“鋼套鋼”直埋蒸汽管道施工技術(shù)

朱 亞 東

(平煤神馬建工集團有限公司，河南 平頂山 467000)

“鋼套鋼”直埋蒸汽管道施工技術(shù)

朱 亞 東

(平煤神馬建工集團有限公司，河南 平頂山 467000)

重點介紹了外護管滑動法安裝“鋼套鋼”直埋蒸汽管道的工藝原理、施工流程及操作要點。并與傳統(tǒng)施工方法進行比較分析，結(jié)果表明，該技術(shù)安裝工期短，應(yīng)用效果好，降低了工程造價。

“鋼套鋼”直埋蒸汽管道,外護管滑動法,導(dǎo)向支架

1 概述

近年來，我國城市集中供熱規(guī)模不斷擴大，直埋蒸汽管道施工技術(shù)在我國城鎮(zhèn)集中供熱管網(wǎng)中大量應(yīng)用。CJJ 104—2005城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī)程及CJ/T 200—2004城鎮(zhèn)供熱直埋預(yù)制蒸汽保溫管技術(shù)條件等行業(yè)標準相繼發(fā)布。在各種類型的直埋蒸汽管道中，“鋼套鋼”結(jié)構(gòu)更能有效的保證蒸汽管網(wǎng)的安全運行。

我們在“鋼套鋼”直埋蒸汽管道施工中，利用“鋼套鋼”導(dǎo)向支架保溫管道的工作管與外護管可以相對滑動的特點，在傳統(tǒng)施工方法的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新了導(dǎo)向支架保溫管的施工方法——外護管滑動法。該技術(shù)在改善外護管防滲質(zhì)量和加快施工進度方面效果顯著，技術(shù)先進，取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。

2 工藝原理

“鋼套鋼”管道，指內(nèi)工作管與外護管組成為一體的管道，外護管保護工作管的正常運行。其支架型式根據(jù)管道的位置及用途的不同，分為固定支架、滑動支架和導(dǎo)向支架三種。

在彎頭、折角等改變方向管件連接的直管段中通常使用導(dǎo)向支架。導(dǎo)向支架用于限制工作鋼管在外保護層鋼管中的移動空間，防止工作鋼管的徑向位移，使工作管只能沿著管道軸向自由伸縮。導(dǎo)向支架結(jié)構(gòu)及“鋼套鋼”導(dǎo)向支架保溫管詳見圖1。

傳統(tǒng)“鋼套鋼”外護管組對焊接方法：加工一段與外護管規(guī)格一致、接管尺寸相等的鋼套管，沿管道軸向均勻割成兩半，將邊緣打坡口，然后與安裝好的外護管進行組對焊接。

外護管滑動法：利用“鋼套鋼”導(dǎo)向支架保溫管工作管與外護管可以相對滑動的特點，安裝時滑動外護管進行組對焊接，與傳統(tǒng)施工方法相比減少了外護管焊接工作量的1/3以上。在預(yù)制“鋼套鋼”導(dǎo)向支架保溫管時將工作管一端長出外護管200 mm～300 mm并加設(shè)臨時支撐，工作管焊接完畢后對焊縫進行X射線探傷，檢測結(jié)果合格后對焊口進行防腐保溫處理，然后拆除臨時支撐，使用手拉葫蘆等機具滑動外護管進行組對焊口。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1施工工藝流程

施工工藝流程為：

管溝定位放線開挖→溝底鋪設(shè)砂墊層→管道預(yù)制、布管→“鋼套鋼”管道安裝→管溝回填→管網(wǎng)系統(tǒng)試壓吹掃→試運行。

3.2操作要點

3.2.1管溝定位放線開挖

管溝定位應(yīng)由測量人員根據(jù)設(shè)計圖紙并結(jié)合施工現(xiàn)場地形條件，對管溝進行定位放線。在管線方向改變處設(shè)置轉(zhuǎn)角樁，在變坡點打水平樁。轉(zhuǎn)角樁、水平樁測量應(yīng)準確無誤，載地應(yīng)牢固，載樁處設(shè)置明顯標志。管溝開挖一定深度后，打腰樁或斜度板控制管溝開挖的尺寸。

開挖過程中應(yīng)進行中線、橫斷面、高程的校核，要求管溝斷面尺寸準確，溝底標高符合設(shè)計要求，溝內(nèi)無塌方，無積水、無雜物，轉(zhuǎn)角符合要求，避免超挖及二次開挖。

