论文部分内容阅读
【摘 要】直埋管網技术是近年来城市热力管网敷设常用的技术，对于工程本身来说，需要注意的方面很多，例如地质情况、管网预热、铺设设计、承受压力等等。本文就直埋管网特殊穿越的施工所涉及的方面加以论述，希望对直埋热力管网在穿越工程的改进方面有所帮助。
【关键词】直埋管网；穿越；施工；处理
直埋也就是直接埋设，直埋敷设热力管道是城镇供热管道敷设的最常见形式，它一般是双层钢套管直接埋地敷设。分为无补偿敷设方式和有补偿敷设方式。直埋敷设相对于地沟敷设相比，不需要砌筑地沟，土方量及工程量较少，施工进度快，可节省供热管网的成本。
直埋管道是近几年才兴起的一种新工艺，随着城市化的发展，直埋管网也得到了快速发展，其不但供热面积大，经济高效，供热管道的直埋敷设工艺要求也越来越高。对于城市街道，桥梁、河流等等地形，直埋管网需要穿越施工，在这种情况下，涉及到了管网的钻孔、引入等等。本文以A城区热力管网穿越公路的工程为例，对穿越工程施工的过程与注意方面做一介绍。
一、关于直埋管网穿越的设计
以A城区燃煤锅炉房整合项目供热工程为例，整个热力管网工程主要包括热力管道施工约 30km，（管径为800mm——1000mm），其穿越了A区城镇主要交通干道、铁路、住宅小区街道，人口居住相对较密，施工环境较为复杂；管道铺设图纸中涉及到穿越问题的除过主要大的十字路口的暗挖管道外，全部管道施工为明沟直埋敷设管道，管网敷设在夏季开始，并要确保冬季正常使用。穿越设计如下：
1.根据穿越的特点确定施工方案
对于穿越施工，首先要按照交管部门的要求，分阶段的进行施工。同时，由于夏季多雨，热力管道的直埋挖沟工作也不能整体全面的开工，等一条路敷设施工完毕后，才能进行下条路的开工建设，否则将导致交通阻断，影响居民生活，且影响工作效率。同时，一些主要的道路建成不久，根据相关部门的规定，一些道路在一定时间内不允许开挖。
在敷设直埋管网的时候必须考虑以下问题：一是管道在施工过程中焊缝不受损伤；二是外护管的焊接与膨胀处理如何进行；三是管道的保温层破坏控制；四是管道线路上分别有不同的分支如何解决穿越问题等等。
对于上述问题，需要由设计人员考察与确定热膨胀管道的形变量；由施工单位与监理单位对拉管受力大小焊接试件进行检测，在施工中确保实际受力不大于检测数据80%，以保证管网接缝焊接牢固且不受损伤；管网保温层因设计按其表面温度50度，保温材料有时是潮湿的，因此会形成蒸汽，因此外护管要设计补偿，如保温接头处做两层保护层，以确保保护效果；对于管道分支在主管道穿越工程进行完后，管道再进行分支施工，最后施工完毕后多拉出一段管道进行外观检查与水压试验，确保直埋拉管工程中的管道严密性。
2.敷设施工方式
直埋管在敷设时采用的方式有以下几种，一是无补偿冷安装。无补偿冷安装比较常见，即管道在覆土前不加预应力，也不设置补偿器。二是敞沟预热安装方式。管道预热安装方式是管道在回填前进行预热，加热到预热温度时进行回填。三是采用补偿器、补偿弯和固定墩的敷设方式有补偿的直埋敷设，由于敷设占地的限制，采用补偿器进行补偿的形式比较常见。
对于穿越的管网敷设施工要注意以下几点：一是根据管道直径及管道材质与地质构造确定管道的允许弯曲度，再结合管道埋设深度确定管道的最短施工长度；二是根据现场实际情况进行平面安置，对于设备的摆放、导向管道施工、焊接、保温、管道的试验；三是在管道入地端开挖入管基坑；四是钻机导向钻孔，安装设备进行拉管施工。
3.施工工艺流程
