姜彪祖 甘肅省安裝建設集團有限公司工程師
供熱管道工程是市政工程的重要內容,施工問題是影響管道的保溫性能和供熱效果的常見因素。供熱管道易受腐蝕,需要在安裝施工期間加強保溫,并進行防腐處理,同時對供熱管道的施工過程進行監(jiān)管,以保證供熱管道的安裝施工質量。
1.1.1 質量方面的管理有待加強
市政供熱管道工程的管理工作存在不夠全面、不夠細致、不夠科學的問題。例如,管道的材料非常重要,但各個區(qū)段的管道在型號和性能的要求上有很大差異,若沒有注意材料的區(qū)分,使材料混亂,則會影響正常施工。保溫材料的強度、防腐性、保溫性都會影響供熱的效果和維修成本,管理過程易忽視個別材料的質量問題,使供熱管道工程存在一定的隱患。在實際運行過程中,有可能出現破裂、漏氣等問題,嚴重影響供熱效率和供熱安全。
1.1.2 供熱管道的放線過程存在一定問題
放線工作是供熱管道施工的基礎性工作,放線的位置直接決定了后期的施工位置,放線不夠準確會使管道的安裝產生較大偏差。放線工作往往會安排在配套管線的施工中,具有一定的復雜性。若不重視放線工作,將會對后期的工作帶來影響。例如,溝槽開挖之前,需要先進行定位和放線,若前期的定位不夠準確,就會使后面的工作出現問題,影響溝槽的開挖。
城市供熱系統中最關鍵的就是供熱管道,市政供熱管道工程往往要建設較長的時間,而且地上地下的環(huán)境都非常復雜,具有較高的施工難度,應結合現場的環(huán)境情況采用合適的敷設方法,降低供熱管道工程的成本,提高供熱管道的質量。市政供熱管道有以下4 種安裝施工的方法。
1.2.1 架空敷設
架空敷設方法不必在地面上進行挖掘和回填,可以根據架空高度的不同進行劃分,采用低、中、高3 種架空方式。供熱管道位于地上,可以隨時對其進行檢查和維修。但是露天環(huán)境下易受到外部溫度的影響,使管道內部熱量流失,所以一定要加強架空管道的保溫性能。若管道的保溫性較差,則將會增加后期的維護成本。
1.2.2 直埋敷設
直埋敷設就是直接把供熱管道埋到地下,管道處于土層中,外表面的保溫層與防護層會直接接觸到土壤。一般會在土壤質量好、有較長防護距離以及土壤中存在管位的情況下使用直埋敷設的方法。
1.2.3 地下管溝敷設
地下管溝敷設的使用有一個前提條件,就是施工區(qū)段中沒有正在檢修和開挖的道路,確保施工區(qū)域有良好的地下埋設條件。地面和土層的壓力會對管溝產生影響,長期處于地下環(huán)境中容易受到腐蝕,若防腐性能較差,就要經常進行檢查和維修。
1.2.4 綜合管廊
按照綜合管廊的方法進行安裝施工,其優(yōu)點是能夠使管線和管道相互協調,不會對城市中的道路和交通產生影響,缺點在于建設的成本相對較高。
為保證供熱管道施工期間的各項工作能夠有序推進,需要在安裝施工之前做好相應的準備工作,為后期的管道安裝工作提供良好的施工環(huán)境以及相應的材料和設備,保證供熱管道安裝施工的安全和工程建設的質量。
首先,在材料的管理工作中,應對工程中需要使用的材料進行檢查,保證管道的數量滿足圖紙規(guī)劃的要求。注意材料的型號規(guī)格和性能質量,確保供熱管道的相關材料都符合規(guī)范和標準,滿足設計的要求。施工材料入庫后,需要組織監(jiān)理人員全面檢查供熱管道質量和外觀情況,確定管道壁厚、管道長度、焊縫以及坡口等,并檢查管道的對接角度以及閥口啟、閉的靈活度,按照標準檢驗管道是否符合水壓試驗要求。