市政热力管道施工技术

2012-08-15

山西建筑 2012年22期

(陕西建工集团机械施工有限公司，陕西西安 710032)

0 引言

随着城市化进程的加快，城市空间承载的人口压力、物质压力、消费压力也在迅速上升。中国，作为一个后起的向城市化迈进的国家，在城市现代化的道路上更是“路漫漫其修远兮”。作为城市功能的依托，市政工程担负着城市这个大生物体命脉的角色，市民日常生活所需的物质能源，通过市政工程中的各种建筑物、构筑物以及设备，源源不断地输送到市民生活中。随着我国城市与世界的接轨，与发达国家在城市建设上的差距也愈加清晰地展现在我们面前，这也督促着我们要“上下求索”，在市政工程中探索出更优方案。

1 集中供热工程施工组织设计方式

在西安阎良国家航空高技术产业基地，因为该工程的道路只需要穿越较少道路的局部，其他施工地处于可开挖地段，且目前不少单位对500 mm左右的供热管道采用直埋敷设的方式，已经积累了一定的经验，所以该工程决定对管道采用直埋敷设方式。相对于有沟敷设，该设计有效地避免了与电力、通讯、上水、下水、煤气等多种管线以及地下构筑物发生矛盾，更有效地解决了因热力管道占地尺寸较大而造成的成本造价过高的问题。相对于热力管道的架空敷设，直埋敷设在造价上有较大的优势。

直埋敷设中对于补偿器的处理方式又分为有补偿敷设和无补偿冷安装两种。相对于后者，有补偿敷设需要设置补偿器和固定支座，供热管道的轴向应力较低，是比较成熟的一种敷设方式。考虑到该工程的重要性，该设计选用有补偿直埋敷设的方式。

2 热力管道施工阶段技术分析

2.1 施工准备阶段

1)全面熟悉施工图纸、资料和有关文件，参加业主组织的设计交底和图纸会审，注意设计与现场是否一致、图纸尺寸、高程、工程量等有无差错、遗漏和矛盾，并作好记录。

2)根据设计文件、现场条件、各工程的施工程序及相互关系、工期要求以及有关定额等在工程正式开工前编制详尽的施工方案。其中施工总平面图与现场的地形地貌相结合，临时工程设施与永久工程相结合，临时排水等不损害邻近建筑物、水利设施等，做到布局合理，便于施工及使用。

2.2 施工阶段

管道安装流程为:沟槽开挖→基础施工→接口工作坑开挖→管道的安装、连接→阀门及补偿器的安装→灌水浸泡→管道试压→冲洗、消毒→回填。

2.2.1 沟槽开挖

1)沟槽开挖的关键是确定开挖宽度。确定槽底最小开挖宽度(管沟开挖沟底宽加两侧外放20 cm工作宽度)，根据槽深及开挖坡度确定上口开挖宽度。

2)沟底土基要保证其强度和稳定性，机械开挖到底时预留20 cm采用人工开挖。

3)沟槽开挖时应选择一侧堆土，以保证回填用土，余土直接外弃。

2.2.2 基础施工

土方开挖到设计高程后，打腰桩测量整平原土夯实，经验收后做3∶7灰土垫层。经监理工程师检查合格后再铺设砂垫层，砂垫层铺设检查合格后方可进行管道安装。

2.2.3 开挖接口工作坑

为方便接口施工，按每根管材长度确定工作坑开挖位置，在接口位置人工挖深挖宽25 cm～30 cm，待接口施工完毕后再回填中砂。

2.2.4 管道安装

螺旋缝钢管及无缝钢管运到现场后，首先根据设备及管件的位置进行排管，并将每根钢管的具体长度在现场测量好，标注排列位置和具体尺寸。采用吊车下管，下管过程中用尼龙吊带进行吊装，下管之前对每根管子再次进行目视检查，以防把不合格的管子下入沟内。机械下管时距沟缘应大于2.5 m，在每根管子下沟前清除管内杂物。

2.2.5 管道连接

直埋敷设管道的直管段，要特别注意管道轴线的位置正确，管道坡度、供回水管间距、折点、附件的位置都应符合设计规定。在管子对口前，应先找好管口，这样能使对口焊接的管道直顺，避免发生坡度不一、管道折曲等现象。管道焊接就位时的偏差应小于2 mm，目测下不能出现明显的起伏曲折，管道调直后的状态为自由状态。

