004供熱管道直埋敷設(shè)技術(shù)現(xiàn)狀探討

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1、供熱管道直埋敷設(shè)技術(shù)現(xiàn)狀探討中國(guó)建筑科學(xué)研究院空氣調(diào)節(jié)研究所李娜哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政學(xué)院鄒平華摘要直埋敷設(shè)方式越來越廣泛的應(yīng)用于供熱管道的敷設(shè)中。直埋敷設(shè)技術(shù)的不斷積累與發(fā)展，供熱區(qū)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)直埋管道的受力設(shè)計(jì)、施工都提出新高度的要求。例如：高壓力、大直徑管道合理的受力設(shè)計(jì)方法；固定墩、補(bǔ)償器的優(yōu)化布置；三通、彎頭等處的加固處理等等。專業(yè)人士正在不斷努力積累和提出新的方法和思路來解決這些問題，加快直埋敷設(shè)技術(shù)的發(fā)展。關(guān)鍵詞供熱管道直埋敷設(shè)大直徑管道安裝方式管道受力失效方式0前言供熱管道敷設(shè)可以采用以下兒種方法：地上敷設(shè)、管溝敷設(shè)和直埋

2、敷設(shè)。與以往的管溝敷設(shè)方式相比，直埋敷設(shè)具有占地少、施工周期短、維護(hù)量少、節(jié)約投資、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，在國(guó)內(nèi)外專業(yè)技術(shù)人員的共同努力下，宜埋敷設(shè)技術(shù)不斷發(fā)展，這些都使得直埋敷設(shè)方式逐漸成為我國(guó)供熱管道敷設(shè)屮最常用的敷設(shè)方式。近兒年來，隨著國(guó)內(nèi)供熱管網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)人，原有的直埋敷設(shè)管道的設(shè)計(jì)和施工方法己經(jīng)不能滿足要求。一些權(quán)威的設(shè)計(jì)院采用在原有設(shè)計(jì)方法的某礎(chǔ)上引用國(guó)外的新技術(shù)或者重新考慮安全系數(shù)等方法來進(jìn)行直埋敷設(shè)管道的受力設(shè)計(jì)，并在工程實(shí)際中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)、探索和提出新的受力計(jì)算方法。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外直埋敷設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行淺析。通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的研

3、究和對(duì)國(guó)內(nèi)的直埋敷設(shè)情況進(jìn)行調(diào)研，提岀供熱氏埋敷設(shè)管道受力設(shè)計(jì)計(jì)算中存在的一些亟待解決的問題，并分析其解決方法和思路。1直埋敷設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)直埋管道的受力分析主要采用從國(guó)外引進(jìn)的應(yīng)力分析法⑴。應(yīng)力分析法認(rèn)為根據(jù)不同的應(yīng)力作用形式，管道會(huì)發(fā)生不同形式的破壞，應(yīng)采用不同的應(yīng)力驗(yàn)算方法。1976年北京市煤氣熱力設(shè)計(jì)院等五家單位合作在熱力管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)試驗(yàn)研究中采用應(yīng)力分類法進(jìn)行無補(bǔ)償?shù)睦碚撗芯亢同F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，證實(shí)了采用應(yīng)力分類法理論計(jì)算結(jié)果的正確性。哈爾濱丄業(yè)大學(xué)供熱實(shí)驗(yàn)室針對(duì)冑埋敷設(shè)管道的特殊性對(duì)其進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，即對(duì)管道在土壤中的受力狀況進(jìn)

4、行實(shí)驗(yàn)、測(cè)量。得出在管道運(yùn)行初期和正式運(yùn)行期間由于土壤摩擦系數(shù)的不同，造成過渡段長(zhǎng)度的變化⑵。給直埋管道的設(shè)計(jì)和研究提供了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。太原理工大學(xué)和太原熱力公司用三年的時(shí)間完成了大直徑管道摩擦系數(shù)的試驗(yàn)研究。得出結(jié)論《城鎮(zhèn)宜埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T81-98)⑶(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)給出的回填土摩擦系數(shù)的取值范圍町以適用于大直徑管道的直埋敷設(shè)管道受力設(shè)計(jì)計(jì)算中⑷。北京煤氣與熱力設(shè)計(jì)院在實(shí)際工程中己經(jīng)成功地在無補(bǔ)償冷安裝直埋敷設(shè)中使用了工作壓力2.5MPa；DNlOOOmiii的供熱管道⑸。三通、彎頭等薄弱部件處的保護(hù)措施以及預(yù)熱方

