城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術

第一節(jié)城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術1總則1.0.1為統(tǒng)一我國城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程的設計、施工及驗收標準，促進直埋管道技術的發(fā)展和推廣，制定本規(guī)程。1.0.2本規(guī)程適用于供熱介質(zhì)溫度小于或等于150℃、公稱直徑小于或等于DN500mm的鋼制內(nèi)管、保溫層、保護外殼結合為一體的預制保溫直埋熱水管道。1.0.3在地震、濕陷性黃土、膨脹土等地區(qū)應遵守《室外給水排水和煤氣熱力工程抗震設計規(guī)范》（GB50032）、《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GBJ25）、《膨脹土地區(qū)建筑地基技術規(guī)范》（GBJ112）的規(guī)定。1.0.4直埋供熱管道工程設計、施工和驗收除應符合本規(guī)程外，尚應符合《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》（CJJ34）、《城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范》（CJJ28）等國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。3管道的布置和敷設3.2敷設方式直埋供熱管道的坡度不宜小于2%。，高處宜設放氣閥，低處宜設放水閥。管道應利用轉角自然補償，10°?60°的彎頭不宜用做自然補償。從干管直接引出分支管時，在分支管上應設固定墩或軸向補償器或彎管補償器，并應符合下列規(guī)定：1分支點至支線上固定墩的距離不宜大于9m。2分支點至軸向補償器或彎管的距離不宜大于20m。三通、彎頭等應力比較集中的部位，應進行驗算，驗算不通過時可采取設固定墩或補償器等保護措施。當需要減少管道軸向力時，可采取設置補償器或對管道進行預處理等措施。當對管道進行預處理時，應符合本規(guī)程附錄A的規(guī)定。當?shù)鼗浻膊灰恢聲r，應對地基做過渡處理。埋地固定墩處應采取可靠的防腐措施，鋼管、鋼架不應裸露。2.9軸向補償器和管道軸線應一致，距補償器12m范圍內(nèi)管段不應有變坡和轉角。3.3管道附件3.3.1直埋供熱管道上的閥門應能承受管道的軸向荷載，宜采用鋼制閥門及焊接連接。直埋供熱管道變徑處（大小頭）或壁厚變化處，應設補償器或固定墩，固定墩應設在大管徑或壁厚較大一側。直埋供熱管道的補償器、變徑管等管件應采用焊接連接。4管道受力計算與應力驗算4.1一般規(guī)定4.1.1直埋敷設預制保溫管道的應力驗算采用應力分類法。本章適用于整體式預制保溫直埋熱水管道；同時，鋼制內(nèi)管材質(zhì)應具有明顯的屈服極限。直埋敷設預制保溫管道在進行受力計算與應力驗算時，供熱介質(zhì)參數(shù)和安裝溫度應符合下列規(guī)定：1熱水管網(wǎng)供、回水管道的計算壓力應采用循環(huán)水泵最高出口壓力加上循環(huán)水泵與管道最低點地形高差產(chǎn)生的靜水壓力。2管道工作循環(huán)最高溫度，應采用室外采暖計算溫度下的熱網(wǎng)計算供水溫度；管道工作循環(huán)最低溫度，對于全年運行的管網(wǎng)應采用30℃，對于只在采暖期運行的管網(wǎng)應采用10℃。