一是施工测量，要根据图纸，利用导向仪描绘管道施工中心线和观测点。依据管道埋设深度、管道直径大小确定管线施工长度，然后确定穿越入土点位置，并打桩做好标记。二是将管道组焊接，由于穿越施工常位于交通主要干道上，因此选择夜间进行，以错开交通高峰。如果管道挖设涉及坑道在路旁，应设置围挡将施工区域封闭，防止造成交通事故。三是管道焊接。其中特别注意焊接接头保温。四是焊缝质量检验，测试焊接接头是否有漏，并且测试其在热膨胀情况下的密闭性。
4.穿越钻孔施工
第一步，利用导向钻机，在工作坑预定位置并加锚杆固定牢固。设备进行系统联机调试，钻机应试运转并调整好适合施工的参数，按设计曲线要求钻导向孔。以此控制导向孔不偏离设计曲线。同时，设置安全报警装置及接地保护系统。第二步，将钻杆放入导向钻，检查无误后开始逐节钻进，如有误差，及时调整钻机，直至将钻杆钻入托管坑。钻入过程中需要检测仪跟踪，确保按照设计轨迹运行。
5.按照直埋管的特征进行扩孔
通过扩孔器与钻机回拉杆进行扩孔，逐步调整扩孔器型号，用导向钻杆反复回拉进行扩孔。钻孔大小根据管道直径的大小不同，选用与管道直径匹配的孔道，一般孔道直径按照管道直径的1.2～1.5倍系数钻扩。其中，扩孔速度不能太快，由于拉进管道是保温管道，在拉进期间防止拉伤保温保护层。
6.进行拖管作业
扩孔完成后进行拖管作业。首先将管头处焊接牵引用的挂钩，将万向节与扩孔钻头连接可靠，然后启动钻孔机回拖管道。由于热力管道为供回双管，待第一根管道拖管完成后，进行第二根管道施工。拖管结束后，采用挖掘机将扩孔器和拖进的管道前端挖出，拆除扩孔器，清理现场。
二、关于穿越施工质量保证
1.管道标高控制
标高控制是在穿越设计时，在施工前，用水平仪将钻线各控制点处的地形标高测出并标出，然后根据地形地质标高，设计图纸上的管底标高换算出每个控制点的深度，精确数据表。导向钻孔要根据设计表对每个点进行控制，导向仪器都要有实时监控的功能，如有偏差根据直观的检测结果及时纠正。
2.扩孔质量控制措施
扩孔是管道穿越成功的关键。为了保证管穿越的顺利进行，确保穿越万无一失，根据不同的地质与环境温度情况，预扩孔管采用2至4级扩孔。逐级分别采用Φ350mm、Φ400mm、Φ450mm、Φ600mm预扩孔。对于扩孔过程，为了保证成孔质量及路面安全，需要注意以下几点，一是施工中泥浆配比与粘稠度要适当增加，这样可以维护钻孔的稳定。二是扩孔过程要保持连续，保证钻孔中的泥浆没有时间沉淀，保证孔壁稳定性。三是扩孔速度适中，扩孔时间应大于3分钟一根，并保持匀速，使孔内泥浆均匀分布。四是每次扩孔要保持连续，间隔不能超过三小时。
3.对地下原有管线的保护
施工前必须与相关部门沟通好，并用物探方式对地下原有管线进行详查，对地下原有管线准确定位，并采取相应的地下保护措施，以确保地下原有管线安全。
4.对于穿越上方路面沉降的控制
管道穿越的过程需要安排专业人员对现场实际情况进行勘察与监控，如果确定地质情况容易沉降或是发生流砂，要立即停止穿越，结合地层情况调整方案，进行合理避让，并调整泥浆配比，增强扩孔砂浆强度，以改善沉降情况。
5.对地下不明障碍物的处理
对于穿越施工工程，地下随时出现的情况不容易探明，技术人员在打孔过程中，随时用导航仪进行监测，发现地下未探明物体或是积水立即停止施工，然后依靠探测仪探测的数据，探测出物体的属性，采取相应的挖掘、避让、粉碎等措施。
综上所述，对于直埋管网的穿越处理，还要在详细的实地考察以后进行，对于地质情况，对于气候情况，都要进行综合考虑，对于公路、河流、桥梁、文物等等特殊的情况，穿越工程也有不同，要细致的、切合实际的进行设计与应急情况的考虑才能把这项工程做好。
参考文献：
[1]李平，李永树，梁磊.天然气管网中阀井影响区域分析研究[J].测绘.2012（03）.
[2]林伟民.探讨某给水管道施工中的水平定向钻进技术及施工工艺[J].广东科技. 2011（14）.
