复杂地质环境下大直径长输供热管道施工技术研究

祝福会

（山西省安装集团股份有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

供热管道根据安装形式分为架空敷设、直埋敷设、地下管沟敷设、管廊敷设4 种形式。复杂地质环境下大直径长输供热管道因线路长，经常涉及穿越道路、河流、线路等复杂地质，为此，经常采用架空+直埋敷设，本文针对架空和直埋敷设中涉及的施工技术进行产生阐述，确保大直径长输供热管道施工质量。

1 供热管道安装施工的形式

1.1 架空敷设

首先，架空敷设可以有效避免地下管道被挖掘和施工所带来的影响。传统的地下敷设方式需要进行大量的地面开挖和施工，不仅浪费时间和人力，而且对周边环境和建筑物产生了不小的影响。而架空敷设则不需要进行大规模的地面开挖和施工，可以有效减少对周边环境和建筑物的影响[1]。

其次，架空敷设具有更好的抗压能力。由于地下管道需要承受地面的重压和压力，因此容易受到地震、地质变化等自然条件的影响。而架空敷设则可以将管道悬挂在空中，避免了受地面压力的影响，使管道具有更好的抗震和抗压能力。

1.2 直埋敷设

在城市供暖系统中，供热管道的敷设方式多种多样，其中直埋敷设是一种比较常见的方式。直埋敷设是指将供热管道埋在地下，直接连接到用户的采暖设备。它的主要优点是节约空间和美观大方，同时也能够避免管道破裂的风险。

然而，直埋敷设也存在一些问题。首先，由于管道埋在地下，如果管道出现故障，修复难度较大，维修成本也会较高。其次，直埋敷设还需要考虑地下管道的安全，如何避免管道与其他地下设施的干扰也是一个需要解决的问题。

针对这些问题，供热企业需要采取一系列措施来保证直埋敷设的安全和可靠性。首先，应该选择质量可靠的管材和连接件，保证管道的使用寿命和安全性。其次，应该加强对管道的日常检修和维护，及时发现和处理管道故障，避免出现更大的问题。最后，在进行管道敷设时，要充分考虑地下管道的安全情况，避免与其他管道或地下设施发生干扰，确保供热管道的安全和稳定运行。

1.3 地下管沟敷设

从供热管道的角度来看，地下管沟敷设是一种非常有效的方式。首先，地下管沟可以保护供热管道免受恶劣天气和外部环境的影响，从而延长管道的使用寿命。其次，地下管沟可以避免供热管道与其他地下设施（如电缆、排水管道）发生冲突。最后，地下管沟可以减少管道敷设对地面交通和人行道的影响，从而降低城市建设和维护的成本。

但是，在实际的敷设过程中，地下管沟也存在一些问题。首先，地下管沟的施工需要占用大量的土地和人力资源，如果施工不合理，会对地面交通和周围居民的生活造成很大的影响。其次，地下管沟中的供热管道需要定期维护和检修，如果管道故障需要进行维修，会对周围环境造成一定的污染。最后，地下管沟的敷设需要考虑到不同地质条件下的影响，如果地质条件不稳定，可能会导致管道的故障和漏水等问题。

1.4 综合管廊

通过运用综合管廊来完成安装工程，这样就能使管线和管道更加的井然有序的排列，城市道路和交通也能够正常的运转，但是唯一的不足就需要投入的施工成本过高。

2 复杂地质环境下大直径长输供热管道施工技术要点

2.1 测量放线施工

施工过程中应该考虑建筑单位的图纸的设计，应该按照实际的数据方案开展，从而采取规范性的工程研究措施，提高整体的工程质量。根据测量要求，对相关数据进行测量，确保与实际要求的数据内容相符。因此需要通过控制当前的数据测量的科学方式，加强相关数据信息的科学处理，采取更加规范的处理方式，进行相对系统的研究处理，加强整体的管理措施。根据施工特征，将管线的起点、终点、以及相关的折点等方面，进行稳固，从而确定地面的定位，进行准确的信息标记。因为实际的工程测量存在一定偏差，所以应该重视后续内容的测量，尽可能减少数据偏差，从而进行规范的设计，采取科学的处理方式，加强管线定位，以便解决地下的物障，在实际施工过程中，减少冲突。设计单位和施工部门需要进行相互协调，根据现场具体情况，及时地进行图纸的调整和变更。工程进度在落实以后，也要对管线的位置进行确定。通过加强管线相关内容进行确定，预留分支，直埋补偿器由于没有参照物，所以在实际的施工建设时，需要提前进行管线的了解，并且进行数据的测量。

