“钢套钢”直埋蒸汽管道施工技术

朱 亚 东

(平煤神马建工集团有限公司，河南 平顶山 467000)

“钢套钢”直埋蒸汽管道施工技术

朱 亚 东

(平煤神马建工集团有限公司，河南 平顶山 467000)

重点介绍了外护管滑动法安装“钢套钢”直埋蒸汽管道的工艺原理、施工流程及操作要点。并与传统施工方法进行比较分析，结果表明，该技术安装工期短，应用效果好，降低了工程造价。

“钢套钢”直埋蒸汽管道,外护管滑动法,导向支架

1 概述

近年来，我国城市集中供热规模不断扩大，直埋蒸汽管道施工技术在我国城镇集中供热管网中大量应用。CJJ 104—2005城镇供热直埋蒸汽管道技术规程及CJ/T 200—2004城镇供热直埋预制蒸汽保温管技术条件等行业标准相继发布。在各种类型的直埋蒸汽管道中，“钢套钢”结构更能有效的保证蒸汽管网的安全运行。

我们在“钢套钢”直埋蒸汽管道施工中，利用“钢套钢”导向支架保温管道的工作管与外护管可以相对滑动的特点，在传统施工方法的基础上，创新了导向支架保温管的施工方法——外护管滑动法。该技术在改善外护管防渗质量和加快施工进度方面效果显著，技术先进，取得了明显的社会效益和经济效益。

2 工艺原理

“钢套钢”管道，指内工作管与外护管组成为一体的管道，外护管保护工作管的正常运行。其支架型式根据管道的位置及用途的不同，分为固定支架、滑动支架和导向支架三种。

在弯头、折角等改变方向管件连接的直管段中通常使用导向支架。导向支架用于限制工作钢管在外保护层钢管中的移动空间，防止工作钢管的径向位移，使工作管只能沿着管道轴向自由伸缩。导向支架结构及“钢套钢”导向支架保温管详见图1。

传统“钢套钢”外护管组对焊接方法：加工一段与外护管规格一致、接管尺寸相等的钢套管，沿管道轴向均匀割成两半，将边缘打坡口，然后与安装好的外护管进行组对焊接。

外护管滑动法：利用“钢套钢”导向支架保温管工作管与外护管可以相对滑动的特点，安装时滑动外护管进行组对焊接，与传统施工方法相比减少了外护管焊接工作量的1/3以上。在预制“钢套钢”导向支架保温管时将工作管一端长出外护管200 mm～300 mm并加设临时支撑，工作管焊接完毕后对焊缝进行X射线探伤，检测结果合格后对焊口进行防腐保温处理，然后拆除临时支撑，使用手拉葫芦等机具滑动外护管进行组对焊口。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1施工工艺流程

施工工艺流程为：

管沟定位放线开挖→沟底铺设砂垫层→管道预制、布管→“钢套钢”管道安装→管沟回填→管网系统试压吹扫→试运行。

3.2操作要点

3.2.1管沟定位放线开挖

管沟定位应由测量人员根据设计图纸并结合施工现场地形条件，对管沟进行定位放线。在管线方向改变处设置转角桩，在变坡点打水平桩。转角桩、水平桩测量应准确无误，载地应牢固，载桩处设置明显标志。管沟开挖一定深度后，打腰桩或斜度板控制管沟开挖的尺寸。

开挖过程中应进行中线、横断面、高程的校核，要求管沟断面尺寸准确，沟底标高符合设计要求，沟内无塌方，无积水、无杂物，转角符合要求，避免超挖及二次开挖。

3.2.2沟底铺设砂垫层

当管沟底部地基松软时，沟底应进行夯实处理或浇筑100 mm厚混凝土垫层。沟底为重湿隐性土质时，应铺垫碎石并夯实；沟底为岩石层时须铺垫不少于200 mm厚的砂土层。

3.2.3管道预制、布管

“钢套钢”预制保温管道为组合管道，管道在运输及安装施工时方向应正确。施工中在“钢套钢”保温管道正上方焊接吊耳便于吊装及管道方向找正。利用计算机技术对现场管道进行模拟排列布置，依次对管道焊口进行编号，并绘制出布管简图，管道运至施工现场按图排放。根据运输、现场情况及工艺条件，宜将管道及管件焊接成预制管组，使用专用吊具进行吊装，吊装过程中不得损坏管道。

3.2.4“钢套钢”管道安装

管口坡口修正→工作管组对焊接→工作管焊口X射线检测→分段充水试压→临时支撑拆除→焊口防腐保温→滑动外护管→外护管焊接→外护管超声波检测→焊口防腐。

1)根据设计要求的管径、壁厚和材质，进行钢管的质量检验，矫正管材的平直度，整修管口及加工坡口。

2)采用氩弧焊打底，电弧焊夹层、盖面的焊接方法。

3)工作管的焊接质量对直埋蒸汽管道的安全运行至关重要，焊缝万一发生泄漏，会造成全部保温材料失效[1]。因此要求对焊缝进行100%X射线探伤。

4)按设计要求分段进行严密性试验和强度试验。

5)拆除工作管与外护管之间的临时支撑，保证管道运行过程中能自由位移。

6)工作管焊口保温完毕，在外护管焊口处使用0.3 mm厚100 mm宽白铁皮保护保温层，避免外护管修口、焊接时损坏保温层。

7)外护管滑动采用手拉葫芦配合吊车，将需组对管道轻微吊起离开地面，依靠手拉葫芦调整外护管进行组对焊接。外护管具有连续密封、防水、防腐等功能，是保证保温结构完好及绝热材料性能稳定的重要屏障。外护管一般按0.6 MPa压力等级焊接，并进行超声波探伤，以保证焊缝的严密性和强度。