[3]吕玉坤，吕维润.浅谈供热管网设计及其防腐[J].应用能源技术.2011（01）.
【关键词】直埋管网；穿越；施工；处理
直埋也就是直接埋设，直埋敷设热力管道是城镇供热管道敷设的最常见形式，它一般是双层钢套管直接埋地敷设。分为无补偿敷设方式和有补偿敷设方式。直埋敷设相对于地沟敷设相比，不需要砌筑地沟，土方量及工程量较少，施工进度快，可节省供热管网的成本。
直埋管道是近几年才兴起的一种新工艺，随着城市化的发展，直埋管网也得到了快速发展，其不但供热面积大，经济高效，供热管道的直埋敷设工艺要求也越来越高。对于城市街道，桥梁、河流等等地形，直埋管网需要穿越施工，在这种情况下，涉及到了管网的钻孔、引入等等。本文以A城区热力管网穿越公路的工程为例，对穿越工程施工的过程与注意方面做一介绍。
一、关于直埋管网穿越的设计
以A城区燃煤锅炉房整合项目供热工程为例，整个热力管网工程主要包括热力管道施工约 30km，（管径为800mm——1000mm），其穿越了A区城镇主要交通干道、铁路、住宅小区街道，人口居住相对较密，施工环境较为复杂；管道铺设图纸中涉及到穿越问题的除过主要大的十字路口的暗挖管道外，全部管道施工为明沟直埋敷设管道，管网敷设在夏季开始，并要确保冬季正常使用。穿越设计如下：
1.根据穿越的特点确定施工方案
对于穿越施工，首先要按照交管部门的要求，分阶段的进行施工。同时，由于夏季多雨，热力管道的直埋挖沟工作也不能整体全面的开工，等一条路敷设施工完毕后，才能进行下条路的开工建设，否则将导致交通阻断，影响居民生活，且影响工作效率。同时，一些主要的道路建成不久，根据相关部门的规定，一些道路在一定时间内不允许开挖。
在敷设直埋管网的时候必须考虑以下问题：一是管道在施工过程中焊缝不受损伤；二是外护管的焊接与膨胀处理如何进行；三是管道的保温层破坏控制；四是管道线路上分别有不同的分支如何解决穿越问题等等。
对于上述问题，需要由设计人员考察与确定热膨胀管道的形变量；由施工单位与监理单位对拉管受力大小焊接试件进行检测，在施工中确保实际受力不大于检测数据80%，以保证管网接缝焊接牢固且不受损伤；管网保温层因设计按其表面温度50度，保温材料有时是潮湿的，因此会形成蒸汽，因此外护管要设计补偿，如保温接头处做两层保护层，以确保保护效果；对于管道分支在主管道穿越工程进行完后，管道再进行分支施工，最后施工完毕后多拉出一段管道进行外观检查与水压试验，确保直埋拉管工程中的管道严密性。
2.敷设施工方式
直埋管在敷设时采用的方式有以下几种，一是无补偿冷安装。无补偿冷安装比较常见，即管道在覆土前不加预应力，也不设置补偿器。二是敞沟预热安装方式。管道预热安装方式是管道在回填前进行预热，加热到预热温度时进行回填。三是采用补偿器、补偿弯和固定墩的敷设方式有补偿的直埋敷设，由于敷设占地的限制，采用补偿器进行补偿的形式比较常见。
对于穿越的管网敷设施工要注意以下几点：一是根据管道直径及管道材质与地质构造确定管道的允许弯曲度，再结合管道埋设深度确定管道的最短施工长度；二是根据现场实际情况进行平面安置，对于设备的摆放、导向管道施工、焊接、保温、管道的试验；三是在管道入地端开挖入管基坑；四是钻机导向钻孔，安装设备进行拉管施工。
3.施工工艺流程
一是施工测量，要根据图纸，利用导向仪描绘管道施工中心线和观测点。依据管道埋设深度、管道直径大小确定管线施工长度，然后确定穿越入土点位置，并打桩做好标记。二是将管道组焊接，由于穿越施工常位于交通主要干道上，因此选择夜间进行，以错开交通高峰。如果管道挖设涉及坑道在路旁，应设置围挡将施工区域封闭，防止造成交通事故。三是管道焊接。其中特别注意焊接接头保温。四是焊缝质量检验，测试焊接接头是否有漏，并且测试其在热膨胀情况下的密闭性。
