預制直埋鋼套鋼保溫管質量管理的關鍵及方式
2022/8/12 15:54:45??????點擊：5
近些年，在供暖外網工程中普遍采用預制直埋鋼套鋼保溫管，直埋敷設方式同傳統的管溝鋪設方式相比具備占地少、施工周期短、維護量小、壽命長等諸多優勢.本文就預制直埋鋼套鋼保溫管保溫結構構成與特性，給出了預制直埋鋼套鋼保溫管質量管理的關鍵及方式。
1前言
近幾年來預制直埋鋼套鋼保溫管施工工藝也有了很大的發展，已頒布的《城鎮預制直埋鋼套鋼保溫管工程技術規程》意味著直埋技術在我國已經趨于完善，因而，在供熱管網的施工中，直埋敷設越來越多地被選用。但由于管路直接埋于地底，不便于檢修、漏過難發覺等原因，規定施工中務必嚴格控制管路施工技術，而且應從管件的選擇、閥門安裝、三通加固、固定墩、線路選擇等方面加強節點處理技術。同傳統的管溝鋪設相比，預制直埋鋼套鋼保溫管敷設方式具備許多優點，例如建筑施工時間短、施工占地面積少、管網堅固耐用、人力維護量小等。直埋敷設特別適合目前城市及地方建設的要求，其技術的的發展越來越完善，在工程中也越來越多的被選用。本文是對《城鎮預制直埋鋼套鋼保溫管工程技術規程》(以下簡稱為規程)的一點了解。
1.1規程適用標準
本規程適用于外徑≤DN500、供熱介質溫度≤150℃的鋼質內管、隔熱層、維護機殼融合為一體的預制保溫直埋熱水管道。規程的適用標準有兩個界線，即管經和溫度，且務必同時滿足這兩個條件。
規程總則條文說明中的解釋：管經：由于在管道開展熱伸長測算、強度計算中對載荷作了簡化解決，數值對大管經管路而言，誤差較大，其性能是不安全的，但是對小管經管路影響不大;溫度：熱力管網的安全性和經濟性與設計溫度息息相關，預制直埋鋼套鋼保溫管保溫材料的使用壽命、耐溫能力也是根據設計溫度來選擇的，這個溫度界線在強度層面是安全的。
2.預制直埋鋼套鋼保溫管保溫結構構成與特性
預制直埋鋼套鋼保溫管的保溫結構構成是：隔熱層、維護機殼。
預制直埋鋼套鋼保溫管保溫結構的功能：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土壤對管殼的擠壓和土壤對管殼在管道軸向產生的壓力、確保保溫結構形狀完整，隔熱層和機殼必須具有足夠的強度，規程中要求隔熱層的抗拉強度≥200kPa。
確保保溫結構完整的另一個務必條件是：機殼、隔熱層和鋼管相互之間的粘結強度。為了克服管路軸向位移時土壤對管路機殼的摩擦力，預制直埋鋼套鋼保溫管的隔熱層必須能傳送剪切力。土壤與管路機殼間的摩擦力，其計算公式為：
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H>1.5m時，取1.5m。
預制直埋鋼套鋼保溫管隔熱層與內鋼管、機殼與隔熱層都傳送徑向剪切力，剪切強度的計算公式為：
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DN500保溫管機殼與內隔熱層粘接抗拉強度要大于13.6kPa;對DN20保溫管隔熱層與內鋼管表面粘接抗拉強度務必超過37.2kPa。在規程中，規定預制直埋鋼套鋼保溫管的隔熱層剪切強度(含與內管和機殼粘接)≥120kPa。
3預制直埋鋼套鋼保溫管的施工方法
3.1預制直埋鋼套鋼保溫管的安裝方式
