直埋供热管道建设的优点及其施工对策

卢琦

（山西省安装集团股份有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

一直以来，其他国家尤其是北欧地区的国家已广泛应用了供热管道直埋敷设方法，而且在管道工程设计、施工以及管理等方面也形成了相对成熟的经验与理论。近些年来，我国加大了对管道直埋施工技术的研究与开发力度，同时也取得了极佳的进展并积累了大量的经验。相较于以往的地沟敷设以及架空敷设，供热管道直埋具备很多优势，接下来本文会详细介绍管道直埋敷设具备的优点，也会阐述其施工对策。

1 管道直埋具备的优点

最近几年，随着建筑行业的发展，直埋式供暖管线在中国供暖外管网施工中获得了应用，相比于以往的传统地沟铺设方式，直埋铺设不仅用地面积小，而且施工工期也很短，同时还具有养护工程量较小和使用寿命长等优点。

1.1 可将工程造价大幅降低

结合近些年来工程竣工统计的结算情况，双管供热管道使用高密茺聚乙烯进行保护层直埋形成的工程造价要比以往使用的管沟敷设方法节省20%。

1.2 可节约大量能源

如今，施工单位都是使用聚氨酯发泡塑料为供热管道的主保温层，由于该材质保温层的导热系数要低于常规使用的保温材料，所以直埋敷设产生的热损失要比地沟敷设产生的少，而且对煤矿等能耗也相对较少。

1.3 具有较强的防腐性，并且供热管道的使用寿命较长

在实际施工中，发泡工艺是直埋管道主保温层施工要点，其中聚氨酯能有效粘附于钢管表面，再加上聚氨酯属于一类高憎水性材料，所以其可有效隔绝空气与水，对钢管表面也能起到很好的防腐作用[1]。由于保温层使用的高密度聚乙烯等材质拥有较强的防腐绝缘性能以及机械性，所以施工单位只要确保其外壳不会破裂，便可防止空气中的水与氧分接触钢管外皮，在此背景下工程使用的钢管便不易发生锈蚀反应，再加上施工人员对管道内部水质进行的科学处理，管道的使用寿命便可大幅延长，通常情况下，直埋管道的使用年限可增长至50 余年，相较于以往使用的地沟敷设方法，管道寿命增长了4 倍左右。

1.4 占地少，能有效保护生态环境

通常情况下，直埋供热管道是由保温管加工厂家进行生产制作，它需要由施工单位运送到施工现场，再经过挖沟等操作埋进地下，所以在施工作业中施工单位只要在管道接头处开挖足够空间便可，这样施工人员便可落实焊接以及接头保温等工作，而这在很大程度上也会缩减工程用地。据统计，此操作可省去60%左右的土方开挖量，因为是临时埋设临时进行焊接与接头保温，所以施工工期也会节省一半，期间也无须使用砖块、水泥等建材，这样便可避免材料运输产生废气与尘土，对我国城市的生态环境也能进行保护。

从整体角度看，直埋供热管道不但拥有以往地沟敷设无法比拟的先进性，还有着较强的经济、社会以及生态效益。

2 直埋供热管道施工期间存在的问题

2.1 缺乏对工程情况的了解

众所周知，为了满足社会的发展并保证人们的正常生活，在城市道路之下铺设着很多管道，而施工单位在开展直埋供热管道施工前未充分了解工程所处的地质环境，致使施工期间常会碰到障碍物，这不仅会影响施工建设的进度，如若破坏其他管线还会对城市的发展运行造成很大的困扰。

2.2 施工工序的衔接问题

由于当下工程项目都是采用分包的形式进行建设，而因不同施工单位缺少沟通交流，这在很大程度上导致工程的施工工序无法有效衔接，就如开槽与管道焊接这两个工序，因为是由两个单位负责并依据各自的设计图纸进行建设，所以在管道挖掘位置以及深度等细节指标上易存在差距，这不仅会导致工程工序衔接不上，还有些单位因缺乏良好的管理，施工人员未按照工程标准进行施工作业，这在很大程度上也会影响整体工程的施工与衔接[2]。此外很多施工单位所用的材料质量也未达到工程标准，就如管道外层铺设的泡沫垫为例，一些单位在实际建设中未严格依照工程情况与建设标准选用泡沫材料，这不仅易使管道出现问题，进而影响到人们的日常供暖，还会降低工程建设的整体品质，从而为城市的发展带来不利的影响。

