預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管質(zhì)量管理的關(guān)鍵及方式
2022/8/12 15:54:45??????點(diǎn)擊：5
近些年，在供暖外網(wǎng)工程中普遍采用預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管，直埋敷設(shè)方式同傳統(tǒng)的管溝鋪設(shè)方式相比具備占地少、施工周期短、維護(hù)量小、壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)勢(shì).本文就預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)構(gòu)成與特性，給出了預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管質(zhì)量管理的關(guān)鍵及方式。
1前言
近幾年來(lái)預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管施工工藝也有了很大的發(fā)展，已頒布的《城鎮(zhèn)預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管工程技術(shù)規(guī)程》意味著直埋技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)趨于完善，因而，在供熱管網(wǎng)的施工中，直埋敷設(shè)越來(lái)越多地被選用。但由于管路直接埋于地底，不便于檢修、漏過(guò)難發(fā)覺(jué)等原因，規(guī)定施工中務(wù)必嚴(yán)格控制管路施工技術(shù)，而且應(yīng)從管件的選擇、閥門(mén)安裝、三通加固、固定墩、線路選擇等方面加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)。同傳統(tǒng)的管溝鋪設(shè)相比，預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管敷設(shè)方式具備許多優(yōu)點(diǎn)，例如建筑施工時(shí)間短、施工占地面積少、管網(wǎng)堅(jiān)固耐用、人力維護(hù)量小等。直埋敷設(shè)特別適合目前城市及地方建設(shè)的要求，其技術(shù)的的發(fā)展越來(lái)越完善，在工程中也越來(lái)越多的被選用。本文是對(duì)《城鎮(zhèn)預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管工程技術(shù)規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為規(guī)程)的一點(diǎn)了解。
1.1規(guī)程適用標(biāo)準(zhǔn)
本規(guī)程適用于外徑≤DN500、供熱介質(zhì)溫度≤150℃的鋼質(zhì)內(nèi)管、隔熱層、維護(hù)機(jī)殼融合為一體的預(yù)制保溫直埋熱水管道。規(guī)程的適用標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)界線，即管經(jīng)和溫度，且務(wù)必同時(shí)滿足這兩個(gè)條件。
規(guī)程總則條文說(shuō)明中的解釋?zhuān)汗芙?jīng)：由于在管道開(kāi)展熱伸長(zhǎng)測(cè)算、強(qiáng)度計(jì)算中對(duì)載荷作了簡(jiǎn)化解決，數(shù)值對(duì)大管經(jīng)管路而言，誤差較大，其性能是不安全的，但是對(duì)小管經(jīng)管路影響不大;溫度：熱力管網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性與設(shè)計(jì)溫度息息相關(guān)，預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管保溫材料的使用壽命、耐溫能力也是根據(jù)設(shè)計(jì)溫度來(lái)選擇的，這個(gè)溫度界線在強(qiáng)度層面是安全的。
2.預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)構(gòu)成與特性
