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蒸汽热网地埋管道安装技术总结
————中电投开封发电分公司供热管网工程项目部
一、工程概括
开封电厂供热管网工程采用供热管道将电厂蒸汽输送至终端用户，管网起点为1#和2#机组预留固定管口，终点为工业园区各化工厂，蒸汽管道总长度约20km，主要以架空和地埋相结合的方式敷设管道，蒸汽管道公称直径最大为DN700，最小为DN32，电厂内冷再管道设计压力5.793MPa，温度349℃；中排管道设计压力1.6MPa，温度383.6℃，属于压力管道GD2类；减温水管道设计压力12MPa，温度180℃，管道类别属于GC1类；厂外管道设计压力1.6MPa，温度300℃，属于压力管道GB2类。
二、工程特点、重点、难点
工程线路长，沿线地形复杂，途径省道、铁路涵道、城市主要街道、国道、水渠及河流等复杂地形，需要采用架空和地埋相结合的方式敷设管道，并辅以顶管、桁架等方式进行穿越通过。
本工程的重点在于地埋管道的对接施工。
本工程的难点在于地埋管道的顶管施工。
三、地埋管道施工工艺
本工程地埋管道采用钢套钢类型管道，其中芯管材质为20#，外护管材质为Q235B，芯管与外护管之间设置有管托支架和保温层。管道由生产厂家分段加工后运至施工现场对接。

地埋管道的构造形式
直埋管道施工工艺流程
施工准备

测量放线

沟槽、基坑开挖

验基（槽）
验槽

原材料试验
垫层施工

管道、阀门安装
材料准备

砂浆拌制
疏水井砌筑

砂浆取样
管道试验

回填

质量检查验收

地埋管道安装前先要进行管沟的开挖，开挖时根据各钢管的对接位置将组对和焊接时所需要的工作坑开挖好，然后打混凝土垫层并铺设中砂（除工作坑）。用汽车起重机将地埋管按照配管图的顺序依次放入管沟中，摆放完成后开始对接地埋管，
四、芯管对接（工程重点）
前期施工方法
机具设备：吊车、门字架、倒链、千斤顶、自制楔子等。
对接方法：先用吊车将地埋管道按顺序依次放入管沟中，每根管道之间留20厘米左右的间隙，便于管道对接时进行调整，管道摆放完毕后吊车离场，开始使用门字架和倒链等工具进行管道对接，管道对接过程中使用倒链和千斤顶对管道的水平度进行度进行调节，调节过程中使用门字楔对对接管口进行固定，经过一次次的对直和找平，在确定管口错边量满足要求并且管道顺直后，用氩弧焊对焊缝进行间断焊，同时对可以活动的那根管道两侧进行固定，防止管道侧移，待间断焊接工作完成后，一名焊工继续焊接，将门字架、千斤顶等工具转移到下一个对接口开始对接，依次进行管道地接施工。
过程控制：使用门字架、倒链、千斤顶等机具对接管道时，由于管道长度长、管径大、重量重，对接时对管道的位置调节很难控制，特别是在错边量要求控制在1mm以内的情况下，管道的顺直度和错边量很难把握，管道对接进度缓慢。一个工日对接量只有3道。
效果检查：管道对接进度慢，错边问题较多，整排管道的顺直度差。

将管道依次吊入管沟

前期施工管道对接

对接缝错边
针对前期施工出现的问题，项目部召开技术交流会议，经过项目部质量技术管理人员和施工班组代表认真的探讨分析，决定使用汽车起重机和対管器进行管道组对。
采用吊车和対管器进行管道对接施工
改进后的施工方法
机具设备：吊车、対管器、倒链、千斤顶、自制楔子等。
对接方法：直接用吊车将管道吊至管沟中，通过吊车对管道进行调节，使其和管沟中原有管道对齐，然后上対管器，通过顶丝对对接缝顶紧使其错边值符合质量要求，用水平尺检查管道的水平度，拉线检查管道的顺直度，各项检查均符合要求后开始用氩弧焊进行环向间断焊接，环向焊接结束后，将対管器去掉，吊车松钩，依次进行下一根管道的对接。
过程控制：使用吊车对接管道，管道的调节非常灵活，速度快，对完一节管道后就可以进行下一根管道的对接，同时使用对管器可以保证管道对接的质量，对错边量的控制非常有效。
效果检查：管道对接进度较快，错边等质量问题得到有效控制，整排管道的顺直度良好。