2.3 未依照施工图纸进行回填砂

据了解，一些施工单位为了快速加快施工进度并节省大量的施工成本，在施工作业中经常出现未按照施工标准与设计要求进行回填砂作业，在实际施工中这些单位会将原土壤甚至是带有尖锐石块的土壤直接填进沟槽内。受此影响，一旦管道开始运行，其应力水平会大幅度降低，而外护管的应力会过于集中，最终会使管道受到破坏。

2.4 保温层补口质量未达到施工标准

关于加热管保温层充填口，施工单位一般选用电热熔套对接，然后在电热熔套上钻孔进行发泡，在结束发泡工作后，施工人员还要使用热熔堵头将洞口封闭。但是在实际工作中，熔化堵头无法将直径为10mm 的发泡孔有效封闭，而且在管道运行作业中，这一部位还易发生破裂问题。

2.5 供热管道得不到全面的冲洗

在结束安装作业后，施工人员必须根据设计标准科学冲洗供热管道。如若施工单位对管道冲洗得不到位，将会有大量残留泥沙堵塞管路的换热器，这样不但会大幅度降低换热能力，还会造成一级供热管网的热能无法全部发出，而二级供热管网又没有足够的热量，在此背景下，供暖企业就不得不加强二级管网的循环水流量[3]。举例说明，某一直埋供热管道工程项目在投入使用后，在最先几个供暖期中，热力站的一级管网温差与预期设计存在很大差别，为了不影响用户的供暖生活，供热企业只能将二级管网循环水流量不断增加。通过这样的分析，呈现这种现象主要是受换热器卡壳的影响，然后拾掇换热器安置作业人员，并拾掇许多污垢，在加热期间和之后进行拾掇，热力站水平温差与原规划的供热管网根本一起，二次管网的循环水流量也减少了许多。

3 直埋供热管道的施工对策

3.1 做好放线工作

为了确保管道工程的施工质量，施工单位要合理落实放线工作，并做好深坑施工建设工作。在进行供热管道施工作业前，施工人员要解决沟槽问题并合理采用放线与建设方法进行施工，这样便可确保工程建设期间不会遇到其他管线，而工程建设的进度也能得到保障。

3.2 规范工作

在施工建设期间，建筑单位应尽可能安排同一施工单位进行作业，还要确保不同工种的施工能有效配合[4]。至于监理单位也要充分发挥自身的作用与职能，以此保证施工人员能严格依照工程标准与设计图纸进行作业。

3.3 泡沫垫选择

施工材料对工程建设有着极大的影响，所以在施工建设期间施工单位要合理选用施工材料，就如上文提到的泡沫垫问题，单位在施工期间要使用达到工程标准的泡沫垫，如若没有找到适合工程建设的优质泡沫垫，单位还可从管道入手，将管道弯头侧面沟槽的挖掘深度增加，这样也可避免管道受热胀冷缩的影响而损坏管道，工程建设的质量安全也能得到保证。管道施工所用的聚氨酯泡沫材料如图1 所示。

3.4 合理采购预制保温管

虽然供热管道直埋敷设具有很多优势，但要想促进工程施工的顺利开展，施工单位还要合理开展工程管理工作。首先就要合理采购预制保温管。施工单位在设计完施工方案后要安排专业技术人员全面调研保温管生产商，因预制保温管的制作工序简单，经济利润极高，所以我国现有的预制保温管厂家极多，期间也掺杂了很多质量未达到施工标准的材质，选用这些预制保温管不仅会影响直埋供热技术的应用，还会将市政管道工程施工的质量大幅度降低。所以在实际作业前施工单位要系统、全面的调研，在保温管材料进场后要严格检验管道的材质，对于未达到标准的管道材料不可应用到实际施工中。其次针对工程建设期间的过路穿越也要落实保护工作。在施工建设中直埋管需建设在道路下方，为了不影响公路的交通出行并保证所埋管道不会受到损伤，施工单位必须合理开展保护施工，如结合工程的实际情况适当采用加固方案，从而有效解决此问题。