4.穿越钻孔施工
第一步，利用导向钻机，在工作坑预定位置并加锚杆固定牢固。设备进行系统联机调试，钻机应试运转并调整好适合施工的参数，按设计曲线要求钻导向孔。以此控制导向孔不偏离设计曲线。同时，设置安全报警装置及接地保护系统。第二步，将钻杆放入导向钻，检查无误后开始逐节钻进，如有误差，及时调整钻机，直至将钻杆钻入托管坑。钻入过程中需要检测仪跟踪，确保按照设计轨迹运行。
5.按照直埋管的特征进行扩孔
通过扩孔器与钻机回拉杆进行扩孔，逐步调整扩孔器型号，用导向钻杆反复回拉进行扩孔。钻孔大小根据管道直径的大小不同，选用与管道直径匹配的孔道，一般孔道直径按照管道直径的1.2～1.5倍系数钻扩。其中，扩孔速度不能太快，由于拉进管道是保温管道，在拉进期间防止拉伤保温保护层。
6.进行拖管作业
扩孔完成后进行拖管作业。首先将管头处焊接牵引用的挂钩，将万向节与扩孔钻头连接可靠，然后启动钻孔机回拖管道。由于热力管道为供回双管，待第一根管道拖管完成后，进行第二根管道施工。拖管结束后，采用挖掘机将扩孔器和拖进的管道前端挖出，拆除扩孔器，清理现场。
二、关于穿越施工质量保证
1.管道标高控制
标高控制是在穿越设计时，在施工前，用水平仪将钻线各控制点处的地形标高测出并标出，然后根据地形地质标高，设计图纸上的管底标高换算出每个控制点的深度，精确数据表。导向钻孔要根据设计表对每个点进行控制，导向仪器都要有实时监控的功能，如有偏差根据直观的检测结果及时纠正。
2.扩孔质量控制措施
扩孔是管道穿越成功的关键。为了保证管穿越的顺利进行，确保穿越万无一失，根据不同的地质与环境温度情况，预扩孔管采用2至4级扩孔。逐级分别采用Φ350mm、Φ400mm、Φ450mm、Φ600mm预扩孔。对于扩孔过程，为了保证成孔质量及路面安全，需要注意以下几点，一是施工中泥浆配比与粘稠度要适当增加，这样可以维护钻孔的稳定。二是扩孔过程要保持连续，保证钻孔中的泥浆没有时间沉淀，保证孔壁稳定性。三是扩孔速度适中，扩孔时间应大于3分钟一根，并保持匀速，使孔内泥浆均匀分布。四是每次扩孔要保持连续，间隔不能超过三小时。
3.对地下原有管线的保护
施工前必须与相关部门沟通好，并用物探方式对地下原有管线进行详查，对地下原有管线准确定位，并采取相应的地下保护措施，以确保地下原有管线安全。
4.对于穿越上方路面沉降的控制
管道穿越的过程需要安排专业人员对现场实际情况进行勘察与监控，如果确定地质情况容易沉降或是发生流砂，要立即停止穿越，结合地层情况调整方案，进行合理避让，并调整泥浆配比，增强扩孔砂浆强度，以改善沉降情况。
5.对地下不明障碍物的处理
对于穿越施工工程，地下随时出现的情况不容易探明，技术人员在打孔过程中，随时用导航仪进行监测，发现地下未探明物体或是积水立即停止施工，然后依靠探测仪探测的数据，探测出物体的属性，采取相应的挖掘、避让、粉碎等措施。
综上所述，对于直埋管网的穿越处理，还要在详细的实地考察以后进行，对于地质情况，对于气候情况，都要进行综合考虑，对于公路、河流、桥梁、文物等等特殊的情况，穿越工程也有不同，要细致的、切合实际的进行设计与应急情况的考虑才能把这项工程做好。
参考文献：
[1]李平，李永树，梁磊.天然气管网中阀井影响区域分析研究[J].测绘.2012（03）.
[2]林伟民.探讨某给水管道施工中的水平定向钻进技术及施工工艺[J].广东科技. 2011（14）.
[3]吕玉坤，吕维润.浅谈供热管网设计及其防腐[J].应用能源技术.2011（01）.