直埋管道里的應力是熱脹形變不能完全釋放而產生的。因而。根據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，從而改變管道的應力水平。熱脹變形的尺寸與零應力狀態對應的溫度相關，零應力狀態溫度的提高，可降低熱脹變形的尺寸。依據此溫度是否等于安裝時的工作溫度，管路可分為兩種。冷安裝：零應力狀態對應的溫度等于安裝時的工作溫度。預應力安裝：零應力狀態對應的溫度等于預熱溫度。依據熱脹形變能否釋放，管路又可分為兩種。無賠償安裝：兩固定墩之間或避開補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償裝置所吸收。有賠償安裝：補償裝置周邊處在滾動情況的管道(滾動段)，其熱脹變形能被補償裝置所吸收。
3.1.1無賠償冷安裝
管道回填時，既不進行預應力，也不進行補償，溫度變化時管道處在不動的錨固情況。無賠償冷安裝是簡單和經濟的安裝方式，但運行工況下管路承擔較高應力。在滿足強度條件時，管道應優先采用這種安裝方式。
3.1.2有賠償安裝
當管段中設定補償裝置(彎頭補償器或波紋管補償器)時，補償裝置周邊處在滾動狀態的管道屬于有賠償安裝。因為設定彎頭補償器或波紋管補償器，必定增強了補償裝置的投資，針對波紋管補償器，還增加了管網的事故點。因而，應避免在整個管網中都采用有賠償安裝方式，但在管網設計中，部分管道采用這種安裝方式還是挺安全經濟的。
3.1.3預應力安裝
預應力安裝方式，實質上是改變管路的安裝溫度，使其等于預熱溫度，當管路溫度等于預熱溫度時，管道應力為零。而當管路溫度恢復至環境溫度時，使管道產生預應力效果。能通過預熱的方式和選用一次性補償器的方式來完成預應力安裝方式：(1)預熱方式是管路在回填前進行預熱，加溫到預熱溫度時進行回填，馬上可產生預應力效果。選用預熱方法時，應具備預熱熱原，同時現場條件允許管溝敞口。(2)選用一次性補償器的方式時，管道施工后能馬上回填。在首次加溫環節中，當賠償管道的熱脹變形量達到在預熱溫度下的自由膨脹變形量時，就能焊接該一次性補償器。根據數次溫度變化，使應力分布均勻，從而達到預應力效果。選用一次性補償器的方式，不需要預熱熱原，而且僅需補償器附近的管溝敞口，可是增強了一次性補償器的費用。
4、供熱管網工程質量控制措施
4.1、砂層回填的質量管理
槽底砂墊層的質量管理，首先控制砂的質量，砂料應干燥度適度，粒度勻稱，不含污泥結團，其次，嚴格控制砂墊層回填的厚度和標高，在回填前應核查槽底的壓實度和槽底標高，當確認無誤后，即可允許回填。砂墊層應當回填壓實，一般應采用夯實機開展壓實，壓實完后對厚度和壓實度進行檢查，壓實度一般為95%，薄厚一般不少于200mm，標高應符合安裝供熱管道管底標高的要求。
4.2、溝槽開挖的質量管理
在溝槽開挖前，要根據現場土壤類型、土質狀況確定適當的放坡坡度。對設支撐的管溝坡度一般采用1：0.05，針對較深的管溝，宜分層開挖。挖槽土方應妥善安排堆積位置，一般情況堆在管溝一邊，在另一邊空出施工材料和施工機械進出場的路面，以方便下管施工，堆土下坡腳與槽邊的距離依據槽深、土質、槽護坡來確定，其*小間距不可低于1米。同時，在溝槽開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總寬等因素確定，槽底總寬應為管道結構總寬加上兩邊工作總寬。因而，確定開挖斷面時，要考慮工程安全和質量，做到打槽斷面合理。此外，在雨季施工時，應避免槽底泡茶，在管溝四周疊筑合閉的土埂，必要時要管溝外開挖排水溝、集水坑，用水泵開展抽水，管溝見底后應隨機開展下一道工序，不然，槽底需留20厘米土層不挖做為防護層。
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