2.2.6 阀门及补偿器的安装

其安装应以操作方便为目的，在操作平台或地面上的阀门，离操作平台或地面的高度应为1100 mm～1200 mm(特殊情况除外)。安全阀安装时应注意其垂直度。

在管道弯曲部件的转角大于150°时，可以选择自然补偿装置，其拐弯处不应用法兰连接，最好的连接方式为焊接。当热管段弯曲部件补偿能力不足时，应在管道中设置补偿装置。

根据补偿器的补偿能力，采用固定支架划分段落，在每段管道设置一个补偿器，通过补偿器来抵耗管道的热胀冷缩，防止产生应力。当DN＜150 mm时，常选用波纹补偿器。当管道所需补偿量较大时，可选择方形补偿器或者套管式补偿器。补偿器在安装时，为保证其能正常工作，都应在补偿器两侧设导向支架;另外需注意其方向性和补偿器中心线与连接管道中心线的一致性。方形补偿器在组对焊接时，焊口的接缝应该留在两个垂直臂的中心位置。

2.2.7 灌水浸泡

管道灌水浸泡时间不少于48 h，在灌水浸泡时随时检查预留口、管接口是否渗水、漏水。如发现渗水、漏水，应及时处理。

2.2.8 管道试压、冲洗、消毒

1)试压。通过增加管内水压，对管道的强度和严密性进行检查。a.严密性试验。首先将管道冲水12 h，保持管内水压为0.35 MPa，2 h内检查各个部位有无渗漏或者其他不正常现象。为保持管内压力，试压时可向管内补水，若在严密性试验中2 h内没有渗漏现象则为合格。b.强度试验。严密性试验合格后进行强度试验。管内试验压力不能大于设计工作压力的 1.5倍，不宜小于0.5 MPa。每当压力减小0.02 MPa时，向管内补水。若漏水量不超过规定的允许值，则试验管段强度试验合格。当试压过程发现泄漏时，不得带压处理，消除缺陷后，应重新进行试验。2)冲洗。为保证管道清洁，需要对刚安装好的管道进行冲洗消毒，消除无机以及有机杂质。冲水过程中应严格控制水压和水流速度，水速一般应大于1.0 m/s，应连续冲洗，直到出水口流出水的色度、浊度与入水口处冲洗水色度、浊度相同为止。3)消毒。一般采用含氯水浸泡的方法进行管道消毒。含氯水应该充满整个管道，氯离子浓度不应低于20 mg/L。管道被灌注含氯水后，把所有阀门关闭，再浸泡24 h，冲洗到水质取样化验合格为止。

2.2.9 回填

在管基混凝土和接口养生期满，经水压试验合格后才能进行土方回填。

1)回填土应分层夯实，不得含有碎石、砖块及其他杂硬物体，一次回填高度宜为0.1 m～0.15 m，先用细砂或细土回填管道两侧，人工夯实后再回填第二层，直至回填到管顶以上0.5 m处，沟槽的支撑应在保证施工安全情况下，按回填顺序依次拆除，拆除竖板后，应以砂土填实缝隙。

2)管道试压前，管顶应回填大于0.5 m厚的土方，管道接头处0.2 m内不回填，便于进行试压观察。

3)管道试压合格，应尽快将水灌满，方可进行大面积回填。

3 施工过程中的常见问题及预防措施

热力管道常出现的主要问题是严密性和强度不合格。在保证管道材料合格的前提下，管道焊接质量直接影响热力管道的工程质量。

主要预防措施:

1)选择合适的焊接材料。2)焊接工艺上应注意:a.管节焊接前应先修口、清渣、管端端面的坡口角度、钝边、间隙。b.尽量利用多层焊法以改善接头质量。c.根部焊缝应焊得肥厚一些，且焊接过程中尽量不中断。d.根部焊完以后，检查有无裂纹，若有，及时彻底清除。e.表层焊接不可有咬边现象，若有，需要补焊。f.当焊接温度低于0℃时，焊接前要对所有钢材的焊缝处100 mm范围内加热预热到15℃以上再进行焊接。