供暖季节，带你了解直埋供热管道的关键施工细

　　一、直埋供热管道保温结构组成与性能

　　直埋供热管道的保温结构组成是：保温层、保护外壳。

　　直埋供热管道保温结构的功能：管道保温、抵抗土壤压迫和传递力。为了克服管道在土壤中横向位移时土壤对管壳的挤压和土壤对管壳在管道径向产生的压力、保证保温结构形状完整，保温层和外壳必须具有足够的强度，规程中要求保温层的抗压强度≥200kPa。

　　保证保温结构完整的另一个必须条件是：外壳、保温层和钢管相互之间的粘结强度。为了克服管道轴向位移时土壤对管道外壳的摩擦力，直埋供热管道的保温层需要能传递剪切力。土壤与管道外壳之间的摩擦力，其计算公式为：

　　F=πρgμ(H+Dc/2)Dc(1)

　　公式中F-轴线方向每米管道的摩擦力，N/m;

　　Dc-管外壳直径，mm;

　　g-重力加速度，9.81m2/s;

　　ρ-施工所在地的土壤密度，kg/m3;

　　μ-施工所在地的土壤与管壳之间摩擦系数;

　　H-施工所在地的管顶覆土深度，当H>1.5m时，取1.5m。

　　直埋供热管道保温层与内钢管、外壳与保温层都传递轴向剪切力，剪切强度的计算公式为：

　　τ=Fmax/πDc=ρgμmax(H+Dc/2)(2)

　　公式中μmax-土壤与管壳之间最大摩擦系数;

　　Fmax-土壤与管壳最大摩擦力，N/m。

　　例如：对于DN500保温管外壳与内保温层粘结抗剪强度要大于13.6kPa;对DN20保温管保温层与内钢管表面粘结抗剪强度必须大于37.2kPa。在规程中，要求直埋供热管道的保温层剪切强度(含与内管和外壳粘结)≥120kPa。

　　二、直埋供热管道的施工方法

　　1、直埋供热管道的安装方式

　　直埋管道中的应力是热胀变形不能完全释放而产生的。因此。通过选择不同的安装方式，可以改变热胀变形的大小和变形的释放程度，进而改变管道的应力水平。热胀变形的大小与零应力状态对应的温度有关，零应力状态温度的提高，可降低热胀变形的大小。根据此温度是否等于安装时的环境温度，管道可分为两种。

　　冷安装：零应力状态对应的温度等于安装时的环境温度。预应力安装：零应力状态对应的温度等于预热温度。根据热胀变形能否释放，管道又可分为两种。无补偿安装：两固定墩之间或远离补偿装置而处于锚固状态的管道(锚固段)，其热胀变形不能被补偿装置所吸收。有补偿安装：补偿装置附近处于滑动状态的管道(滑动段)，其热胀变形能被补偿装置所吸收。

　　1.1 无补偿冷安装

　　管道回填时，既不进行预应力，也不进行补偿，温度变化时管段处于不动的锚固状态。无补偿冷安装是最简单和最经济的安装方式，但运行工况下管道承受较高应力。在满足强度条件时，管段应优先采用这种安装方式。

　　1.2 有补偿安装

　　当管段中设置补偿装置(弯管补偿器或波纹管补偿器)时，补偿装置附近处于滑动状态的管段属于有补偿安装。由于设置弯管补偿器或波纹管补偿器，必然增加了补偿装置的投资，对于波纹管补偿器，还增加了管网的事故点。因此，应避免在整个管网中都采用有补偿安装方式，但在管网设计中，局部管段采用这种安装方式还是比较安全经济的。

　　1.3预应力安装

　　预应力安装方式，实质上是改变管道的安装温度，使之等于预热温度，当管道温度等于预热温度时，管道应力为零。而当管道温度恢复至环境温度时，使管道产生预应力效果。可以通过预热的方式和采用一次性补偿器的方式来实现预应力安装方式：(1)预热方式是管道在回填前进行预热，加热到预热温度时进行回填，立即可产生预应力效果。

　　采用预热方式时，应具备预热热源，同时现场条件允许管沟敞口。(2)采用一次性补偿器的方式时，管道安装后可立即回填。在首次加热过程中，当补偿管段的热胀变形量达到在预热温度下的自由膨胀变形量时，就可焊接该一次性补偿器。通过多次温度变化，使应力均匀分布，从而达到预应力效果。采用一次性补偿器的方式，不需要预热热源，并且只需补偿器附近的管沟敞口，但是增加了一次性补偿器的费用。

　　三、供热管道工程质量控制措施

　　1、砂层回填的质量控制

　　槽底砂垫层的质量控制，首先要控制砂的质量，砂料应干湿度适中，粒径均匀，不含淤泥结块，其次，严格控制砂垫层回填的厚度和高程，在回填前要复核槽底的密实度和槽底标高，当确认无误后，方可允许回填。砂垫层应该回填夯实，一般应采用夯实机进行夯实，夯实完后对厚度和密实度进行检查，密实度一般为95%，厚度一般不少于200毫米，高程应符合安装热力管道管底高程的要求。

　　2、沟槽开挖的质量控制

　　在沟槽开挖前，要根据现场土壤类别、土质情况确定适当的放坡坡度。对设支撑的沟槽坡度一般采用1：0.05，对于较深的沟槽，宜分层开挖。挖槽土方应妥善安排堆放位置，一般情况堆在沟槽一边，在另一边留出工程材料和施工机械进出场的道路，以方便下管施工，堆土下坡脚与槽边的距离根据槽深、土质、槽边坡来确定，其最小距离不应小于1米。

　　同时，在沟槽开挖前还要确定合理的开槽断面和槽底宽度，开槽断面由槽底宽、挖深、槽底、各层边坡坡度以及层间留台宽度等因素确定，槽底宽度应为管道结构宽度加上两侧工作宽度。因此，确定开挖断面时，要考虑工程安全和质量，做到开槽断面合理。另外，在雨季施工时，应防止槽底泡水，在沟槽四周叠筑闭合的土埂，必要时要地沟外开挖排水沟、集水井，用水泵进行抽水，沟槽见底后应随机进行下一道工序，否则，槽底应留20厘米土层不挖作为保护层。

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