3計算安裝溫度取安裝時當?shù)氐淖畹蜏囟取?.1.6管道徑向位移時，土壤橫向壓縮反力系數(shù)C宜根據(jù)當?shù)赝寥狼闆r實測或按經(jīng)驗確定。管道水平位移時，C值宜取1X106?10X106N/m。；對于粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土回填密實度為90%?95%時，C值可取3X106?4X106N/m3。管道豎向向下位移時，C值變化范圍為5X106?100X106N/m3。4.1.8直埋預制保溫管的應力驗算，應符合下列規(guī)定：l管道在內(nèi)壓、持續(xù)外載作用下的一次應力的當量應力，不應大于鋼材在計算溫度下的基本許用應力［。］。2管道由熱脹、冷縮和其它因位移受約束而產(chǎn)生的二次應力及由內(nèi)壓、持續(xù)外載產(chǎn)生的一次應力的當量應力變化范圍，不應大于鋼材在計算溫度下基本許用應力［。］的3倍。3管道局部應力集中部位的一次應力、二次應力和峰值應力的當量應力變化幅度不應大于鋼材在計算溫度下基本許用應力［。］的3倍。4.3.9采用套筒、波紋管、球型等補償器對過渡段的熱伸長或分支三通位移進行補償，當過渡段一端為固定點或錨固點時，補償器補償能力不應小于過渡段熱伸長量（或分支三通位移）的1.1倍；當過渡段的一端為駐點時，應乘以1.2的系數(shù)，但不應大于按過渡段最大長度計算出的伸長量的1.1倍。轉角管段的應力驗算.4.1直埋水平彎頭和縱向彎頭升溫彎矩及軸向力可采用彈性抗彎鉸解析法或有限元法進行計算。當采用彈性抗彎鉸解析法時，應符合本規(guī)程附錄C的規(guī)定。計算彎頭彎矩變化范圍時，管道的計算溫差應采用工作循環(huán)最高溫度與工作循環(huán)最低溫度之差；計算轉角管段的軸向力時，管道的計算溫差應采用工作循環(huán)最高溫度與計算安裝溫度之差。.4.3“Z”型、“II”型補償管段可分割成兩個“L”型管段，并可采用彈性抗彎鉸解析法進行彎頭彎矩及軸向力的計算。分割時應使：“Z”型管段以垂直臂上的駐點將管段分為兩個“L”型管段；對于兩側轉角相同的“Z”型管段，駐點可取垂直臂中點。“II”型管段自外伸臂的頂點起將兩個外伸臂連同兩側的直管段分為兩個“L”型管段。三通加固直埋供熱管道的焊制三通應根據(jù)內(nèi)壓和主管軸向荷載聯(lián)合作用進行強度驗算。三通各部分的一次應力和二次應力的當量應力變化范圍不應大于3［。］;局部應力集中部位的一次應力、二次應力和峰值應力的當量應力變化幅度不應大于3［。］。當不能滿足上述條件時應進行加固。三通加固應采取下列一項或幾項措施進行：1加大主管壁厚，提高三通總體強（度包括采用不等壁厚的鑄鋼或鍛鋼三）通；2在開孔區(qū)采取加固措施（包括增加支管壁厚），抑制三通開孔區(qū)的變形；3在開孔區(qū)周圍加設傳遞軸向荷載的結構。當不進行應力測定和計算時，可按本規(guī)程附國中的規(guī)定進行加固。5固定墩設計5.1管道對固定墩的推力5.1.1管道對固定墩的作用力，應包括下列三部分：1管道熱脹冷縮受約束產(chǎn)生的作用力；2內(nèi)壓產(chǎn)生的不平衡力；3活動端位移產(chǎn)生的作用力。5.1.2固定墩兩側管段作用力合成時，應按下列原則進行：l根據(jù)兩側管段摩擦力下降造成的軸向力變化的差異，按最不利情況進行合成；2兩側管段由熱脹受約束引起的作用力和活動端作用力的合力相互抵消時，荷載較小方向力應乘以0.8的抵消系數(shù)；當兩側管段均為錨固段時，抵消系數(shù)取O.9。兩側內(nèi)壓不平衡力的抵消系數(shù)取1。5.1.3推力可按本規(guī)程附錄E所列公式計算或采用計算不同摩擦力工況下兩側推力（考慮抵消系數(shù)）最大差值的方法進行。