3.2.2溝底鋪設(shè)砂墊層

當(dāng)管溝底部地基松軟時，溝底應(yīng)進行夯實處理或澆筑100 mm厚混凝土墊層。溝底為重濕隱性土質(zhì)時，應(yīng)鋪墊碎石并夯實；溝底為巖石層時須鋪墊不少于200 mm厚的砂土層。

3.2.3管道預(yù)制、布管

“鋼套鋼”預(yù)制保溫管道為組合管道，管道在運輸及安裝施工時方向應(yīng)正確。施工中在“鋼套鋼”保溫管道正上方焊接吊耳便于吊裝及管道方向找正。利用計算機技術(shù)對現(xiàn)場管道進行模擬排列布置，依次對管道焊口進行編號，并繪制出布管簡圖，管道運至施工現(xiàn)場按圖排放。根據(jù)運輸、現(xiàn)場情況及工藝條件，宜將管道及管件焊接成預(yù)制管組，使用專用吊具進行吊裝，吊裝過程中不得損壞管道。

3.2.4“鋼套鋼”管道安裝

管口坡口修正→工作管組對焊接→工作管焊口X射線檢測→分段充水試壓→臨時支撐拆除→焊口防腐保溫→滑動外護管→外護管焊接→外護管超聲波檢測→焊口防腐。

1)根據(jù)設(shè)計要求的管徑、壁厚和材質(zhì)，進行鋼管的質(zhì)量檢驗，矯正管材的平直度，整修管口及加工坡口。

2)采用氬弧焊打底，電弧焊夾層、蓋面的焊接方法。

3)工作管的焊接質(zhì)量對直埋蒸汽管道的安全運行至關(guān)重要，焊縫萬一發(fā)生泄漏，會造成全部保溫材料失效[1]。因此要求對焊縫進行100%X射線探傷。

4)按設(shè)計要求分段進行嚴密性試驗和強度試驗。

5)拆除工作管與外護管之間的臨時支撐，保證管道運行過程中能自由位移。

6)工作管焊口保溫完畢，在外護管焊口處使用0.3 mm厚100 mm寬白鐵皮保護保溫層，避免外護管修口、焊接時損壞保溫層。

7)外護管滑動采用手拉葫蘆配合吊車，將需組對管道輕微吊起離開地面，依靠手拉葫蘆調(diào)整外護管進行組對焊接。外護管具有連續(xù)密封、防水、防腐等功能，是保證保溫結(jié)構(gòu)完好及絕熱材料性能穩(wěn)定的重要屏障。外護管一般按0.6 MPa壓力等級焊接，并進行超聲波探傷，以保證焊縫的嚴密性和強度。

8)外護管焊口和預(yù)留未涂刷部位進行防腐。

3.2.5管溝回填

土方回填應(yīng)分層夯實，管底及兩側(cè)和管頂上部200 mm范圍內(nèi)不得有直徑大于100 mm的塊石或硬物，胸腔部位的回填土密實度不應(yīng)小于95%，管頂或結(jié)構(gòu)頂上500 mm范圍內(nèi)的回填土密實度不應(yīng)小于85%，其余部位按原狀回填。管道接頭工作坑部位回填可采用水撼砂的方法分層撼實。管頂500 mm范圍內(nèi)應(yīng)輕夯夯實，確保管道完好。

3.2.6管網(wǎng)系統(tǒng)試壓吹掃

進行管網(wǎng)系統(tǒng)水壓試驗，試壓時緩慢進行升壓。壓力達到要求的試驗壓力時，穩(wěn)壓觀察10 min，管網(wǎng)無異?，F(xiàn)象時，將壓力降至嚴密性試驗壓力，保持恒壓30 min，管身無破損及漏水現(xiàn)象，壓力表指針又無變化，可判定系統(tǒng)試壓合格。

試壓合格后應(yīng)及時進行系統(tǒng)吹掃，徹底清除管道安裝和試壓過程中殘留的熔渣、銹質(zhì)、污物。吹掃前先暖管，暖管速度不宜過快并應(yīng)及時疏水。暖管一般不少于4 h，這個過程要分階段進行，溫度每升高到一個設(shè)定值后，要保持恒溫一段時間，使保溫層內(nèi)的水分能夠沿排潮口順利排出，暖管過程中會有大量的凝結(jié)水集結(jié)，必須開啟疏水裝置排凈集水。暖管合格后方可開啟閥門進行吹掃。吹掃口的朝向、高度及傾角要根據(jù)場地情況來定。吹掃口要進行臨時加固處理，根據(jù)管徑及壓力大小，選用合適型號的槽鋼，制作成三角架進行加固。調(diào)壓設(shè)施不得與管道同時進行吹掃，應(yīng)完全拆除或隔離[2]。

