摘要：随着经济和各行各业的快速发展，城市基础建设中，供热管道施工是一项不可或缺的内容，其施工质量对于城市发展与人们日常生活会产生一定的影响，因此，加强直埋供热管道施工工艺的研究工作，对于城市建设而言有着积极的作用。笔者认为，直埋供热管道在施工之前，要加强和主管部门之间的合作，通过与不同部门之间的沟通、协调，保证工程施工有序开展。此外，管材的选择要合理，防止出现爆管的危险。在施工进程中，要确保放线测量的准确性，选择合适的沟槽开挖方法，加强对管线的保护，严控砂层回填高程与厚度。
关键词：供热管道；直埋敷设技术；无补偿安装
引言
近年来，供热外网工程中直埋供热管道被广泛使用，可是因为管道被直接埋在地下，漏水点难以发现，不便于维修，因此，施工中要对管道施工工艺进行严格控制。需要从管道施工前路段勘测、相关部门的合作，到施工过程中测量放线、沟槽开挖等多个方面展开研究。现按照多年直埋供热管道的施工经验，对直埋供热管道施工过程中需要注意的问题与采用的方法进行了详细的总结和分析。
1直埋供热管道基本分类及介绍
1.1按是否产生热位移分
由于管道与土壤间存在摩擦力作为作用反力，当直线段较长时，管道温度变化只能引起部分管段热位移。直埋供热管道按照是否产生热位移，分为锚固段和过渡段两种状态：锚固段管道的温度发生改变时，只发生应力变化而不产生热位移；过渡段管道温度改变时，不仅发生应力变化，还会产生热位移。过渡段极限长度取决于土壤摩擦力的大小以及与安装方式和运行有关的温度升高等因素。
1.2按是否热补偿分
直埋供热管道按照是否进行热补偿，分为有补偿和无补偿管段。有补偿直埋敷设利用补偿器吸收热位移来抵消直管段的温度应力。管道的热膨胀量转移到补偿器或管道折弯，管道被挤压变形从而吸收管道的热膨胀；无补偿直埋敷设管道在受热时仅靠管材本身强度来吸收热应力，应力验算过程复杂，但可大幅度减少管道上补偿器和固定支架的数量。
1.3有补偿管段按补偿方式分
直埋供热管道按照补偿方式的不同，可分为自然补偿管段和补偿器补偿管段，自然补偿由“L”形或“Z”形弯管通过管段侧向变形来吸收热膨胀量。常见补偿器有波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。波纹管补偿器同自然补偿类似，用材料变形来消除热伸长，套筒和球形补偿器则是依靠管段位移去消除热伸长。采用补偿器可有效防止供热热应力作用引起管道的变形或破坏。但增设补偿器也有其弊病，一是增加了供热管网的初投资，二是补偿器本身存在跑冒滴漏可能性，增加运行管理成本与维护工作量。《城镇供热直埋热水管道技术规程》（以下简称《规程》）中也有明文规定，管道应利用转角自然补偿。因此在热网设计中应当严谨细致地进行应力验算，力求减少补偿器的设置。
2供热直埋管道的布置与敷设
2.1管道布置
（1）城镇供热管网力求线路短直，施工方便，减少占地；（2）应平行于道路中心线，并宜敷设在车行道以外，在城市规划部门同意下，可将热网管线敷设在道路和人行道下方；（3）设计时应尽量将管道布置为锚固段，减少热位移，避免设置补偿器、固定墩等易损附件；（4）覆土深度及与相关设施的水平、垂直净距应符合《城镇供热直埋管道技术规程》（CJJT81—2013）表4.1.2、4.1.3的规定。当覆土深度不能保证时，可采取设置过街套管或管沟、在管道上方敷设混凝土板等保护措施。
2.2管道敷设
（1）应尽量利用弯管做自然补偿。60°-90°的平面折角，可按自然补偿管段进行设计。（2）当平面管道小角度折角，竖向坡度变化均不大于《城镇供热直埋管道技术规程》（CJJT81—2013）表4.2.5的规定时，可按直线管段考虑。表中管道工作循环温差指供热管网设计供水温度与工作循环最低温度之差。从此表可以得出，随着循环工作温差的减小，可视为直管段的折角显著增大。坡度变化与管道公称直径有关，直径越大，可视为直管段的最大坡度变化越小。（3）三通、弯头等应力集中区域应进行应力验算，必要时可设置固定墩或补偿器加以保护。