3.5 严格按照施工图纸与要求进行回填砂操作

对预制直埋保温管回填砂工作来说，它具备了如下优势。首先，可大大下降预制保温管保温层的竖向荷载。关于预制保温管周围的回填砂层，也应接近保温管，坚持回填砂层不留有空地，无论如何夯实，砂层的密度都不发生变化。在供热管道直埋体系中，回填砂层刚度最大，土层刚度最小，预制保温管刚度适中。在这一过程中，施工单位可将保温管、砂层和土体的变形和受力简化成弹簧模型，在管顶荷载效果下，在各种刚性弹簧组成的影响下，最强的刚性弹簧将会发生最强的受力，在此背景下，管道四周的回填砂也可为钢管的垂直荷载提供有力的保护。

3.6 做好防水工作

要想提升保温层补口质量，施工单位就要合理开展防水作业。基于此，在实际施工中单位要确保补口过程中的管道端口不会浸入地下水，并且保温层要具有良好的干燥性。在落实补口保温工作前，施工人员要细致查看管道端头聚氨酯泡沫是否进水，若泡沫进水施工人员就要将进水的泡沫全面清除[5]。其次，电热熔套材料品质还要和保温管外护管的材质相一致，在具体施工中，单位可使用相同厂家生产制作的保温管外护管以及电热熔套等开展工作。最后在补口施工中施工人员还要借助电热熔套有效连接，再借助热收缩套合理密封，便可防止补口浸水。

3.7 合理安装阀门

因地下埋设的管道内壁轴向温度要远高于地沟敷设，如若安置在管路中的阀门设计不合理，极大可能会导致温度上升时造成管壁挤压或降温期间受拉而受到严重破坏。所以在施工设计过程中，施工单位要避免阀门承受大量管壁传来的轴向力荷载，通常情况下会使用补偿器来隔断阀门与管道，这样阀门所受的荷载力便会削弱。

3.8 三通加固

据实践发现，直埋管道的三通受力情况和地沟敷设存在很大的差别。在开展地沟敷设施工时三通主要受内压荷载的影响，至于直埋管道敷设三通不仅会受到内压荷载的作用，还要承受轴向压缩荷载，所以在施工建设期间施工单位要合理加固三通支管直径。首先施工单位要做好三通开孔区轴向刚度加强作业，由于直埋管道母管开孔区轴向压缩刚度降低会使三通强度变弱，所以施工单位要结合母管轴向方向合理安设刚性支撑板，期间可将支撑板设置在支管内，也可将其安置在母管外。此外，为了提升三通的应力集中适应能力，施工单位要确保三通管壁厚度超过常规支管，在加固完成后三通与支管强度便可保持一致。

3.9 固定墩并合理选择线路

由于管道固定墩有着较大的推力，为了将固定墩的承载能力大幅提高，施工单位可将固定墩形状改变，如设计成倒“T”形，之后便可将管子由此固定墩穿过，再用管道上焊接卡板进行固定。一起，在挑选直埋供热管道的线路方向单元时不仅要考虑工程量和市政规划等要素，还要将管道上设置的补偿器数量设置到最小。一般情况下补偿器会设置在直埋管道L 型管的两端，或者是在地沟以及直埋管道敷设方式的连接区域等。

4 结语

总而言之，一个高质量的直埋供热管道工程不但要进行精细设计、拥有良好的保温管质量，还要合理开展施工作业。因我国研究并发展直埋供热技术较晚，所以对于具体施工操作还要不断完善，只有这样供热行业的经济性、安全性才能不断提升。