比較隱蔽，位置判定就相對困難。因此，直埋管道隱蔽性強的特征加大了故障排查的難度，也增加了施工風(fēng)險。2直埋供熱管道施工工藝2.1直埋供熱管道優(yōu)化配置分析直埋供熱管道的初投資成本屬于一次性投資，運行費用是常年發(fā)生的費用，兩者直接相加的總額并不能合理反映其經(jīng)濟性。從財務(wù)專業(yè)分析的角度考慮，應(yīng)通過利率將資金與時間的動態(tài)關(guān)系折算出來，如此計算的總成本具有統(tǒng)一的尺度和可比性。財務(wù)動態(tài)分析中常用的方法是年計算費用法，在整個項目壽命周期內(nèi)，按照規(guī)定的基準投資收益率，將全部年限所發(fā)生的現(xiàn)金流量折算成現(xiàn)值的方法。其公式如下：式中：W年值為供熱管道年均投資費用，萬元；A為資金回收系數(shù)；i為年利率；n為計息年數(shù)，萬年。計息年數(shù)取預(yù)制直埋供熱管道的設(shè)計使用年限，即30年，利率取為8%，則可得預(yù)制直埋供熱管道的年均投資費用。此年均投資費用與年運行費用相加，可得供熱管道年均總費用。年均總費用最小值對應(yīng)的管徑就是優(yōu)化配置管徑，年均總費用最小對應(yīng)管徑為φ1120*16。2.2管道支承件施工（1）在施工過程中需對管道支架的高度加以科學(xué)控制，其高度應(yīng)使管道保溫層與管道支墩表面的距離在3~5cm，管道支架的高度控制是為了避免管道在熱脹冷縮情況下，管道相對支墩位移時對管道保溫層的破壞，以實時監(jiān)測保溫層的熱脹冷縮情況。而在此過程中，對管道坡度的控制也極為關(guān)鍵，使管道中凝結(jié)水能夠快速排出。（2）管道支承件的安裝施工過程中，有關(guān)人員需保障每個滑動支架、吊架位置管道的熱膨脹量計算的精確性，進而在此基礎(chǔ)上進行安裝施工作業(yè)，在具體的安裝過程中，需將支架向固定支架方向偏移一定距離。（3）導(dǎo)向支架的安裝過程中，需嚴格遵守相應(yīng)的安裝規(guī)范。如果是波紋、套管等類型的軸向補償器，在補償時往往只允許存在軸向位移的情況，而在這種情況下，對于導(dǎo)向支架的安裝要求相對較高，導(dǎo)向支架能對管道橫向位移起到一定的限制作用，使補償器兩邊的管道對中更為精準。為了避免管道在多次出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象以后出現(xiàn)跑偏問題，有關(guān)的施工人員在實際的施工過程中需在旋轉(zhuǎn)補償器的附近進行相應(yīng)的處理，比如，每間隔一個支架增設(shè)“限制型導(dǎo)向支架”。（4）彈簧支吊架的安裝。對于管道安裝施工過程中蒸汽管道登高管較長的地方，立管的熱伸長也相對較大，為保障管道施工的安全性，相關(guān)人員在管道的安裝過程中就要進行彈簧支吊架的規(guī)范安裝。2.3溝槽基礎(chǔ)開挖在進行溝槽基礎(chǔ)開挖施工時，存在前期勘探工作落實不到位，施工時遇到阻礙物或破壞原有地下管線，以及超挖、多挖，不按地質(zhì)情況做局部調(diào)整，排水措施布置不到位導(dǎo)致積水等問題。這些問題的存在對于供熱管網(wǎng)工程施工的阻力明顯，對工期與施工進度造成的影響尤為突出。在某工程中，溝槽基礎(chǔ)開挖前，對開槽范圍內(nèi)的地上、地下障礙物進行現(xiàn)場核查，逐項查清障礙物的構(gòu)造情況以及與工程的相對位置，并在圖紙上進行詳細的對應(yīng)標明。施工嚴格按照甲方及有關(guān)單位提供的地下管線布置情況施工。