2.2 开挖

在施工前期，需要对施工位置所挖的沟槽进行勘察核实，保证地上和地下施工现场的检查处理，逐渐清除障碍物，保证工程能在安全的情况下开展。在开挖的过程中，一定要注意对地下情况的勘察，如果一旦发现文物，需要及时采取保护措施，及时报告领导，联系相关的部门进行有效处理。以及与供水、排水、燃气、电缆等地下管道各单位之间的协同配合，科学的处理当前的各项工作内容，加强系统的科学处理保护。工程在实施时，应该根据施工环境的情况进行施工，提高工程的实际工作效率。通过沟槽的深入挖掘，以及地基结构的处理，展现出当前工程施工的技术处理方式。按照工程的数据信息进行有效处理，加强对当前环境的进一步了解，采取符合要求的设计方案，开展工作。沟槽土方开挖前，应组织项目相关人员进行施工方案的编制，并进行论证审批，方案通过后进行开挖。

2.3 长距离套管顶进（中继间）施工

结合施工情况，在顶进过程中，必须设置中继间分段接力顶入，当阻力超过容许总顶力时，需分多次进行，直至达到顶进距离。前壳体接前接管，后壳体接后接管，两壳体之间采用承插式的方式进行连接，并用橡胶止水带将两者密封，使管道外的泥浆不能倒流进入管道内[2]。

通过利用顶进计算及计算管道土体摩擦力，确定中继间数量和在轴线上的安装位置，并将顶力设计值的70%～80%作为设备顶力使用的预备力。在主顶油缸推力达到中继间设计推力的40%～60%时，安置第一级中继间，每在推力达到设计推力的70%～80%时，安置中继间，且在达到中继油缸推力80%时起动。本施工段每台接力装置设20 只千斤顶，顶力为50t，沿圆周均匀布置千斤顶。千斤顶的行程为30cm，在前壳上固定一个扁铁制成的扣件。精加工钢外壳结构，确保其在使用过程中无变形现象。中继间壳体的外径与管节外径相同，能减小土体扰动，减少地面沉降与顶进阻力。

2.4 管道安装

（1）管道吊装。以穿越河流的直埋管道中最重的单件为12m 长的DN1400mm 管道为例，壁厚18~20mm，单件重量8.75~9.87t。考虑到该河段吊装环境较差，为保证吊装安全方便，管道吊装采用75t 履带吊。由于管道质量较大，为防止损坏聚乙烯外护管，有必要使用软吊带进行绑扎，并在吊装就位前检查确认其牢固性[3]。

（2）管道组装焊接。考虑到综合因素的影响，为了尽快完成该河段的施工，管道的组装和焊接全部由两人进行。坡口应在20mm 范围内打磨，并清除铁锈等杂物，不得有裂纹、夹层等缺陷。对齐工具用于快速对齐。本段施工属于现场作业，焊接过程中应采取防风防潮措施，确保焊接质量。施工当天或停工期间，需使用密封头对管口进行密封，防止异物进入管道，影响管道后期冲洗和运行。

2.5 架空敷设施工

2.5.1 滑动平面（导向）支座安装

滑动平面（导向）支架由两个主要部分组成，其中滑动箱体上设有绝缘外壳搭接板，与直管外保护壳连接。在固定基板上安装导向侧板后，滑动导向支架可与滑动箱体形成。

（1）固定底板焊接。在生产和安装之前，将固定底板与混凝土支架的预埋钢板焊接在一起。焊接前，重新检查支架的标高和中心线偏差，确保误差在规定范围内。

（2）支持安装。支架安装前，应事先在架空保温管上用墨水标出安装基准线，在基准线上确定待安装的滑管支架箱的中心位置，并按要求切割保温外壳，去除聚氨酯。在去除聚氨酯保护层时，应清洁工作钢管的表面，以确保焊接质量。切割和清洁采用物理方法进行，严禁气体切割，以免发生火灾。在确定基准线位置时，必须用钢尺测量并复核保温管和支架预埋固定底板的尺寸，以防止施工偏差或保温管尺寸偏差影响安装质量。滑箱与工作管之间的焊接应确保连续、均匀、完整的焊接。当焊缝与工作钢管的螺旋焊缝相交时，为了保证箱体的平整度，有必要对箱体的局部进行打磨。焊缝应与螺旋焊缝交叉，不得与螺旋焊缝形成交叉焊缝。