預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的保溫結(jié)構(gòu)構(gòu)成是：隔熱層、維護(hù)機(jī)殼。
預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)的功能：保溫管道、抵御土壤擠壓和傳送力。為了克服管路在土中橫著偏移時(shí)土壤對(duì)管殼的擠壓和土壤對(duì)管殼在管道軸向產(chǎn)生的壓力、確保保溫結(jié)構(gòu)形狀完整，隔熱層和機(jī)殼必須具有足夠的強(qiáng)度，規(guī)程中要求隔熱層的抗拉強(qiáng)度≥200kPa。
確保保溫結(jié)構(gòu)完整的另一個(gè)務(wù)必條件是：機(jī)殼、隔熱層和鋼管相互之間的粘結(jié)強(qiáng)度。為了克服管路軸向位移時(shí)土壤對(duì)管路機(jī)殼的摩擦力，預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的隔熱層必須能傳送剪切力。土壤與管路機(jī)殼間的摩擦力，其計(jì)算公式為：
F=πρgμ(H+Dc/2)Dc(1)
公式中F-軸線方向每米管道的摩擦力，N/m;
Dc-管機(jī)殼直徑，mm;
g-重力加速度，9.81m2/s;
ρ-施工所在地的土壤密度，kg/m3;
μ-施工所在地的土壤與管殼之間摩擦阻力;
H-施工所在地的管頂覆土深度，當(dāng)H>1.5m時(shí)，取1.5m。
預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管隔熱層與內(nèi)鋼管、機(jī)殼與隔熱層都傳送徑向剪切力，剪切強(qiáng)度的計(jì)算公式為：
τ=Fmax/πDc=ρgμmax(H+Dc/2)(2)
公式中μmax-土壤與管殼之間較大摩擦阻力;
Fmax-土壤與管殼較大摩擦力，N/m。
比如：針對(duì)DN500保溫管機(jī)殼與內(nèi)隔熱層粘接抗拉強(qiáng)度要大于13.6kPa;對(duì)DN20保溫管隔熱層與內(nèi)鋼管表面粘接抗拉強(qiáng)度務(wù)必超過(guò)37.2kPa。在規(guī)程中，規(guī)定預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的隔熱層剪切強(qiáng)度(含與內(nèi)管和機(jī)殼粘接)≥120kPa。
3預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的施工方法
3.1預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的安裝方式
直埋管道里的應(yīng)力是熱脹形變不能完全釋放而產(chǎn)生的。因而。根據(jù)選擇不同的安裝方式，可以改變熱脹形變的大小和變形的釋放水平，從而改變管道的應(yīng)力水平。熱脹變形的尺寸與零應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度相關(guān)，零應(yīng)力狀態(tài)溫度的提高，可降低熱脹變形的尺寸。依據(jù)此溫度是否等于安裝時(shí)的工作溫度，管路可分為兩種。冷安裝：零應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度等于安裝時(shí)的工作溫度。預(yù)應(yīng)力安裝：零應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度等于預(yù)熱溫度。依據(jù)熱脹形變能否釋放，管路又可分為兩種。無(wú)賠償安裝：兩固定墩之間或避開(kāi)補(bǔ)償裝置而處在錨固情況的管道(錨固段)，其熱脹形變不能被補(bǔ)償裝置所吸收。有賠償安裝：補(bǔ)償裝置周邊處在滾動(dòng)情況的管道(滾動(dòng)段)，其熱脹變形能被補(bǔ)償裝置所吸收。
3.1.1無(wú)賠償冷安裝
管道回填時(shí)，既不進(jìn)行預(yù)應(yīng)力，也不進(jìn)行補(bǔ)償，溫度變化時(shí)管道處在不動(dòng)的錨固情況。無(wú)賠償冷安裝是簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的安裝方式，但運(yùn)行工況下管路承擔(dān)較高應(yīng)力。在滿足強(qiáng)度條件時(shí)，管道應(yīng)優(yōu)先采用這種安裝方式。
3.1.2有賠償安裝
