青岛市市政工程设计研究院有限责任公司 山东省青岛市 266000
摘要：随着城镇化进程的加快，我国重要基础设施建设取得了显著的成效。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。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。本文就直埋供热管道穿越河流及道路的设计施工展开探讨。
关键词：预制；直埋；高温热水；供热管道；敷设；穿越；施工
引言
随着供热技术的快速发展，供热管道直埋敷设方式由于施工周期短、占地少等优点，在国内外得到广泛应用。近几年，各地区积极响应国家节能减排的号召，大力推广热电联产，兴建长输供热管道。长输供热管道一般沿城市道路和负荷中心敷设，中途需穿越公路、河流、市政设施等障碍物，考虑投资及建设工期，多采用直埋敷设方式。
1工程概况
某电厂纯凝发电机组热电联产改造后，向济源市主城区实行集中供热，主管网管径为DN1200，设计压力为1.6MPa，设计供回水温度为120℃/60℃，工作钢管规格为D1220×14，材质为Q235B，保温材料为耐温130℃的聚氨酯泡沫，厚度为75mm，保护层为高密度聚乙烯外壳，规格为D1370×16，管网敷设方式采用无补偿冷安装直埋敷设。管网由电厂引出后自北向南敷设，管网需穿越广利渠与国道G208进入城区，广利渠上面宽16m，渠底宽12m，深度为3m；国道G208宽30m，平时车流量较大，大多为重型货车。广利渠为该城市农田灌溉渠，灌溉期渠中水流速达到1m/s，灌溉渠最大蓄水位为2.5m，渠底和渠两侧采取毛石砌筑，用水泥砂浆勾皮带缝；根据地勘资料，该位置地表下20m以内均为粉质黏土，地表水水位为2.61m。
2工程设计重点方案
2.1科学合理的设计施工线路
具体可以从以下几点入手。第一，充分掌握工程规模和施工标准，综合考虑施工条件，确保满足施工要求；第二，施工人员要严格控制补偿器的安装数量，并将补偿器安装在管道干线阀门和分支出两端、以及L型观段的两端位置；第三，结合实际情况，合理设置直埋供热管线与地沟结合位置，根据实际安装情况可以明确，补偿器实际安装数量会对L型管段处补偿器的走向造成一定的影响，为了避免影响，要求施工人员科学合理的设计施工线路，并严格控制补偿器数量，从而避免补偿器为走向带来负面影响。
2.2工作井设计
在顶管施工过程中，需设置工作井，包括顶进井和接收井，在工作井中进行设备组装、拆卸、管节吊运、排土等工作。根据本工程水文地质条件、临近构筑物、结构受力、施工安全、施工成本等因素，考虑管道覆土比较深、地下水位较高的情况，顶进井和接收井选择沉井的结构形式，不会对周围生态环境造成破坏，而且受力情况良好，整体性较好，不需要长时间降水。沉井形状均采用矩形，在双排顶管的情况下，能够更加方便接收机头。
3施工方案重点及难点
3.1注浆减阻措施
在顶管施工工程中，常用的注浆措施为触变泥浆注浆。在顶进过程中，通过顶管机尾部的同步注浆孔与套管的预留孔向管节外壁压注一定数量的减摩泥浆。采用多点对称压注，使泥浆均匀地填充在管节外壁和周围土壤间的空隙，以降低管节外壁和土壤间摩阻力，起到降低顶进阻力的效果。施工过程中，泥浆应保证不失水、不沉淀、不结块，降低顶进的摩阻力。注浆时需选择优质的触变泥浆材料，优质材料可以使顶进时大大降低摩阻力。
同时需按专业配方配制浆液，严格遵守触变泥浆制作工艺，控制好浆液配比和搅拌时间，充分搅拌，保证浆液粘滞度高、失水水量小和稳定性好，满足长距离输送的要求。浆液质量指标要求：稠度12-14CM；PH：9-10；析水率＜2%。压浆方式以同步注浆为主，补浆为辅，做好跟踪注浆，管子顶进前，先开启注浆泵注浆，停止顶进后再关闭注浆泵，确保浆液充满管节四周。同时做好补浆工作，设置两套注浆系统，一套用于顶进的跟踪注浆，另一套用于后边管节的补充注浆。此种方法可提高注浆效率，保证顶进的连续性、均衡性。顶管过程中产生的泥浆及砂砾等，需根据顶管施工的进度随时进行清理，在沉淀池内安装一台6寸泥浆泵，通过管道直接将泥浆废弃物抽至运输车内。
3.2沟槽开挖
通常情况下，沟槽开挖的坡度为1：0.05。而对于开挖深度较深的沟槽，还需按照分层开挖的方式进行。当土壤开挖后，一定要做好土方的堆砌管理，保证土方与沟槽的距离，以便后期回填土方。现阶段，施工单位是直接根据沟槽的深度来设置放坡坡脚与槽边的距离，不得小于1m。槽底的宽度通常为管道结构宽度和层间留台宽度的总和。如果施工单位在雨季进行施工，还需要注意做好槽底泡水的预处理，及时挖设排水沟排水或者借助抽水泵抽水。当沟槽排水完成后还需要在槽底底部预留20cm厚的保护层，随时做好沟槽的开挖管控，避免出现超挖问题。
3.3管线保护
针对各种不同的管线要制定出与之相匹配的管线保护方案。按照管线的种类以及位置、材质走向，可以选择下述几种方法：（1）隔离法，利用钢板桩和具备隔音效果的建筑材料产生特定的隔离体，避免地下管线因为周围土层变化从而影响管线。比如，挤压、位移和振动等；（2）悬吊法，对于裸露在基坑内部的管线，将会因为土层存在较大位移，将吊法有效固定管线。可是，需要加强吊索所产生的变形身长和吊索固定位置所受到土层的影响，假如受到了影响，那么就能够利用吊索调整管线受力点与位移，从而防止出现消极影响。支撑法：对于土体存在较大沉降，从而导致管线悬空的情况，可以沿线设置多个支撑体。
3.4砂层回填
在进行回填时，还需要保证回填高度和厚度符合施工标准，当回填完成后，还需对回填的密度和标高进行检验。目前，回填砂石通常采用夯实机夯实，标高厚度≮200mm，密度95%以上。在回填管道胸腔时，还需保证管道中心的位置不得发生偏移。在回填之前，一定要做好回填土的质量把控，回填土中不得出现碎砖块、碎混凝土等物质。还土之前，还要做好土壤密度的试验，千万不能使用淤泥、冻土进行回填。回填过程中，保证每层夯实，且厚度≯300mm。在完成每一层的回填作业后，都需要进行密度的检验，才能进行下一步。
3.5工作井内降水
为保持工作井内干燥，工作井内渗水量最大处设置降水井（兼做积水井），降水井内设置潜水泵，不间断抽水，水泵扬程在20m以上。同时，工作井在开挖到设计标高时，井底制成偏锅底状，能够让渗水向降水井坡水，井底填筑20cm厚的砂砾碎石，碎石顶面铺平后再铺设隔离带（油毛毡三层或防水塑料布两层）防止地下水上升，这样可始终保持工作井内施工区域干燥。
结语
直埋供热管道敷设是一项系统化工程，其技术水平以及难度主要表现在管道的施工与节点设计上。供热管道敷设工程成败通常取决于管道敷设前期准备工作是否充分，设计与施工工作是否有法可依、有章可循，只有合理化的开展各项工作，直埋供热管道施工才会有序开展。希望通过本文的研究，能够对有直埋供热管道的设计与施工需要的人们带来一定的帮助和工艺支持。
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