2.5.2 管道吊装

管道的预组装和吊装主要根据支架之间的间距来确定拼接长度。以一般架空供热管道为例，当滑动支架主间距为24m、前后排固定支架间距分别为8m 和16m时。为保证支架上的管道受力合理，便于焊接施工，局部采用两段或单段吊装。吊装采用两台75t 汽车吊或履带吊同时进行，每台吊点设置在管道中心两侧15m 处。在每个吊装点，将一个20t 的扁平尼龙吊索对折并吊装两次。根据组装好的管道的特点，吊装前应进行试吊，以确认各部件的可靠连接。同时，应将管道吊离地面10~30cm，保持在该高度，并检查起重机的稳定性、制动器的可靠性、重量的平衡以及吊索连接的牢固性。试吊完成后，将起重机垂直吊起，移动到支撑盖梁上，吊钩缓慢下降。将管道缓慢放置在管道支架上，然后进行调整、对齐和焊接。在吊装过程中，必须与周围结构保持安全距离，并符合相关法规和标准的要求。

2.6 焊接阀门

焊接阀门前应该对阀门进行吊装，但是不能设置在阀门手轮上，容易损坏阀门。因此在安装阀门时，应该采取有效的保护措施，保证焊接阀门工作可以快速开展。焊接前需要对阀门进行检查，蝶阀应该保持关闭的状态，而球阀门应该处于一个较为完整的开启状态。阀门的开关应该利于操作的方式，通过焊接蝶阀的最佳位置，对电焊以及接地线的同侧焊管的处理，提高焊接阀门在焊管口的有效处理，加强当前阀门正确的处理，提高大门焊接的质量。需要注意的是，应该严谨阀门轴垂直安装。

2.7 安装补偿器

套筒补偿器的安装应该注意与管道同轴，在焊接过程中，应该对补偿器的芯管进行焊接，从而最大程度上防止补偿器热胀冷缩，不会导致补偿器拉脱。水压试验时应该将补偿器锁死，避免因为压力过大，导致补偿器拉脱。补偿器的安装情况，应该采取非常合理的补偿措施，从而解决小室混凝土在浇筑过程中造成补偿器芯管的损坏。

2.8 现场检测和记录控制

在施工过程中，要对施工现场进行定期的检测和记录，以及时发现和解决质量问题。同时，还需要对施工过程中的关键节点和工艺进行现场监控和记录，留下证据和记录，便于后期验收和评估。安全控制施工过程中要保证安全生产，严格执行安全操作规程和操作流程。特别是在使用防腐保温涂料时，要严格控制其挥发性有害物质的排放，防止污染环境和危害人体健康。现场管理和协调控制，在施工过程中，要进行现场管理和协调控制，确保施工进度和质量。及时协调解决施工中出现的问题和矛盾，确保施工过程的顺利进行。现场交底和培训控制对施工人员进行防腐保温施工技能的培训和交底，确保施工人员熟练掌握防腐保温施工技能和质量要求，提高施工质量和效率。同时，还需要定期进行培训和考核，提高施工人员的技能水平和工作意识。

2.9 施工后期质量验收

防腐保温施工完成后，需要对施工质量进行验收和评估，确保施工质量符合标准和要求[4]。验收时应该对防腐保温层进行逐层检查，确认材料质量和施工工艺是否符合标准，发现问题及时整改，确保施工质量的完整性和稳定性。施工后期质量验收是防腐保温施工过程的重要环节，验收合格后才能保证建筑物长期使用和安全。验收过程中，应按照国家相关标准和规定进行检查和评估，对防腐保温层的厚度、质量、密度、平整度、附着力等进行逐一检查和测试，确保施工质量符合要求。同时，还需要制定详细的验收报告，留下验收记录和证据，便于后期管理和维护。如果发现质量问题，应及时整改并重新验收，确保防腐保温质量的稳定性和可控性[5]。

3 结语

案例工程施工情况复杂，施工方式繁多，既有顶管、夯管，也有直埋和架空，且具有管径大、线路长等特点。施工单位针对不同地质条件采取了不同的施工工艺，通过分析过程中出现的各种问题及困难，不仅有效控制了该项目的施工成本，也为后续类似施工项目提供了借鉴。