吊车和对管器对接管道

管道对接平直
总结：通过改变管道对接的方法，管道对接的进度加快，质量得到加强，虽然增加了机械费用，单节省了人工费，并且施工效率提高明显，整体经济效益显著。
五、芯管保温
图纸设计保温做法
芯管的保温按照设计图纸的要求进行，例如Ф720*10地埋管保温做法，保温层总厚度220mm，从里往外的结构为：芯管-50mm厚憎水型硅酸镁纤维保温毯—耐高温铝箔玻纤布—50mm厚憎水型硅酸镁纤维保温毯—耐高温铝箔玻纤布—40mm厚高温玻璃棉—耐中温铝箔玻纤布—40mm厚高温玻璃棉—耐中温铝箔玻纤布—40mm厚高温玻璃棉—双层气泡隔热层。
芯管保温施工完成后，在进行外护管焊缝焊接时，氩弧焊弧光高温引起双层气泡隔热层燃烧。
为此，项目部向设计院建议在双层气泡隔热层外加设一层耐高温铝箔玻纤布，经过现场实际检验，可以解决问题，得到了设计院的认可。
改进后保温做法
以Ф720*10地埋管保温做法为例，保温层总厚度220mm，从里往外的结构为：芯管-50mm厚憎水型硅酸镁纤维保温毯—耐高温铝箔玻纤布—50mm厚憎水型硅酸镁纤维保温毯—耐高温铝箔玻纤布—40mm厚高温玻璃棉—耐中温铝箔玻纤布—40mm厚高温玻璃棉—耐中温铝箔玻纤布—40mm厚高温玻璃棉—双层气泡隔热层—耐高温铝箔玻纤布。
总结：耐高温铝箔玻纤布可以抵挡氩弧焊弧光高温，解决了双层气泡隔热层燃烧的问题，为以后类似施工积累了宝贵经验。
六、外护管打坡口
地埋管的类型是钢套钢，每节管道芯管的两端均比外护管长25cm左右，芯管对接完成后，外护管之间会有50cm左右的间距需要进行现场组对焊接，其首要工作便是外护管的下料，下料的精准度对管道对接和焊接质量起决定性作用。
管道的坡口型式和尺寸要求：

α=30～35° b=2～3mm p=1～2mm
从管道坡口的形式和尺寸要求中可以看出，坡口的成型精准度要求非常高。
前期打坡口方法
前期施工方法是人工利用气割打坡口，坡口成型不容易控制，坡口不平滑，环向角度不一致，造成管道对接时环向缝隙宽度不一致，在施工过程中产生对接错边和焊缝“未焊透”等质量缺陷，
改进后打坡口方法
对于人工打坡口产生的问题，经过讨论分析，决定采用半自动切割机打坡口，打出的坡口表面平滑，角度规整一致，效果明显。

人工打坡口半自动切割机打坡口
总结：通过对打坡口方法的改进，外护管对接错边和焊接“未熔合”等质量缺陷得到明显改善，取得了良好的效果，该方法将在未来工程中持续运用。
七、防腐
探伤合格后方可进行防腐，防腐之前先检查钢管表面是否返锈，返锈之处必须用钢丝刷进行打磨，防腐施工必须严格按照设计图纸要求采用环氧煤沥青防腐层，采用“一底三布五油”的方法，总厚度不小于1.2mm，防腐层结构：底漆-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-两层面漆，
防腐施工完成后，要对防腐的质量进行电火花检漏检查，设计要求电压为8000V。
阴极保护装置
防腐施工首次使用了阴极保护装置
防腐层经电火花试验检验合格后，管线段较长的地埋管回填之前需要安装阴极保护装置，即采用牺牲阳极阴极保护法，利用镁合金牺牲阳极，可以保证管道25年不发生腐蚀。