8)外护管焊口和预留未涂刷部位进行防腐。

3.2.5管沟回填

土方回填应分层夯实，管底及两侧和管顶上部200 mm范围内不得有直径大于100 mm的块石或硬物，胸腔部位的回填土密实度不应小于95%，管顶或结构顶上500 mm范围内的回填土密实度不应小于85%，其余部位按原状回填。管道接头工作坑部位回填可采用水撼砂的方法分层撼实。管顶500 mm范围内应轻夯夯实，确保管道完好。

3.2.6管网系统试压吹扫

进行管网系统水压试验，试压时缓慢进行升压。压力达到要求的试验压力时，稳压观察10 min，管网无异常现象时，将压力降至严密性试验压力，保持恒压30 min，管身无破损及漏水现象，压力表指针又无变化，可判定系统试压合格。

试压合格后应及时进行系统吹扫，彻底清除管道安装和试压过程中残留的熔渣、锈质、污物。吹扫前先暖管，暖管速度不宜过快并应及时疏水。暖管一般不少于4 h，这个过程要分阶段进行，温度每升高到一个设定值后，要保持恒温一段时间，使保温层内的水分能够沿排潮口顺利排出，暖管过程中会有大量的凝结水集结，必须开启疏水装置排净集水。暖管合格后方可开启阀门进行吹扫。吹扫口的朝向、高度及倾角要根据场地情况来定。吹扫口要进行临时加固处理，根据管径及压力大小，选用合适型号的槽钢，制作成三角架进行加固。调压设施不得与管道同时进行吹扫，应完全拆除或隔离[2]。

3.2.7试运行

试运行前，管网系统各种设备、设施、仪表应完好无损，阀门灵活可靠，疏水系统畅通无阻；直埋管道覆盖土层无塌陷，井室无积水、杂物，井盖完好，阀门操作灵活可靠，排潮管畅通无堵塞。系统试运行前先暖管，暖管分阶段进行：先主干管，后支干管。暖管过程应缓慢、平稳。暖管开始时，打开疏水阀，缓慢开启供汽阀门。首先在蒸汽压力0.1 MPa下暖管30 min，检查暖管期间，管道、阀门、管件是否正常；发现异常，应停止暖管，及时处理后，再进行暖管操作；若无异常，再提高蒸汽压力至0.2 MPa，暖管1 h。暖管时管内蒸汽温度应在150 ℃以下，暖管时间长短以排潮管不排汽为宜。暖管过程中，若排潮管排汽量较大，稳定24 h后仍有增无减，应停止暖管，检查泄漏点，经处理后方可重新启动。暖管结束，再提高蒸汽压力至0.4 MPa，保持1 h，如无异常，升压至0.6 MPa，仍保持1 h。若无异常，关闭疏水阀，供汽参数调至设计要求后连续运行72 h[3]。

4 效益分析

4.1社会效益

直埋蒸汽管道减少了占地面积，节约了耕地。“钢套钢”蒸汽管道直埋敷设与地沟敷设方式相比，管道热损失可减少15%左右，比架空敷设约减少40%[4]，而且“钢套钢”直埋管道省去了地沟的维护费用，不影响城市环境。

4.2经济效益

与传统施工方法相比，该施工技术在每个“钢套钢”外护管组对焊接中减少了一道焊口的作业量。以φ920×φ478的“钢套钢”保温管道为例，每处外护管碰口节约人工费26.2元、节约材料费30.38元、节约机械费81.58元，千米“钢套钢”管线84处导向支架管道焊口可节约工程费用11 605.44元。

5 结语

外护管滑动法施工“钢套钢”直埋蒸汽管道在四矿热电厂至三矿蒸汽管网、四矿热电厂至一矿医院蒸汽管网、坑口电厂至十一矿蒸汽管网和田庄选煤厂集中供热工程中均有成功应用。与传统施工方法相比，该法可以减少“钢套钢”外护管焊接量的1/3以上，在大幅度提高外护管防渗质量的同时有效缩短施工工期。该技术在“钢套钢”导向支架保温管的安装，以及穿越铁路、公路、河道的地下管道工程中利用顶管技术形成过路套管后的穿管施工中具有很高的推广价值。

[1] 王卫东.直埋“钢套钢”蒸汽管道施工监控要点[J].市政技术，2007(1)：18-20.

[2] 林展翼.直埋蒸汽管安装的要点[J].广东化工，2007(9)：124-126.

[3] 中国建筑工业协会.现行建筑施工规范大全[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[4] 崔跃建.高温蒸汽管网直埋技术的应用[J].石油工程建设，2002(5)：31-32.

“Steelsetofsteel”directlyburiedsteampipelineconstructiontechnology

ZhuYadong

(ChinaPingmeiShenmaConstructionGroupLimitedCompany,Pingdingshan467000,China)

This paper introduces the protection pipe outside sliding method installation “steel set of steel” directly buried steam pipeline principle of process, construction process and key operation. And with the traditional construction method for comparative analysis, the results show that, the technical installation period is short, application effect is good, reduce project cost.

“steel set of steel” directly buried steam pipeline, outer security tube sliding method, guide bracket

1009-6825(2017)28-0091-03

2017-07-21

朱亚东(1982- )，男，工程师

TU995.2

A