其次,在人員的管理工作中,需要保證施工人員掌握管道安裝施工的技術,了解管道安裝施工的流程和注意事項。同時應當對施工人員進行考核和評估,在供熱管道安裝施工之前合理組織施工人員。再次,在機械設備的管理中,應提前準備好供熱管道工程需要的設備,還要對機械設備進行維護,避免出現故障,影響供熱管道的施工。使用之前需要對機械設備進行試運行,確保機械設備能夠正產運行。最后,要加強設計環(huán)節(jié)的管理。供熱管道的規(guī)劃設計會在很大程度上影響供熱效果和建設成本,施工人員需要根據圖紙進行施工,若圖紙不夠合理、不夠精確,就會使施工受到影響。
此外,設計人員要對城市環(huán)境有所了解,對管道所在的區(qū)域進行調研,對地下管線分布情況進行勘查,避免供熱管道和其他管道相互影響,確保圖紙中的內容能夠符合現場的環(huán)境條件[1]。
2.2.1 測量放線
測量放線工作是供熱管道施工的首要環(huán)節(jié),負責測量放線工作的施工人員需要掌握專門的技能,具備一定的經驗,避免施工現場的測量放線與圖紙中的位置有所偏差。測量放線人員需要注意閥門和支墩的位置,對管道位置進行確定時,應以中心線為基準。施工人員要對測量中的數據進行分析,測量工作完成后還要進行復查,確保數據的精確性,使放線的位置更加精準。若在測量時遇到了問題,則需要及時和相關人員進行商討。
2.2.2 溝槽開挖
直埋供熱管道施工過程中,溝槽開挖可以保證施工質量。在溝槽開挖之前,需要先對地質情況進行勘查,根據勘查報告分析土壤類型和土質情況。面對不同的土壤條件時,要計算具體的放坡系數,制定不同的開挖方案,選擇合適的支護方式。如果加強支撐就可以減小溝槽兩側的坡度,那么開挖的過程中不可以出現倒坡的問題,也不可以出現根部超挖的問題。當開挖的深度較深時,可以采用分層開挖的方法,提前確定好堆放土壤的位置,同時還要確定管道和機械設備的出入點,確定好位置后才能進行下管。
開挖時要明確挖掘的深度,對開挖區(qū)域的土質條件進行分析,對溝槽邊坡進行設計,合理設計下坡腳和槽邊的距離。若地下水的水位過高、溝槽的深度>5 m、地質條件較差,則需要對施工方案進行討論,監(jiān)理人員、設計人員、勘察人員以及施工人員要共同進行商討,制定一個可行的施工方案。開挖期間應做好防護工作,對周圍進行圍擋,避免基坑周邊出現變形的情況。為了避免降雨對工程的影響,需要提前進行預防,將閉合的土埂鋪到溝槽周邊的區(qū)域,避免雨水全部流到溝槽中。還可以挖排水溝,設置集水井,用水泵進行排水,直到槽底沒有積水的情況下才能繼續(xù)施工。挖到槽底時,留出20 cm 厚的土層。該土層是溝槽的保護層,開挖完成后進行人工清底,開挖時檢測槽底高程,避免施工時出現超挖現象[2]。
供熱管道安裝施工期間,采用寬度超過50 mm 的柔性吊裝方式,材料裝卸時,避免管道之間相互碰撞、地面拖拉等,確保供熱管道外觀完整,并避免刮碰。供熱管道兩邊采取防護措施,確保材料堆放有序,周邊避免存放硬質雜物或是有大量積水。
供熱管道正式安裝前,需要按照檢測標準對管道進行二次檢驗,判斷表面完好度,并由專業(yè)人員負責修復問題管道,修復后若管道仍然無法滿足供熱管道設計使用標準,則需要及時更換。此外,管道鋪設前需要科學測量管道長度,并充分磨光、修正管道切口部位,以便后續(xù)管道對接。
