谈大口径直埋供热管线施工要点

张　磊

(太原市热力设计有限公司，山西 太原　030012)

1　概述

供热管线直埋敷设具有节省用地、方便施工、热损失小、减少工程投资和维护工作量小等优点，作为现阶段的主要管道敷设方式在全国范围内已经普遍使用。伴随城市的快速化发展，目前投入运行的供热管线设计管径已达DN1 400，尽管热力管道直埋敷设理论在实际应用中不断发展成熟,但是对于大口径的管道直埋敷设在具体的工程实践中直埋敷设常会遇到各种各样的具体问题,从施工角度讲如何处理好这些问题对于整个工程来讲是非常重要的。本文以《城镇供热直埋热水管道技术规程》为基础,结合大口径供热管线施工经验，对供热管线直埋敷设安装工艺、流程以及关键节点技术方面进行了详细论述，进一步指导施工。

2　基本要求

所有的施工及验收应严格按照CJJ 28—2014城镇供热管网工程施工及验收规范执行，并应符合CJJ/T 81—2013城镇供热直埋热水管道技术规程的规定。钢管的焊接必须严格执行国家现行标准GB 50235—2010工业金属管道工程施工及验收规范、GB 50236—2011现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范和CJJ 28—2014城镇供热管网工程施工及验收规范。

管径DN≤200 mm，应选用无缝钢管，材质为20号钢，DN>200 mm，应选用螺旋缝焊接钢管，材质为Q235B，质量符合GB 700—2006碳素结构钢；钢管制作符合GB/T 9711.1—2011石油天然气工业输送钢管交货技术条件标准。

直埋供热管道采用工厂化的预制的直埋保温管，保温材料采用硬质聚氨酯泡沫塑料，保护层用高密度聚乙烯管壳，预制保温管及管件应符合CJ/T 29047—2012高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件。

3　开槽、回填与夯实要点说明

3.1　沟槽填砂

土壤直埋管道的重要组成部分，也是支撑管顶荷载的结构部分。周围填砂是影响预制保温管保温层寿命的重要因素，预制保温管密实填砂有着非常重要的意义。

1)减小土壤受力。通过实验室的模拟实验表明，预制保温管周围紧密填砂后，夯实不会影响回填砂的密度，但是预制保温管的保温材料随夯实机具、夯实强度不同会发生不同程度的变形。与预制保温管相比，土壤的变形更大。因此，填砂可以明显降低垂直载荷的作用，减小了管道受力，降低土壤垂直荷载。

2)压力平均作用。回填砂的反力角较大，有效的降低被动土压力。

3)防止载荷集中。回填砂使沟槽下挖深度加深，消除管道下方的不稳定因素，另一方面可以清除全部石头和硬块，使基底强度高、不易变形，管道沉降沿管道敷设方向均匀。

4)提高沟槽的回填质量。管道周边填砂可以防止硬质垃圾、大石块等受力时直接接触预制保温管外保护层，导致保护层的载荷集中而破坏。

3.2　沟槽回填

1)在管道沟槽回填前，必须对安装的管道进行检查。检查包括目视检查，具体为管道装配、接头、膨胀垫块和记录的竣工数据，比如管道尺寸和部件以及在图纸上标注的位置。

2)管线区域(沟槽底部和套管上部最小0.3 m的空间)应该用指定的材料回填。

3)施工要逐层地回填，每一层在后一层回填前要彻底的夯实。采用机械夯实时，每层回填厚度不得大于300 mm，然后夯实。采用人工夯实时，回填厚度不得大于150 mm。

4)在管道之间及其周围填砂，高出管道不得小于100 mm。这部分砂层要人工夯实，并保证砂层的合适厚度，这样能在管道周围起到充分支撑管道的作用。

5)回填土未超过管道顶部200 mm时，不得采用机械夯实。此时，管线区的顶部就只能用人工夯实或者浇水夯实。

6)回填过程中，要保证小心夯实管道周围的材料，使外套管和回填材料之间达到预期的摩擦力。

7)回填要避免回填材料的属性或夯实对管道和接头造成伤害。

8)回填材料应具有充分的承载能力，并且机械和水力特性要求应符合设计基本需要。在合适夯实机具夯力作用下，回填材料应具备能够被夯实的特点。

9)例如道路结构层的回填要求。

10)管线区与上部结构(例如道路)之间的回填层，称为承压区。承压区所用的材料和逐层施工方法，要符合管线上部结构的要求，像石块或岩石那样不适宜的材料就不能使用。上部构造层，即承压层与表面层之间的部位。施工应按市政道路的规定进行施工。

3.3　管道定位

1)在沟槽底部施工时，临时的支撑可使用枕木、砂袋或苯乙烯块，但这些支撑应能承受住充满水的管道荷载而又不损坏外护管和保温层。在管道回填前，支撑必须撤走。

2)当在沟槽的匀平砂垫层上放置管道和进行焊接时，要遵守焊接的相关规定。临时放置下去的管道，要留有足够的间距，最小不得小于300 mm，以保证正常的工作条件。

3)沟槽内的最终定位，对不大于DN150的管道，外护管之间的最小距离可为100 mm～150 mm，大于DN150小于DN700的管道最小距离可为150 mm～250 mm，超过DN700的管道间距要求在250 mm以上。