阴极保护装置

地埋管施工

八、顶管施工（工程难点）
管线经过深圳大道、开杞转盘、开通转盘、李太路与县府东街交叉口时，因地理位置限制，不符合直接开挖的条件，根据设计图纸要求，采用顶管的方法穿过。
顶管施工首先要进行的工作是顶管坑的开挖，根据设计图纸的要求和需要分段顶进钢管的长度确定顶管坑的长、宽、高，然后进行顶管坑的开挖，顶管坑开挖完毕后，做坑侧壁支护结构，侧壁的支撑结构根据场地的地理环境决定，例如：深圳大道处顶管坑地下水位低，土质较硬，侧壁放坡空间大，故支护结构采用竹板紧贴坑侧壁围护，槽钢框架顶紧竹板支撑的方式；而县府东街处顶管坑地下水位高、土质松软、顶管坑侧壁无空间进行放坡，因而采用侧壁砌筑砖墙的方式进行支护，侧壁支撑完成后，人工平整并夯实坑底土壤，铺设混凝土垫层，浇筑钢筋混凝土后背墙并铺设顶进轨道。
顶管坑施工完毕后进行钢筋混凝土管的顶进工作，首先需要顶进钢筋混凝土管，钢筋混凝土管的一端设有钢套环，便于顶进过程中相邻的钢筋混凝土管的紧密连接，并且可以避免顶进过程中相邻钢筋混凝土管地面标高和水平度产生较大的偏差。

钢筋混凝土管

顶进设备

钢筋混凝土管顶进施工
顶进施工过程控制
首节管顶进高程及中心位置是保证以后顶管质量的关键。初始顶进5～10m范围内，增加测量密度，要缓慢进行，防止管子上下、左右摆动，增大顶力，影响质量。顶进昼夜两班连续施工，不得中途停止作业。
管前挖土长度：土质良好，在正常顶管地段，可超越管端30～5Ocm，并随挖随顶；在土质不良地段，开挖超越管端距离不得大于3Ocm。在正常顶管地段，管顶部位最大超挖量控制在1.0cm左右。在管中下部135°范围内不得超挖，在道路下面的顶管部位不允许超挖。
顶进过程中要加强测量复测，首节管每顶一镐测一次中线及高程，随时纠偏，在顶进一根管后要求每50CM测量一次中线及高程，并做好记录，交接班时必须复测上一班的高程及中线。全段顶完后，及时对管道进行中心、高程的验收。
每班均填写施工记录。施工记录包括顶进长度、顶力数值或油泵压力表数值、管位偏差及其校正情况、机械运转情况、土质水位变化以及出现的问题和应注意事项。交接时将施工记录向下一班交接清楚。
钢套钢钢管的顶进施工新措施
钢套钢地埋管的顶进方法与钢筋混凝土管一致，但是地埋管的防腐层在顶进过程中与钢筋混凝土管内壁发生摩擦势必会受到破坏，
项目部成员进行头脑风暴、集体讨论，其中涉及到的方法有
（1） 在钢管下方焊接轮子：
（2） 在钢筋混凝土管道内铺设玻璃珠或钢珠；
（3） 制作钢抱箍使钢套钢管从抱箍中穿过。
（4） 铺设薄钢板，钢板上涂抹黄油。
最后经过逐项分析，一致决定采用方法（4）:
1. 采用在混凝土钢管内壁铺设2mm后0.5m宽的薄钢板；
2. 在薄钢板上涂抹黄油。
钢管的顶进需要依据配管图的顺序依次顶进，钢筋混凝土管顶进完毕后在其端部以下地面挖设1.0m*2.0m*0.5m的工作坑，用于钢管与钢管之间对接时使用，每次顶进钢管时钢管末端伸出钢筋混凝土管0.6m不顶进，以便芯管的对接和外护管的组对。

地埋管顶进示意图
实施效果：采用该方法施工后，钢套钢管道顶进顺利，未出现防腐层遭到破坏现象。
九、总结
建设高品质的建设工程是我们工程人员的永恒追求，而高品质的工程需要依靠优秀的技术做支撑，在将现有的施工方法和经验技术充分运用到工程建设的同时，我们将竭力探索，追求创新，并总结可靠、高效的施工方法，为未来工程建设奠定良好基础。