基于直埋管道特性的室外热力管道施工质量研究

单丽娜　周宏伟

摘 要：随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，冬季供暖始终牵动着民生问题。我国地缘以温带气候为主冬季漫长，特别北方城市采暖供热是必须的生活条件，因此对供热管道的施工质量更加关注。

关键词：室外直埋热力管道；施工质量；研究

热力管道是采暖供热的主要载体，其施工质量一方面关系着管道本身的质量安全，另一方面关系着正常的供暖供热，保障着人们的生产生活。特别是在严寒的北方，一天没有暖气就无法生活。采取直埋式热力管道进行供热有许多优越性：一是直埋式管道受力均衡，不管是来自内部的热力压力还是来自外部的重力受压，都是均衡的，因此有利于保护管道质量，防止受压不均衡而产生的爆管现象。二是直埋式管道可以避免与下水道、自来水管道、天然气管道的交叉冲突，因为供热管道往往与这些管道交织在一起，若是采取直埋式就可以避免与这些管道交叉敷埋，一旦哪一种管道发生破裂就会影响其他管道正常运转，从而发生更大的安全隐患，处理起来也很麻烦。三是直埋式管道可以减少管道链接，缩减施工时间和施工费用，从而降低了管道安装的成本，有利于施工企业的生存和发展。而且维修方便容易查找热力管道的裂缝，降低了供热管道的危害保障了人们的生产安全。

1 室外直埋供热管道的受力分析

做好热力管道的施工质量首先应分析直埋供热管道的受力情况，只有准确把握管道受力情况，才能找到影响管道质量的因素，从而才能提高施工质量。供热管道受力来自两方面的因素：一是管道内部的受力，供热管道内部不管是汽暖还是水暖，都要承受汽暖和水暖的冲击力，温度的压力，这就需要供热管道质量过关，能承受起这两种力的影响，管道质量过关才能保障施工质量。二是管道外部的受力，主要是管道重力和覆土的压力影响，这两种力也是对管道质量的考量，也是反应施工质量的因素，如管道铺设不平在重力的影响下直埋管道就会发生断裂现象，所以受力平衡才能保障供热管道的安全，同时也反映出了施工质量好坏。

2 直埋热力管道的特点

2.1 滑动导向支架形式

滑动导向支架一般都是“钢套钢”形式的，通常情况下从里到外的顺序分别为工作芯管、滑动导向支架、玻璃棉层、空气隔热层及钢外护管。在工作状态下，芯管温度会受热气温度的影响变高，但是钢外护管的整体温度大都处于40℃左右，若内芯与外管是一体的化会产生极大的内应力对管道造成破坏。使用滑动导向支架形式后，使芯管能在外管内有一定幅度的滑动空间，将由于温差而产生的内应力基本抵消。

2.2 热力直埋管道的固定方式

2.2.1 内固定。即内外管道间的固定，内管因为管道的自身结构固定在了外围保护管上，在工作过程中可以利用外围保护管道的高硬度、高强度及其与外部土壤产生的摩擦力来完成对内管的固定工作，节省了建筑材料。只有在使用的保护管为钢质管的情况下才能使用内固定方法。

2.2.2 外固定。即工作芯管与外保护管同时被固定，想要以这种方式完成固定，需要在每一段管道和补偿器的两边设立两个大型的钢筋混泥土搭建成的墩架。“塑套钢”及“玻璃钢套钢”的保温结构必须采用此种方式来完成固定。

3 热力管道室外施工实例

以某市的热力工程为例，该市预备利用市区化肥厂生产过程中产生的过热蒸汽作为热源，将蒸汽通过DN500的螺旋焊接式的钢管输送至换热站，通过换热站内部的热交换器来实现将热蒸汽转化为热水为市区居民提供供暖。用以输送蒸汽的螺旋焊管为该工程的施工方所购买，在购买后由保温厂家实施保温，然后运输至施工地点由施工单位实施管道安装。该热力管道补偿器采用的是只具有单一的轴向补偿功能的波纹管补偿器，并以25米为间隔设置固定支架。中间两个补偿器之间的距离为20米，在固定支架的中间还设置了一些混凝土滑动支架。固定支架是在临时浇筑的钢筋混凝土基础之上搭建而成，在供气主管道上还有一些阀门井，阀门井内设有疏水阀，在管道正常工作时热力公司负责及时使用潜水泵抽出其中的凝结水。

3.1 施工过程中出现的相关质量问题

该工程施工在4-10月，为当地的雨季，且该项施工在市区内进行，对市区的交通及居民的日常生活带来很大的不便，所以施工方实施的是边挖边装，边装边填的施工方式将影响控制在最小范围内。该单位在施工过程中发生了这些质量问题：（1）施工期间实施管道试压的过程中，波纹补偿器产生了轻微的变形，管道整体出现了横移。（2）由于天气即将下雨所以在实施回填时，施工人员在安装补偿器后未安装好固定支架便匆忙开始了试压工作，导致补偿器过度拉伸损害了波纹补偿器。（3）在管道的预热过程中，管道内部的水产生了强烈的波动，管道也随之产生了跳动。（4）在清洗过管道并通过检验得知其中无杂质之后，仍然在管网发现了若干固体杂质。

3.2 上述质量问题出现的原因及解决方案

3.2.1 安装方式错误。该施工单位在管道和补偿器安装过程中采用的是边挖边装，边装边填的方式，把管道一根一根的往前接，补偿器也是如此，这样就造成对用户管道支架的位置调整不能做到最佳，管道安装时弯曲度偏差大。在实施试压过程中由于产生了一定的膨胀，管道横向位移。正确的做法是，将补偿器的安装工作放在后面，将管道整体安装完成后，保证管道整体的同心度符合相关规定及固定支架的安装足够坚固。等到上述步骤完成后在管道上标明补偿器安装的定位中线，根据所使用的补偿器具体长度画出补偿器的安装边线，在对管道实施切割并在处理过切口之后安装补偿器。补偿器在安装过程中要使用临时支架予以支撑。

3.2.2 施工人员专业知识不足。对于补偿器的伸缩性没有一个清晰的概念。补偿器安装的作用就是利用其伸缩性实现对管道产生热胀冷缩时予以补偿。所以在需要试压时若该管道系统已安装了补偿器，就要先按照管道图纸的设计方案，完成固定支架的安装工作，对补偿器的伸缩度给予一定的限制，再实施试压。

3.2.3 工作人员操作失当。在进行暖管工作时阀门打开太大，导致管道中瞬间涌入了大量蒸汽，并产生了过多的凝结水无法及时排除，在管道内回荡产生水击并引起了管道的剧烈跳动。这种情况极易造成管道或阀门破裂，影响整个管道系统的安装进度。正确的做法是在启动管道暖管工作时缓慢开启蒸汽阀门，使蒸汽逐步进入管道并产生一定量的凝结水，凝结水在水蒸气的推动下管道深处流去达到暖管的目的。在开始暖管之前要对疏水阀的状态予以确认，保障疏水阀在暖管结束后能做到排出凝结水。

4 结语

总而言之，室外直埋热力管道施工是一项综合技术强、质量要求高的工作。施工单位的工作人员必须在施工之前对整个工程的特点、技术要求、难点重点以及施工规范标准牢牢掌握，并且要制定真实可行的施工方案、应急方案等，这样才能全面管控好施工质量，保证工程顺利完工。

参考文献

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[2] 杨宁.室外直埋热力管道施工质量问题分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（）.

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