4)管道应设置在砂垫层上。垫层的质量要求与回填摩擦砂层相同。

3.4　管线断面工艺流程

当供热管槽已经开挖到设计要求后，相关部门需进行验槽，填砂到设计厚度，吊装下管。验槽重点注意沟宽度、深度、平直度、沟槽基地土质变化、目测基地承载能力的变化，必要时进行地勘。沟中预制保温管按《工业金属管道工程施工质量验收规范》《城镇供热管网工程施工及验收规范》以及《城镇供热直埋热水管道技术规程》等规范和设计要求进行施工，对口、焊接、焊口无损探伤、水压试验合格后继续按照设计要求进行分层夯实和回填，工艺流程见图1。

4　关键节点要点说明

4.1　保温接头做法

1)禁止紧贴穿墙套管做接头保温。排管时要注意。

2)接头保温前，预制保温管端头聚氨酯不能粘潮。接头沾潮后，内部水汽化，把口拱开。如果潮湿应烘干或切除。

3)推荐河道保温接头工艺采用套袖加热缩套。第一道采用套袖接口，发泡后(泡沫密度不低于50 kg/m3)常规方法封堵发泡和排气孔。再用冷缠带密封浇筑孔盖。然后做第二道防水处理。第二道采用热缩套(不是热缩带)，热缩套长度每边超出热缩套150 mm。热缩套和预制保温管接口环向再缠冷缠带。

4)推荐接头保温由预制保温管厂家专业队伍施工。

4.2　进水保温管的处理

聚氨酯保温层进水,进水的保温层供水管聚氨酯容易碳化失效。建议进水的保温管，切除进水保温段，露出干燥的聚氨酯为止；或者让厂家制定可行的去湿方案，达到预制保温管要求后方可使用，另外进水的保温管处理合格后作为回水管使用。

4.3　膨胀垫块

设计温度下，在管道系统的整个使用寿命之内，选择作为膨胀垫块的材料应该具有所要求的弹性、化学稳定性和需要的承载力。选择垫块的厚度，应要防止PE外套管的表面温度不得超过50 ℃。

4.4　焊缝加强

管道加强肋板的要求，加强板的尺寸300 mm(长)×10 mm(厚)×20 mm(高)和400 mm(长)×10 mm(厚)×20 mm(高)，进行长短交替加强，加强板间距不小于300 mm，加强板在管道环向焊缝附近100 mm(以焊缝为中心)范围内禁止焊接。

4.5　不同壁厚、不同厂家的同口径规格的管道禁止混用

在长直管道中同直径不同壁厚的管道，不同厂家的管道交替使用。混用时，需要采取加固定墩或者补偿器的保护措施。

4.6　小角度折角处的回填

在小角度折角处的外侧回填严禁采用膨胀块或者加宽回填砂的方法，应该把小角度折角外侧区域设置成硬区域，采用三七土回填或者浇筑混凝土等。

4.7　不满足埋深要求的管道保护措施

对不满足规范埋深的供热管道需要进行保护，保护措施有：加套管、加盖板、作空穴等。具体做法由设计院确定。

4.8　重要部位的管件和管道加厚

对于三通、变径、弯头、弯管等管件，在套管中敷设的管道，都应该采用比直管道加厚2 mm～4 mm的壁厚；对于重要分支管线，例如三通至分支阀之间的管道、河底敷设的分支管线、顶管或者拖管的管线，为提高其安全性，建议采用加厚2 mm的管道。

4.9　三通加强

采用预制三通，订货时要求厂家进行加强处理，例如披肩加强、肋板加强等。

4.10离建筑距离不满足要求的供热管道的处理

在一些街巷施工时供热管道距离建筑物或者构筑物的距离，不大于DN250的管线满足最小净距2.5 m。大于DN250的管道满足最小净距3.0 m。当不能满足要求时，应该采取保护措施，例如加套管，套管的长度要超出建筑物3 m以上，并考虑漏水后的导流问题，防止流向建筑物；还可以采取在保温管底部回填三七灰土和保温管与建筑物之间筑三七灰土墙，把水导流到合适的位置；或者此段采用钢套管的保温管。

4.11锚固段阀门要求

锚固段阀门最好不要设置阀门。对于设计安装在管线锚固段中的阀门，应确保这些部件能承受高的轴向压力和冷拉力。

直埋安装的预制保温阀门在设计时应当保证能够满足最低的维护要求。所有的保温部件应当满焊。

5　结语

近年来，供热管道直埋敷设技术日益成熟，其工程造价低、施工周期短、节约投资、使用寿命长等优点使得该技术在国内外供热行业得到了广泛的应用，尤其随着城市的发展以及人们生活质量要求的提高，供热工程的规模逐年递增，大口径供热管道的设计也越来越多，因此，研究如何提高施工质量，增加管网的可靠性和使用寿命显得尤为重要。

施工组织是将工程设计实际创造出来的过程，供热项目能否达到设计的功能指标、质量要求以及安全稳定的运行，关键在于施工组织是否合理，施工工艺是否精细，施工过程是否标准，本文对大口径直埋管道施工的节点技术问题进行了详细论述，指导业主单位及施工方合理组织施工，有效的避免重复返工、施工质量不达标等资源浪费现象；更加合理组织施工工序，缩短工程建设周期；提高施工质量，打造优质工程，保障供热安全。

参考文献：

[1]CJJ 34—2010,城镇供热管网设计规范[S].

[2]CJJ/T 81—2013,城镇供热直埋热水管道技术规程[S].

[3]王飞,张建伟,王国伟，等.直埋供热管道工程设计[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2014.

[4]王飞,张建伟.大口径预制直埋供热管摩擦系数的研究[J].建筑热能通风与空调，2006(12)：33-35.