當(dāng)管段中設(shè)定補(bǔ)償裝置(彎頭補(bǔ)償器或波紋管補(bǔ)償器)時(shí)，補(bǔ)償裝置周邊處在滾動(dòng)狀態(tài)的管道屬于有賠償安裝。因?yàn)樵O(shè)定彎頭補(bǔ)償器或波紋管補(bǔ)償器，必定增強(qiáng)了補(bǔ)償裝置的投資，針對(duì)波紋管補(bǔ)償器，還增加了管網(wǎng)的事故點(diǎn)。因而，應(yīng)避免在整個(gè)管網(wǎng)中都采用有賠償安裝方式，但在管網(wǎng)設(shè)計(jì)中，部分管道采用這種安裝方式還是挺安全經(jīng)濟(jì)的。
3.1.3預(yù)應(yīng)力安裝
預(yù)應(yīng)力安裝方式，實(shí)質(zhì)上是改變管路的安裝溫度，使其等于預(yù)熱溫度，當(dāng)管路溫度等于預(yù)熱溫度時(shí)，管道應(yīng)力為零。而當(dāng)管路溫度恢復(fù)至環(huán)境溫度時(shí)，使管道產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力效果。能通過(guò)預(yù)熱的方式和選用一次性補(bǔ)償器的方式來(lái)完成預(yù)應(yīng)力安裝方式：(1)預(yù)熱方式是管路在回填前進(jìn)行預(yù)熱，加溫到預(yù)熱溫度時(shí)進(jìn)行回填，馬上可產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力效果。選用預(yù)熱方法時(shí)，應(yīng)具備預(yù)熱熱原，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)條件允許管溝敞口。(2)選用一次性補(bǔ)償器的方式時(shí)，管道施工后能馬上回填。在首次加溫環(huán)節(jié)中，當(dāng)賠償管道的熱脹變形量達(dá)到在預(yù)熱溫度下的自由膨脹變形量時(shí)，就能焊接該一次性補(bǔ)償器。根據(jù)數(shù)次溫度變化，使應(yīng)力分布均勻，從而達(dá)到預(yù)應(yīng)力效果。選用一次性補(bǔ)償器的方式，不需要預(yù)熱熱原，而且僅需補(bǔ)償器附近的管溝敞口，可是增強(qiáng)了一次性補(bǔ)償器的費(fèi)用。
4、供熱管網(wǎng)工程質(zhì)量控制措施
4.1、砂層回填的質(zhì)量管理
槽底砂墊層的質(zhì)量管理，首先控制砂的質(zhì)量，砂料應(yīng)干燥度適度，粒度勻稱(chēng)，不含污泥結(jié)團(tuán)，其次，嚴(yán)格控制砂墊層回填的厚度和標(biāo)高，在回填前應(yīng)核查槽底的壓實(shí)度和槽底標(biāo)高，當(dāng)確認(rèn)無(wú)誤后，即可允許回填。砂墊層應(yīng)當(dāng)回填壓實(shí)，一般應(yīng)采用夯實(shí)機(jī)開(kāi)展壓實(shí)，壓實(shí)完后對(duì)厚度和壓實(shí)度進(jìn)行檢查，壓實(shí)度一般為95%，薄厚一般不少于200mm，標(biāo)高應(yīng)符合安裝供熱管道管底標(biāo)高的要求。
4.2、溝槽開(kāi)挖的質(zhì)量管理
在溝槽開(kāi)挖前，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤類(lèi)型、土質(zhì)狀況確定適當(dāng)?shù)姆牌缕露取?duì)設(shè)支撐的管溝坡度一般采用1：0.05，針對(duì)較深的管溝，宜分層開(kāi)挖。挖槽土方應(yīng)妥善安排堆積位置，一般情況堆在管溝一邊，在另一邊空出施工材料和施工機(jī)械進(jìn)出場(chǎng)的路面，以方便下管施工，堆土下坡腳與槽邊的距離依據(jù)槽深、土質(zhì)、槽護(hù)坡來(lái)確定，其*小間距不可低于1米。同時(shí)，在溝槽開(kāi)挖前還要確定合理的打槽斷面和槽底總寬，打槽斷面由槽底寬、挖深、槽底、各層邊坡坡度及其固層留臺(tái)總寬等因素確定，槽底總寬應(yīng)為管道結(jié)構(gòu)總寬加上兩邊工作總寬。因而，確定開(kāi)挖斷面時(shí)，要考慮工程安全和質(zhì)量，做到打槽斷面合理。此外，在雨季施工時(shí)，應(yīng)避免槽底泡茶，在管溝四周疊筑合閉的土埂，必要時(shí)要管溝外開(kāi)挖排水溝、集水坑，用水泵開(kāi)展抽水，管溝見(jiàn)底后應(yīng)隨機(jī)開(kāi)展下一道工序，不然，槽底需留20厘米土層不挖做為防護(hù)層。