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  • 供热管道施工存在的问题及对策

  • 1、概述

    近年来,随着供热面积的逐步增长和环境压力的不断加大,位于城市市区内的供热热源逐渐向郊区转移,供热系统将会越来越多地出现长距离输送管道,输送距离早已突破传统的20 km的限制。为了满足输送的经济性要求,长距离供热管道呈现出大管径、高温度、高压力、大温差的发展趋势,以进一步提高输送能力,实现最佳的效益目标。

    长距离供热管道所负责的供热面积通常非常大,一般都超过1 000×104 m2。一个好的设计方案的实施,关键在于施工。如果在施工过程中处理不好,就会使供热管道运行时处于危险之中,影响着千家万户的供热安全性。本文结合工程实际,对供热管道施工中存在的问题及对策进行探讨。

    2、施工过程存在的问题及对策

    2.1 地下管线资料不全

    2.1.1 主要问题

    供热管道属于市政工程项目,大部分管道敷设在市区内。城市道路下面布置着各类市政配套管线,错综复杂,特别是在老城区,地下管线尤为复杂。施工过程中经常会遇到各种各样的障碍物,例如污水管道、燃气管道,设计人员就必须结合实际情况作出相应的设计变更来躲避这些障碍物。出现这种情况正是因为前期没有详细了解所设计的供热管道路由及其附近区域的现状管线资料,从而没法在设计时统一考虑管道走向,做出应力水平和稳定性更好的管道布置方案。只能在施工时,结合实际情况,遇到什么障碍,就局部躲避什么障碍。通常由于施工时间和现场空间的限制,躲避方案不一定是最佳的设计方案,有可能造成管道的局部应力偏高,存在一定的安全隐患。

    2.1.2 解决对策

    在前期没有现状管线资料或现状管线资料不全的情况下,施工时应提前统一放线,挖探坑就显得非常重要。在供热管道施工前,一定要做好沟槽的定位工作,宜采取整体放线、统一开挖的办法,以提前统筹调整施工中碰到的障碍物。例如,在某一供热管道敷设的路径上,正好遇有一根污水管道与其交叉互相碰撞,如果两根管道交叉互相碰撞的部分不是太多,就完全可以通过提前放线,然后通过计算,提前让热力管道逐渐改变坡度,最终敷设至两根管道重叠处,有效避开污水管道。这样,可以在很大的空间上通过调整供热管道的布置来躲避障碍物,而且供热管道的应力水平和稳定性也会得到很好的控制。

    随着国家智慧城市和智慧管网的不断推进,城镇各种新建管道的信息(例如,管道种类、管径、埋深、走向等)将会汇集到城镇统一的管理平台,届时,设计人员就会做出走向可控、应力可控、变更可控的设计。

    2.2 土建开槽与放管焊接配合问题

    2.2.1 主要问题

    通常供热管道某一标段中标的施工单位是一家,但是在施工现场,土建开槽和放管焊接一般是两家不同的施工队伍。土建开槽是为放管焊接服务的,应按照施工图纸上的管道位置和深度进行开挖。但是实际施工时,开槽队伍经常不按图纸要求开挖,甚至在没有任何地下障碍的农田里,竟然开挖的沟槽不是直线,而且开挖完毕就把队伍撤走。放管焊接队伍不得不在不合格的沟槽中焊接,出现了很多不合格的折角,造成管道出现局部应力集中的情况,影响供热管道安全。

    2.2.2 解决对策

    ①建设单位应尽量保证施工单位为同一队伍,而且保证在施工过程中不同工种相互配合。

    ②项目监理单位应认真负责,确保施工单位按设计图纸施工。

    2.3 施工中使用不合格的泡沫垫

    2.3.1 主要问题

    施工图中一般要求在管道的转弯处及三通处需加装泡沫垫,以吸收管道正负两个方向的热位移。泡沫垫的材料应采用密度为60~80 kg/m3的防潮型弹性聚氨酯(PUR)材质。特别要求,当供热管道热胀挤压时泡沫垫能压缩,当供热管道冷缩时泡沫垫能回弹。

    但是,施工中经常采用的是电器运输过程中保护电器用的硬质泡沫,这种泡沫材质很脆,热胀挤压时容易压碎,而当管道冷缩时不能回弹。经过几次管道热胀冷缩后,硬质泡沫就会变成碎渣,在弯头、三通处形成空穴,如果地下水位较高,就会在空穴处积存大量的地下水。

    弯头、三通属于异形件,异形件的保温层很难制作,而且保温层的接头较多。如果保温层的接头处理不好,即使一个小小的缝隙都会让空穴处的地下水进入保温层,造成保温层破坏失效、腐蚀工作管。