5.2固定墩結構5.2.3固定墩強度及配筋計算應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》（GBJlOW規(guī)定。5.2.4制作固定墩所用混凝土強度等級不應低于20，鋼筋直徑不應小于聲8,其間距不應大于250mm。鋼筋應采用雙層布置，保護層不應小于0山山。5.2.5供熱管道穿過固定墩處，孔邊應設置加強筋。6保溫及保護殼一般規(guī)定直埋供熱管道的保溫結構是由保溫層與保護殼組成。保護殼應連續(xù)、完整和嚴密。保溫層應飽滿，不應有空洞。保溫結構應有足夠的強度并與鋼管粘結為一體。直埋供熱管道與管件的保溫結構設計，應按國家現(xiàn)行標準《設備及管道保溫技術通則》（GB4271）、《設備及保溫設計導則》（GB8175）、《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》（CJJ34）和本規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行。聚氨酯泡沫塑料預制保溫管性能應符合國家現(xiàn)行標準《聚氨酯泡沫塑料預制保溫管》（CJ/T3002）的規(guī)定。直埋供熱管道及管件應在工廠預制，現(xiàn)場只進行接口施工。在貯存、運輸期間，預制保溫管、管件的保溫端面必須有良好的防水漆面，管端應有保護封帽。保溫層內(nèi)設置報警線的保溫管，報警線之間、報警線與鋼管之間的絕緣電阻值應符合產(chǎn)品標準的規(guī)定。保溫計算直埋供熱管道保溫層應滿足工藝對供熱介質(zhì)溫度降、保溫管周圍土壤溫度場等的技術要求，當經(jīng)濟保溫層厚度能滿足技術要求時，取經(jīng)濟保溫層厚度，但最小厚度應滿足制造工藝要求。經(jīng)濟保溫厚度、技術保溫厚度和管道熱損失計算中有關參數(shù)，應符合國家現(xiàn)行標準《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》（CJJ34）的規(guī)定。7工程測量及土建工程工程測量直埋供熱管道工程測量，應符合國家現(xiàn)行標準《城市測量規(guī)范》（CJJ8）、《城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范》（CJJ28）及本規(guī)程的規(guī)定。施工時，直埋供熱管道全部管線都應進行平面位置測量和高程測量，并應符合設計要求。直埋供熱管道工程應進行詳細竣工測量，主要內(nèi)容應包括：1平面測量：管線始末點、轉角點的坐標和與永久性建筑物的相對位置（條件不允許時可只取其中一種），直埋閥門、補償器、固定墩、變徑管和交叉管線的位置。2高程測量：所有的變坡點、轉角點和沿線每隔50m的管頂高程，其它交叉管線的高程。土方工程溝槽的土方開挖寬度，應根據(jù)管道外殼至槽底邊的距離確定。管周圍填砂時該距離不應小于100mm；填土時，該距離應根據(jù)夯實工藝確定。溝槽、檢查室經(jīng)工程驗收合格、竣工測量后，應及時進行回填。溝槽回填前應先將槽底清除干凈，有積水時應先排除。溝槽胸腔部位應填砂或過篩的細土，回填料種類由設計確定。填砂時，回填高度應符合設計要求；填土時，篩土顆粒不應大于20mm,回填范圍為保溫管頂以上150mm以下的部位。回填料應分層夯實，各部位的密實度應符合國家現(xiàn)行標準《城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范》（JJ28）的規(guī)定。