供热直埋热水管道的技术进步

2019-11-05

0 背景 随着我国统筹城乡发展、加快城镇建设、节能环保政策的实施和深入.城镇居民住房条件得到不断改善,同时,对集中供热、集中供水、集中供燃气等市政设施的需求也呈现大幅度增长.以至于现在道路上需规划和敷设的管线种类越来越多。管径也越来越大。而道

0 背景
    随着我国统筹城乡发展、加快城镇建设、节能环保政策的实施和深入.城镇居民住房条件得到不断改善,同时,对集中供热、集中供水、集中供燃气等市政设施的需求也呈现大幅度增长.以至于现在道路上需规划和敷设的管线种类越来越多。管径也越来越大。而道路规划位置是有限的.这就要求相关市政专业单位能够合理利用有限的空间.完成各种市政管线和设施的规划设计和敷设.以满足人民群众不断增长的物质、文化需求。尤其是最近几年很多城镇老旧小区拆迁改造后.小区的总建筑面积由原来的10万平方米的小区改造完成后一下子变为几十万甚至上百万平方米,而且多在城市中心区。城市中心区原有的市政管线(如自来水、电力、污水、热力、燃气等)规划设计负荷相对于新的市政设施负荷需求出现了很大的缺口。这就对有关的市政规划设计和施工技术提出了挑战。本文只就解决供热负荷缺口问题进行论述。
    首先,我国供热管道直埋技术近年来已得到了跨越式发展.供热直埋管道呈现管径越来越大、施工技术越来越复杂的趋势。以唐山热力为例.供热直埋管道最大已做到DN1400。这样就为解决供热负荷缺口提供了技术基础。按照我国新的节能环保政策,唐山市城市中心区坚决不容许新建燃煤锅炉房。这就需要对原有的市政集中供热管线进行翻管改造,以解决城市老旧小区拆迁改造后热负荷增加的问题。例如唐山市去年就不得不对西山道西支干线、国防道西支干线、光明路支干线、华岩路支干线等城市中心区供热管线进行了翻新改造。这些管线已经运行多年.多数已超过其设计服役期.多有跑冒滴漏现象.也需要进行翻新和技术改造。
1 设计中出现的新问题
    以西山道西支干线为例,原管道为DN500~DN300,是1993年施工的,已经运行了21年,现在需翻新到DN800。如图1、2的“管网平面图”和“管沟横断面图”.原管道的位置在西山道北侧人行便道下面.从北侧红线到路牙距离为4米,按唐山市政府的要求不能破路,北侧不能超红线,所以可供使用的施工面只有4米。原来DN500的管沟宽是:655x2+300+200x2:2010 (mm), 翻为DN800后.DN800的管沟宽变为:960x2+400+200x2=2720(mm)。式中的“655”和“960”是直埋管的保温外径。“300” 和“400” 是两管间净距。DN800的管沟宽相对于原来的DN300管道翻了一倍还多。按正常管道施工,管沟放坡(1:0.3)已不可能,需要按现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》做管沟基坑支护。这样,当只敷设直埋管时还勉强施工.如果做常规的热力检查室和固定支架. 占地面积和空间就不够了。如图3、4,是常规的热力检查室和倒“丁”字式固定支架。由于是钢筋混凝土结构,他们共同的特点是施工复杂、占地大、施工周期长。而且检查室和固定支架的底部宽度都较宽.一般需要6米至7米.而我们容许的施工空间只有4米。这就要求我们调整有关设计方案。
图1 管网平面图
    图1 管网平面图
图2 管沟横断面图
    图2 管沟横断面图
图3 常规热力小室示意图(单位:mm)
    图3 常规热力小室示意图(单位:mm)
图4 倒“丁”字固定支架示意图
    图4 倒“丁”字固定支架示意图
2 解决方法
    经过现场勘察和查阅有关资料.和土建工程师协商,我们利用以下技术手段:
    1)固定支架由倒“丁”字式固定支架变为箱式固定支架。这样就可以减小管沟宽度方向需要的空间。
    当管径比较大(DN500以上)时.原来的倒“丁”字式固定支架单管推力会达到150t~200t.这时固定支架底板需要做到10米长、7米宽 该工程的现场施工可用空间有限.不可能完成施工。
    2)把原来一个检查室分开做.降低施工难度.解决施工面狭小的问题原DN500~DN300管线是按照有补偿直埋理论做的设计.所以每隔约150米左右就有一套固定支架.而且每个分支检查室都有固定支架 现在我们按照“局部有补偿处理的无补偿直埋设计理论”设计 如图1“管网平面图”,只在① 、③ 、⑥节点处做固定支架。把常规的热力检查室分解为固定支架、分支检查室两个部分来施工 分支检查室根据客观现场条件移到道路红线的外面.这样可以大大缩短工期,降低施工难度,加快施工进度,以缓建热力管道施工给城市交通造成的压力如图1“管网平面图”中的⑤ 节点就是这样处理的 南侧做检查室处正好有一片绿地,我们把分支检查室做在道路南侧的绿地里。
3 结束语
    1)箱式固定支架和② 、④ 节点固定支架的缺点是投资较大,混凝土浇筑量大,将来拆除困难。
    2 直埋焊接球阀检查室将来更换直埋焊接球阀时.需要拆除原检查室后更换阀门。
    3)建议改造后的供热管道竖向位置尽可能在原来管道的竖向位置 因为如果埋深较深。由于施工场地狭窄,即使做基坑支护,施工也会很困难:如果埋深较浅,由于新做管道管径均较大。会遇到很多交叉管线障碍.而不能通过。
    4)对于城市核心区的扩供.有时市政府不容许破路翻管 我们正在研究用大温差解决个别小区不能翻管的问题 通过提高一次线供回水温差增加现有管线的供热能力 具体的说就是在原来一次线回水管上加装热泵.用电或者是燃气驱动.将所获得的热量加热二次线向热用户再次供热 一次线供回水温差就会增大为50至60℃(常规一次线供回水温差是30℃) 这样在不改变一次线管道管径的条件下.一次线就可以增加供热能力一倍左右。