白灰線放線工作要在溝槽開挖之前做好，為施工進行時使用挖掘機等機械做好線路的指引。在使用挖掘機等機械時，首先要注意的是不能出現(xiàn)超挖的情況，要確保開挖的高程在滿足設(shè)計要求的基礎(chǔ)上再留出200mm的余量。一般情況下，余量的清理工作不能使用機械，多依靠專人進行。除了要對余量進行預(yù)留，邊坡預(yù)留也十分重要，一般的坡度為1:0.3。進行碎石回填時，一般是應(yīng)對超挖或者溝槽不穩(wěn)定的情況，要注意保證碎石回填的壓實度。當溝槽底部為淤泥時，調(diào)增施工比設(shè)計高程深挖300mm，然后用碎石回填到設(shè)計高程。槽底高程的允許偏差為±20mm。預(yù)先設(shè)置臨時排水設(shè)施，防止出現(xiàn)積水，解決排水出路，防止地面水、雨水入槽。當管溝深度大于1.5m時，溝深每增加1m溝底寬度增加200mm，以確保管溝能夠具備良好的排水能力，實現(xiàn)良好的排水效果。在進行深開挖及軟土層的施工時，特別注意做好支護結(jié)構(gòu)，以防止塌落，在開挖全過程中對支護結(jié)構(gòu)不得隨意拆除和損壞，從根本上保證支護結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮作用。2.4管道母材、焊接方式與焊接材料的匹配性分析直埋供熱管道選擇焊接材料時以根焊采用“軟層過渡”和其余焊道采用“等強或高強度配合”為指導(dǎo)原則，焊縫金屬與母材的強韌性配合應(yīng)有相等或近似的強度，而且要保證足夠的韌性，而不是從化學(xué)成分出發(fā)選擇與母材成分完全相同的焊接材料。焊接材料的選擇是影響焊縫缺陷的重要因素，應(yīng)盡量選擇工藝性能良好的焊材。篩選出工藝性能良好的焊接材料對控制直埋供熱管道焊接質(zhì)量十分重要。熔敷率的大小影響著焊接速度，間接影響了管線安裝施工效率。所以從工程經(jīng)濟效益的角度來看，不同焊接方法應(yīng)選用不同的焊接材料。目前設(shè)計和運行中的長輸供熱熱水管道，大部分工程都選擇20#、Q235B鋼和L系列的管線鋼L290、L360等或Q345B低合金鋼，含碳量越低，屈服強度越高，塑性越好，焊接性能也越好。較高的屈服強度的管材價格較高，但可以減小管道壁厚，對直埋供熱管道總體造價影響不大。對于直埋供熱管道低碳鋼選用焊條，一般選擇高纖維素型或者鐵粉低氫型的全位置立焊焊接的焊條。選用的氣體保護焊、自保護電弧焊、埋弧焊須要用到的焊絲主要有實心焊絲和藥芯焊絲兩種。低碳鋼用的實心焊絲目前主要有H08Mn2Si和H08Mn2SiA兩種；藥芯焊絲主要有鈦鈣列系和低氫型渣系兩類，保護氣體目前主要采用的保護氣體有CO2和CO2與Ar、O2的混合氣體。對于焊劑的選擇主要考慮焊劑的類型、焊劑與焊絲的匹配特性、焊劑的冶金性能、工藝性能、粒度、含水量、機械夾雜物、硫磷含量。2.5關(guān)鍵部位壁厚加強一般泄水和放氣管采用無縫鋼管，壁厚比主管道的薄，承壓能力弱，工程實際中要注意增加泄水和放氣管的壁厚，并加設(shè)保護套管。對于重要直埋供熱管道支線、河底直埋供熱管線、頂管/拉管供熱管線或者危險性較大的工程作業(yè)供熱管線，為保障運行安全性，建議采用加厚2mm的管道。對于輸送干線和輸配干線設(shè)置的彎頭、三通等管件的壁厚，應(yīng)比同規(guī)格的主管壁厚2～4mm，利用彎頭自然張力進行補償?shù)亩嗖捎们拾霃?.5D、3.0D的成品壓制彎頭。三通采用成品加強跨越式三通，做好加固，如披肩式加強三通。結(jié)語近年來，隨著城市化的快速發(fā)展，熱力管道工程項目日益增多，這些項目施工的難度系數(shù)相對較高