構筑物直埋供熱管道的檢查室施工時，應保證穿越口與管道軸線一致，偏差度應滿足設計要求，并按設計要求做好管道穿越口的防水、防腐。固定墩混凝土澆筑前應檢查與混凝土接觸部位的管道及卡板防腐層，防腐層應完好，有損壞時應修補。內(nèi)嵌式固定墩應待固定墩兩側供熱管道連接調(diào)整就位后，且在安裝補償器之前進行混凝土澆筑。8管道安裝8.1一般規(guī)定8.1.1進入現(xiàn)場的預制保溫管、管件和接口材料，都應具有產(chǎn)品合格證及性能檢測報告，檢測值應符合國家現(xiàn)行產(chǎn)品標準的規(guī)定。8.1.2進入現(xiàn)場的預制保溫管和管件必須逐件進行外觀檢驗，破損和不合格產(chǎn)品嚴禁使用。8.1.3預制保溫管應分類整齊堆放，管端應有保護封帽。堆放場地應平整，無硬質(zhì)雜物，不積水。堆高不宜超過2m，堆垛離熱源不應小于2m。管道安裝管道安裝前應檢查溝槽底高程、坡度、基底處理是否符合設計要求。管道內(nèi)雜物及砂土應清除干凈。管道運輸?shù)跹b時宜用寬度大于50mm的吊帶吊裝，嚴禁用鐵棍撬動外套管和用鋼絲繩直接捆綁外殼。等徑直管段中不應采用不同廠家、不同規(guī)格、不同性能的預制保溫管；當無法避免時，應征得設計部門同意。預制保溫管可單根吊人溝內(nèi)安裝，也可2根或多根組焊完后吊裝。當組焊管段較長時，宜用兩臺或多臺吊車抬管下管，吊點的位置按平衡條件選定。應用柔性寬吊帶起吊，并應穩(wěn)起、穩(wěn)放。嚴禁將管道直接推人溝內(nèi)。安裝直埋供熱管道時，應排除地下水或積水。當日工程完工時應將管端用盲板封堵。有報警線的預制保溫管，安裝前應測試報警線的通斷狀況和電阻值，合格后再下管對口焊接。報警線應在管道上方。安裝預制保溫管道的報警線時，應符合產(chǎn)品標準的規(guī)定。在施工中，報警線必須防潮；一旦受潮，應采取預熱、烘烤等方式干燥。安裝前應按設計給定的伸長值調(diào)整一次性補償器。施焊時兩條焊接線應吻合。直埋供熱管道敞口預熱應分段進行，宜采取1km為一段。預熱介質(zhì)宜采用熱水，預熱溫度應按設計要求確定。接口保溫直埋供熱管道接口保溫應在管道安裝完畢及強度試驗合格后進行。8.3.2管道接口處使用的保溫材料應與管道、管件的保溫材料性能一致。接口保溫施工前，應將接口鋼管表面、兩側保溫端面和搭接段外殼表面的水分、油污、雜質(zhì)和端面保護層去除干凈。管道接口使用聚氨酯發(fā)泡時，環(huán)境溫度宜為20℃，不應低于10℃；管道溫度不應超過50℃。對.DN200以上管道接口不宜采用手工發(fā)泡。管道接口保溫不宜在冬季進行。不能避免時，應保證接口處環(huán)境溫度不低于10℃。嚴禁管道浸水、覆雪。接口周圍應留有操作空間。發(fā)泡原料應在環(huán)境溫度為10?25℃的干燥密閉容器內(nèi)貯存，并應在有效期內(nèi)使用。接口保溫采用套袖連接時，套袖與外殼管連接應采用電阻熱熔焊；也可采用熱收縮套或塑料熱空氣焊，采用塑料熱空氣焊應用機械施工。套袖安裝完畢后，發(fā)泡前應做氣密性實驗，升壓至20kPa，接縫處用肥皂水檢驗，無泄漏為合格。對需要現(xiàn)場切割的預制保溫管，管端裸管長度宜與成品管一致，附著在裸管上的殘余保溫材料應徹底清除干凈。硬質(zhì)泡沫保溫物質(zhì)應充滿整個接口環(huán)狀空間，密度應大于50kg/m3。對采用玻璃鋼外殼的管道接口，使用模具作接口保溫時，接口處的保溫層應和管道保溫層順直，無明顯凹凸及空洞。接口處，玻璃鋼防護殼表面應光滑順直，無明顯凸起、凹坑、毛刺，防護殼厚度不應小于管道防護殼厚度；兩側搭接不應小于80mm。試壓、清洗及試運行直埋供熱管道工程試壓、清洗及試運行應符合國家現(xiàn)行標準《城