供熱管道運輸到施工現場后,需要先進行排管,確定好每個管件的位置,測量管道的長度,對排管的具體位置進行標記,記錄下每個管件的尺寸。下管的過程中,使用專門的機械設備,如利用吊車進行下管時,使用尼龍吊帶對管道材料進行吊裝,仔細檢查每一個管件,保證管件的質量和下管的安全。用吊車下管時,要和溝邊保持一定的距離,確保兩者的距離超過2.5 m。下管之前,注意將管道內部和溝槽中的雜物清理干凈。下管工作完成后,要將管道連接到一起。
采用直埋敷設方法時,應注意直管段的管道軸線,檢測管道的坡度,控制好供水管和回水管的間隔距離,確保各個附件和折點位置的準確性。連接時控制好管口,確保管道直順,以免出現管道坡度不一致的問題[3]。焊接時,應將管道的誤差控制在2 mm 以下,施工人員可以用目測的方式進行觀察,避免管道出現上下起伏的情況。
為保證管道安裝質量安全,一般采用氬氣保護焊統一處理焊接管道及其管件,避免焊接時管道表層出現裂紋、氣孔以及夾渣等問題。若焊接管道厚度>8 mm 且存在脫口接頭,則焊接工作層不低于3 層。首層焊接時,尾部需保持均勻充分焊接,避免電焊燒穿管道等。不同層級管道接頭采用錯開焊接方式,每層焊接厚度控制為焊條內徑的0.8 ~1.2 倍。每次管道焊接工作滯后,需要采用角向磨光機徹底清理管道表層殘渣和飛渣物質,并對管道焊接口位置情況進行充分檢查,若存在缺陷則要及時清理,之后再進行安裝施工。
通常,供熱管道彎曲的角度超過150°時,需要安裝自然補償裝置,可以對管道進行分段并在每段管道上安裝補償器,減少熱脹冷縮對管道的影響。安裝補償器時,可以在兩側安裝導向支架,確保補償器與管道的中心線能夠完全重合。安裝閥門時,保證閥門的垂直度,閥門與操作平臺或地面的距離要在1 100 ~1 200 mm。
管道安裝時法蘭和管道構件需保持同軸工作狀態(tài),螺栓孔中心偏差不可大于孔徑的5%,最大垂直允許偏差為0 ~2 mm,之后需要觀察供熱管道分段管閥門和焊接球球閥等部位。在水平焊接球閥運行時,確保球閥門完全開啟;在安裝垂直管道時,需要確保下放焊接泵閥門關閉,不可直接將閥門當做管道末端主板使用。為避免后續(xù)工段閥門損壞,需要在管道閥門后設置堵板,并將其放置在閥門和主板熱水管道間。管道閥門要完全充水,并在安裝完后進行1 ~2 次測試,確保運行正常。
2.5.1 浸泡
市政供熱管道完成安裝施工工作之后,需要進行灌水浸泡,這個過程的時長應超過48 h。通過灌水浸泡檢查管道的質量,重點檢查管道接口部位和預留口部位,若檢查的過程中發(fā)現個別區(qū)域存在滲漏水的現象,則要對相應的部位進行處理。
2.5.2 試壓
為了判斷供熱管道的性能,需要對其進行試壓,通過增加水壓來判斷管道強度,檢查管道的嚴密性。對管道進行嚴密性試驗時,先在供熱管道內部連續(xù)沖水12 h,將水壓控制為0.35 MPa。此外,在檢查管道是否存在滲透問題或其他異常情況時,為了保持一定的壓力,可以在試壓期間繼續(xù)補水,若試驗2 h 內并未出現這些問題,則管道施工質量達標。對管道強度進行試驗時應控制壓力,以設計的工作壓力為標準,不能超過正常工作壓力的1.5 倍,同時壓力不應過小,確保不低于0.5 MPa。試驗的過程中要對壓力值進行檢測,每當壓力降低0.02 MPa,就要向管道中注水,若漏水量低于規(guī)定的標準,就說明管道強度符合要求。若發(fā)現泄漏問題,則不能在帶壓狀態(tài)下進行處理,應解決該問題后再重新進行檢測。