5、法等技術(shù)也在不斷的更新。由于宜埋敷設(shè)的受力設(shè)計(jì)方法較為繁雜，國(guó)內(nèi)外專業(yè)人士也致力于開發(fā)可以進(jìn)行地下直埋管道受力計(jì)算的應(yīng)用軟件，以簡(jiǎn)化直埋敷設(shè)竹道的受力計(jì)算?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)一些大的設(shè)計(jì)院中所使用的直埋受力計(jì)算軟件有哈爾濱工業(yè)人學(xué)王鋼博士用Dos語言編制的直埋應(yīng)力計(jì)算軟件和從美國(guó)引進(jìn)的CAESAR2軟件。國(guó)內(nèi)的一些高校也相繼推出直埋敷設(shè)受力設(shè)計(jì)計(jì)算的相關(guān)軟件。H前國(guó)內(nèi)外對(duì)于直埋管道受力的設(shè)計(jì)原則雖然不完全一致，但是大部分都遵循盡量避免整個(gè)管道中的有補(bǔ)償安裝，而只在局部薄弱部件處進(jìn)行補(bǔ)償保護(hù)的原則。國(guó)內(nèi)主要按照《規(guī)程》中的方法來進(jìn)行冑埋管道的受力計(jì)算

6、?！兑?guī)程》的實(shí)施給直埋敷設(shè)管道的受力設(shè)計(jì)提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使得《規(guī)程》執(zhí)行以來國(guó)內(nèi)的直埋敷設(shè)管道受力設(shè)計(jì)規(guī)范化。《規(guī)程》對(duì)我國(guó)直埋敷設(shè)技術(shù)的發(fā)展意義重大，一?直以來各個(gè)設(shè)計(jì)、施工以及科研單位在進(jìn)行有關(guān)直埋敷設(shè)的工作中都大大的受益于《規(guī)程》。鑒于《規(guī)程》頒布時(shí)直埋敷設(shè)的發(fā)展?fàn)顩r，《規(guī)程》中對(duì)直埋敷設(shè)的一些設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了限制，明確指出《規(guī)程》適用于供熱介質(zhì)溫度小于或等于150°C,公稱直徑小于或等于500mm的鋼質(zhì)內(nèi)管、保溫層、保護(hù)外殼結(jié)合為一休的預(yù)制保溫百埋熱水管道。一些設(shè)備廠家的設(shè)計(jì)手冊(cè)中也給出直埋敷設(shè)管道的受力設(shè)計(jì)方法⑹。2直埋敷設(shè)中存在

7、的問題及解決思路近兒年的直埋敷設(shè)熱水管道很多都需要使用人直徑、高壓力的管道，原來的適用于小直徑管道的設(shè)計(jì)方法和公式亟待改進(jìn)。同時(shí)，直埋技術(shù)不斷發(fā)展，大直徑管道的無補(bǔ)償安裝、薄弱部件加強(qiáng)等技術(shù)也越來越廣泛的應(yīng)用于實(shí)際工程中。經(jīng)過理論研究和實(shí)際調(diào)研，本文提出以下兒點(diǎn)直埋敷設(shè)管道受力設(shè)計(jì)屮存在的問題以及解決相應(yīng)問題的方法和思路：2.1直埋管道受力設(shè)計(jì)方法適用范圍有待擴(kuò)展《規(guī)程》中給岀的直埋管道受力設(shè)計(jì)方法適用于供熱介質(zhì)溫度不人于150°C,公稱直徑不人于DNSOOmm的一體型預(yù)制保溫管。而對(duì)于現(xiàn)在的供熱管道規(guī)格已經(jīng)達(dá)到公稱直徑DNIOOOmm；

8、管道的工作壓力也很高，一些工程已經(jīng)使用了工作壓力2.5MPa的管道的無補(bǔ)償冷安裝直埋敷設(shè)⑸。《規(guī)程》以及一些設(shè)備廠家設(shè)計(jì)手冊(cè)中給出的公式、圖表很多是對(duì)較低工作壓力、較小直徑管道的簡(jiǎn)化結(jié)果，是否