3.2.7試運行

試運行前，管網(wǎng)系統(tǒng)各種設(shè)備、設(shè)施、儀表應(yīng)完好無損，閥門靈活可靠，疏水系統(tǒng)暢通無阻；直埋管道覆蓋土層無塌陷，井室無積水、雜物，井蓋完好，閥門操作靈活可靠，排潮管暢通無堵塞。系統(tǒng)試運行前先暖管，暖管分階段進行：先主干管，后支干管。暖管過程應(yīng)緩慢、平穩(wěn)。暖管開始時，打開疏水閥，緩慢開啟供汽閥門。首先在蒸汽壓力0.1 MPa下暖管30 min，檢查暖管期間，管道、閥門、管件是否正常；發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)停止暖管，及時處理后，再進行暖管操作；若無異常，再提高蒸汽壓力至0.2 MPa，暖管1 h。暖管時管內(nèi)蒸汽溫度應(yīng)在150 ℃以下，暖管時間長短以排潮管不排汽為宜。暖管過程中，若排潮管排汽量較大，穩(wěn)定24 h后仍有增無減，應(yīng)停止暖管，檢查泄漏點，經(jīng)處理后方可重新啟動。暖管結(jié)束，再提高蒸汽壓力至0.4 MPa，保持1 h，如無異常，升壓至0.6 MPa，仍保持1 h。若無異常，關(guān)閉疏水閥，供汽參數(shù)調(diào)至設(shè)計要求后連續(xù)運行72 h[3]。

4 效益分析

4.1社會效益

直埋蒸汽管道減少了占地面積，節(jié)約了耕地?！颁撎卒摗闭羝艿乐甭穹笤O(shè)與地溝敷設(shè)方式相比，管道熱損失可減少15%左右，比架空敷設(shè)約減少40%[4]，而且“鋼套鋼”直埋管道省去了地溝的維護費用，不影響城市環(huán)境。

4.2經(jīng)濟效益

與傳統(tǒng)施工方法相比，該施工技術(shù)在每個“鋼套鋼”外護管組對焊接中減少了一道焊口的作業(yè)量。以φ920×φ478的“鋼套鋼”保溫管道為例，每處外護管碰口節(jié)約人工費26.2元、節(jié)約材料費30.38元、節(jié)約機械費81.58元，千米“鋼套鋼”管線84處導(dǎo)向支架管道焊口可節(jié)約工程費用11 605.44元。

5 結(jié)語

外護管滑動法施工“鋼套鋼”直埋蒸汽管道在四礦熱電廠至三礦蒸汽管網(wǎng)、四礦熱電廠至一礦醫(yī)院蒸汽管網(wǎng)、坑口電廠至十一礦蒸汽管網(wǎng)和田莊選煤廠集中供熱工程中均有成功應(yīng)用。與傳統(tǒng)施工方法相比，該法可以減少“鋼套鋼”外護管焊接量的1/3以上，在大幅度提高外護管防滲質(zhì)量的同時有效縮短施工工期。該技術(shù)在“鋼套鋼”導(dǎo)向支架保溫管的安裝，以及穿越鐵路、公路、河道的地下管道工程中利用頂管技術(shù)形成過路套管后的穿管施工中具有很高的推廣價值。

[1] 王衛(wèi)東.直埋“鋼套鋼”蒸汽管道施工監(jiān)控要點[J].市政技術(shù)，2007(1)：18-20.

[2] 林展翼.直埋蒸汽管安裝的要點[J].廣東化工，2007(9)：124-126.

[3] 中國建筑工業(yè)協(xié)會.現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[4] 崔躍建.高溫蒸汽管網(wǎng)直埋技術(shù)的應(yīng)用[J].石油工程建設(shè)，2002(5)：31-32.

“Steelsetofsteel”directlyburiedsteampipelineconstructiontechnology

ZhuYadong

(ChinaPingmeiShenmaConstructionGroupLimitedCompany,Pingdingshan467000,China)

This paper introduces the protection pipe outside sliding method installation “steel set of steel” directly buried steam pipeline principle of process, construction process and key operation. And with the traditional construction method for comparative analysis, the results show that, the technical installation period is short, application effect is good, reduce project cost.

“steel set of steel” directly buried steam pipeline, outer security tube sliding method, guide bracket

1009-6825(2017)28-0091-03

2017-07-21

朱亞東(1982- )，男，工程師

TU995.2

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