施工人員需要對供熱管道進行沖洗,使供熱管道保持清潔的狀態(tài)。管道安裝完成后,要對其進行沖洗和消毒,避免管道壁上存在較多的有機雜質或無機雜質。針對此有以下幾點注意事項。一是,沖洗的過程中需要注意水流速度,對水壓進行調節(jié)。通常水流速度要超過1 m/s,且要對管道進行連續(xù)沖洗,不能間斷,當管道出水口區(qū)域和入水口區(qū)域水的渾濁程度、顏色完全一致時,就可以停止沖洗。二是,對供熱管道進行消毒時,通常會使用含氯水進行浸泡。配置含氯水時,水中的氯離子含量應超過20 mg/L,當管內充滿含氯水時,關閉全部的閥門,浸泡時間應超過24 h。
沖洗消毒和試壓合格后,可以進行回填工作,將回填土中的碎石、磚塊清理出去,每次回填的高度應處于0.1 ~0.5 m,分層夯實回填土,當上一層回填土夯實后才能進行下一層的回填。當回填土與管道頂部的距離超過0.5 m 時,可以根據回填順序拆除溝槽的支撐。
無論是架空管道還是地下敷設管道,都容易受到外部環(huán)境的影響,導致熱量流失和管道腐蝕,因此應加強保溫和防腐處理。
2.7.1 及時清理管道壁上的雜質
管道壁是保溫防腐的重點,供熱管道一直處于地下環(huán)境中,不同的土壤條件有著不同的腐蝕性,若是架空管道,則易受到外部環(huán)境溫度和雨雪天氣的影響,應當在安裝施工時對管道內壁進行檢查和清理,避免管壁上存在污染物質,使管壁更加干凈,避免受到嚴重腐蝕,保證管道的供熱效果。
2.7.2 增加保護層
不同的供熱管道有著不同的材質,不同材質有著不同的保溫防腐性能,應當在管道表面增加一層保護層。大部分管道都會采用金屬材質的管材,而金屬易受腐蝕,因此一定要對金屬材質的管道進行保護??梢詼蕚浞栏阅茌^好的防腐漆,將其涂抹到管壁上,增強供熱管道的防腐性能,避免管道出現嚴重的腐蝕問題。
2.7.3 使用保溫防腐性能較好的材料
市政供熱管道工程對保溫防腐施工提出了很高的要求,必須要保證材料的保溫防腐性能符合規(guī)定的標準。另外,保溫材料盡量采用輕質材料,以免增加管道的負擔。選擇保溫材料時還要分析吸水能力,優(yōu)先選擇吸水能力更強的材料。另外,管道在土壤環(huán)境中容易受到電化作用的影響,為保證供熱管道的防腐性能,要使用防腐性能較強的材料。防腐材料的類型相對較多,可以根據管道的實際情況使用石油瀝青或聚乙烯膠粘帶等[4]。
為了保障供熱管道的安全運行,提升安裝施工質量,達到良好的供熱效果,不僅要在工程施工期間進行管理,還要在管道正式開始使用后加強管理。安排專門的管理人員,落實責任制度,強化管理人員的責任意識,使管理人員認識到管道建設的目的和質量管理的重要性,及時發(fā)現并解決市政供熱管道運行中的問題,確保管道能夠正常運行。另外,管理人員還要重視供熱管道施工期間的質量管理工作,對供熱管道工程的整個建設過程進行監(jiān)管,從源頭上消除管道的隱患,避免運行期間的供熱管道出現嚴重的問題[5]。
直埋敷設供熱管道期間,應用冷補償安裝技術較多,這種施工技術無需投入較多成本。采用該技術敷設供熱管道時,覆土操作前無需提前預設應力,在管道得到熱應力后,若是無法有效轉換,則供熱管道會受熱拉伸,溫度出現大幅度變化,導致局部應力增加。此外,采用該技術輻射管道可以控制溫度,但是只有在固定溫度下進行才能夠保證熱力管道穩(wěn)定運行。
施工安裝期間,市政工程供熱管道的施工人員需要按照規(guī)范步驟開展工作。在施工過程中控制好供熱管道安裝的質量,對供熱管道的細節(jié)部位進行檢查。在后期運行期間,也要對供熱管道進行檢查,發(fā)現異常情況及時進行分析和處理,確保供熱管道能夠在后期使用的過程中安全運行,為城市居民提供良好的供暖服務。