    2.3.2 解决对策

    ①采用质量合格、满足设计要求的泡沫垫,并严格按照设计要求施工。

    ②如果临时购买不到符合要求的泡沫垫,也可以增加弯头两端约12 m长度范围内的沟槽开挖宽度,一般增加的开挖宽度尺寸为管道保温层外直径的1倍,并且在弯头两侧回填颗粒度为0~8 mm的无黏土砂子,即保证弯头处能够自由热胀冷缩,也避免形成空穴。

    2.4 不按施工图要求回填砂

    2.4.1主要问题

    施工单位为了节省成本,经常不按照设计要求回填砂,而是将原土甚至含尖锐石块的土直接回填沟槽。那么管道运行时,应力水平就会变差,而且石块可能会直接作用于预制保温管外护管,引起外护管的应力集中而加速破坏。

    2.4.2 解决对策

    在供热管道施工中,应该严格按照施工图的设计要求回填砂。

    预制直埋保温管周围回填砂有4个优点:

    ①可以减小预制保温管保温层的垂直荷载。预制保温管周边回填的砂层,只要能紧贴保温管道,整个回填层没有空隙,无论如何夯实,砂层的密度都不会变化。在供热管道直埋系统中,回填的砂层的刚度最大,土层的刚度最小,预制保温管的刚度居中。可以将保温管、砂层及土壤的变形与受力情况简化成弹簧模型,当管顶施加荷载时,在不同刚度的弹簧组合中,刚度大的弹簧受到较大的作用力。因此,管道周围回填砂,可以有效地提供对垂直荷载的支撑,与回填土相比,减小了预制保温管保温层的垂直荷载。

    ②具有均压作用。

    ③可以消除应力集中。

    ④可以保证回填质量。

    2.5 管道保温层补口质量不合格

    2.5.1 主要问题

    管道保温层补口经常采用电热熔套连接,然后在电热熔套上钻出发泡用的小孔,用移动发泡机进行现场发泡,发泡完成后,再用热熔堵头将小孔堵死。实际上,直径约10 mm的发泡孔仅用熔化的堵头根本密封不上,供热管道运行时,首先开裂破坏的就是这个部位。

    2.5.2 解决对策

    ①防水是保证保温层补口质量的重中之重,因此,必须保证在保温层补口过程中管道端口处不被地下水浸泡,保证保温层的干燥。在保温层补口保温前应该检查端头聚氨酯泡沫是否进水,如果端头聚氨酯泡沫进水,应去除含水的聚氨酯泡沫。

    ②电热熔套材质必须与保温管外护管材质相同,宜采用同一厂家生产的保温管外护管和电热熔套。

    ③建议管道补口先采用电热熔套连接,再用热收缩套进行二次密封,有效保证补口不浸水。

    2.6 供热管道冲洗不合格

    2.6.1 主要问题

    供热管道安装完成之后,必须按照设计要求进行冲洗工作。如果没有冲洗或者冲洗不到位,那么残留在管道中的泥沙就会堵塞换热器,使其换热能力大大降低,进而导致一级供热管网的热量传递不出去、二级供热管网得不到足够的热量,不得已供热企业只好通过加大二级供热管网的循环水流量为代价来得到所需的热量。这样,不仅使运行费用大大增加,而且给人以热源供热能力不足的假象。

    例如,某供热工程投产后的几个供暖期中,热力站一级供热管网的温差远小于设计温差,为了保证热用户用热,二级供热管网循环水流量为设计流量的5倍之多。经过专业分析,原因可能是板式换热器堵塞。热力公司在停暖期组织人员对换热器进行了清洗,从板式换热器里清洗出来大量的污垢。在清洗后的供暖期中,该热力站一级供热管网的温差基本达到了设计温差,二级供热管网循环水流量也比清洗前减少了很多。因此,在施工完成后必须对供热管道进行清洗,而且保证管网运行时的水质要求。

    2.6.2 解决对策

    按照CJJ 28—2014《城镇供热管网工程施工及验收规范》的要求,做好供热管道冲洗工作。为了将残存在管道内的杂物冲洗出去,冲洗应连续进行并且宜加大管道内的冲洗水流量,管道内冲洗水的平均流速不应低于1.5 m/s。当循环冲洗的水质较脏时,应更换循环冲洗的水继续进行冲洗,直至排水中全部固形物含量接近或等于清洁的清洗用水全部固形物含量时为合格。

    3、结语

    施工单位应严格按照CJJ 28—2014《城镇供热管网工程施工及验收规范》以及相关专业施工规范,针对现场实际情况,编制科学合理的施工方案。施工过程中,施工单位应与建设单位、设计单位及监理单位密切配合,按照设计要求及相关标准规范、规定进行施工,确保工程质量达标。监理单位应严格监督施工单位按图施工,同时建设单位必须有主人翁意识,通过各方相互配合,共同保证供热管道施工质量,确保供热安全可靠。



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  • 2020.06.29