3供热管道直埋敷设技术应用框架构建要点
3.1前期准备与沟槽开挖
在设计管理阶段，施工企业需要做好数据采集工作，对施工图中相关内容进行分析，结合区域地形，合理设置管道敷设方式、所用管道尺寸、管壁厚度、补偿器位置等内容，确保土建施工的有序进行。在沟槽开挖过程中，借助相应的算法对槽底最小宽度展开合理计算，从而确定最优的开槽宽度。开挖过程一般遵循先机械后人工的顺序，在机械开挖到距离标高位置20cm左右位置时，改为人工作业模式以确保周围土层的稳定。
3.2做好管道安装工作
开槽工作顺利完成之后便进入管道安装阶段，施工人员应严格按照施工图纸上标注的内容放线定位管道，借助各类施工机具，以较低的速度将管道递送到指定位置。完成安装后，应及时进行质量检测，将管道安装误差控制在合理范围内，减少误差累积的出现。
3.3强度验算
直埋供热管道技术的发展已经让其得到了稳定的应用，直埋敷设配合冷安装模式是工程的主要模式，土壤对于管道热膨胀产生的影响也显而易见。力学特性和应力验算要比架空敷设更加困难。这里参考《城市热力网设计规范》的标准来执行。
3.4保温与热力计算
保温材料应结合工程的具体情况，减少热损失并保障供热质量。在确定管道敷设方式与输送介质温度两个方面的参数后，就可以以此为基础选择保温材料，各项技术指标满足国家标准。保温层的厚度根据输送介质的最高工作温度展开计算。需要注意的是为了确定直埋管道工程的整体质量，弯头、弯管、三通等附件均要求在工厂内部进行预制，选择相关施工队伍现场管理，外保护层和对应的管道保护层维持相同。
3.5安装阀门及补偿器
结合以往的施工经验，阀门的所在位置一般都是距离地面1.1-1.2m的位置，且阀门需要与地面保持相对垂直。若安装过程中出现了大于150°的弯道，则需要在区域内增加自然补偿装置，提高管道安装的稳定性。如果采取该措施之后结构内部仍然存在着补偿问题，此时需要综合计算补偿强度，设置补偿器以降低温度对管道的影响。
3.6管道试压
《规程》规定，设计未指定时，强度试验压力应为1.5倍设计压力，严密性试验压力应为设计压力的1.25倍，且均不得低于0.6MPa。在进行试压的过程中，还需要保持供水的充足性，使水压可以保持在正常状态，在连续供水12h以后，对管道水压进行检测，如果其波动范围比较稳定，表明结构内部压力满足既定的应用需求。管道严密性试验应详细检查管道焊缝，管路附件及设备等无渗漏。对于一次管网，1h内压降不大于0.05MPa为合格；二次管网稳压在30min内压降不大于0.05MPa为合格。
3.7砂层回填
在槽底砂垫层施工中，要严格控制砂的质量，使用的砂料要大小均匀，干湿合适，其中不能掺杂淤泥结块。此外，严格控制砂垫层回填厚度以及高程，在回填之前，要对槽底密实度、标高进行复核，待其达标以后才能够开展回填工作。要回填夯实砂垫层，一般采用夯实机夯实，然后检查密实度与厚度，厚度通常要高于 200mm，密实度一般在 95%，高程要满足安装管道管底高程的要求。回填管道胸腔的时候，需要两侧保持相同的开始时间，防止管线中心线产生偏移。回填的过程中要分层夯实，对于机械夯实而言，要确保每层 250-300mm，人工夯实则要确保每层 200-250mm，回填密实度需要充分满足设计要求。
结语
供热管道系统是否安全可靠运行直接关系到居民生活质量，而直埋敷设不仅具有传统地沟敷设方式在管网运行难以比拟的稳定性，在工程土方量、预制工作、施工进度方面也有其巨大的经济优势。其中无补偿直埋敷设技术尤其可以充分发挥钢材料塑性潜力，减少热应力。由于国内外已有大量运行实例，计算安全可靠，故该项技术势必得到大力发展，更好地作用于城市基础设施建设环节中。
参考文献
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