管道直埋技术的分析与探讨

摘要：供热管网的直埋敷设技术与传统的管沟敷设技术相比较，其存在着节能、经济、成本低、工期短、占地少和使用寿命长的优势，同时在施工中能够避免对其他市政基础设施造成影响，因此备受施工企业和单位的关注。本文主要通过直埋蒸汽管道的设计、生产，施工等方面进行探讨和研究，并指出了在施工中需要注意的重点，以供广大供热技术人员工作参考。

关键词：供热管 蒸汽管道 直埋 集中供热

在当前的供热系统中，直埋敷设技术应用越来越广泛。随着国民经济的进步与发展，直埋敷设技术供热区域不断扩大，对直埋管道的受力设计、施工工艺都提出了新的要求。就目前的社会发展现状分析，常见的供热管道主要有地上敷设法、管沟敷设法和直埋敷设法三种，与其他两种管道敷设方式相比较，直埋敷设具有着占地面积小、施工周期短和使用寿命长等优势，因而受到人们的青睐与关注。在社会经济不断进步的基础上，多数专业技术人员正在不断的创新和探索，通过新方法和新思路来解决目前直埋敷设管道中存在的各方面问题，进而加快了直埋敷设技术的发展与应用。

一、直埋蒸汽管道技术现状

近几年来，随着国民经济的快速发展，国内供热管网规模进一步扩大，原来的直埋管道的设计和施工方法受到新技术、新理念的冲击而无法满足人们高涨的采暖需求，进而出现了迅速发展的趋势。与此同时一些权威院校和研究人员在原有的工程技术基础上引进国内外先进生产技术和科学理念，在保证安全性能的基础上对直埋敷设管道进行受力设计和分析，进而探索新的计算方法、提出新的设计理念。造成这种社会现象的主要原因在于：

1、由于近年来节能环保施工技术的提出和扩大，以集中供热、热电联产和三联代等节能、环保政策的需求，促使了采暖工作人员在工作中不断的投入精力去对现有的工作理念、设计方法和工作流程进行优化和改进，以满足社会发展趋势需要。

2、随着现代化文明城镇建设概念的加速与提出，在工程施工建设中对于节能环保要求不断提高，这就促使了采暖工程的改进与优化。

3、随着人们生活水平的提高，生活质量也得到了明显的改善。同时我国大部分地区对生活舒适度的注重给供暖要求提出了新的标准，这就促进了广大供热工作人员在工作中加以完善和改进，进而提高供暖质量和效率。

二、直埋技术发展

1、在各方面取得了长足的进步

随着社会的不断发展，直埋敷设管道技术为了适应市场需求也得到了明显的改进，尤其是在近年来，随着信息技术的不断普及，广大科技人员和生产企业在直埋敷设技术研究中对于各种新技术、新材料和新工艺的认识也越来越完善，通过在这些方面投入精力去进行改进和完善，使得直埋技术在研究、开发和应用等各环节、各方面都取得了长足的进展。就目前社会现状分析而言，保温材料和结构在我国呈现出多样化发展趋势，同时其工程实践规模也逐步扩大，世界上没有一个国家可以和我们相比。保温结构形式有内滑动、外滑动，选取用的耐高温保温材料有微孔硅酸钙、玻璃棉管壳、热压珍珠岩、硅珠保温材料、复合硅酸盐等。保温结构型式、选用保温材料种类很多。因此在直埋蒸汽管道开发和应用领域，我国并不比发达国家落后。

2目前我国蒸汽管道直埋敷设技术在研究、设计、生产、材料、检测等方面，尚存在着理论、技术、管理等方面诸多问题，距这项技术的完善还有很大距离。应冷静、客观地对以往的实践进行实事求是的科学分析、研究、总结，继而加强科研力度，以促进蒸汽管道直埋技术的进一步提高和完善。

三、对直埋蒸汽管道几个关键技术的思考与探讨

蒸汽管道直埋技术是涉及很多学科的系统工程，而且投入生产是动态运行。据有关专家总结，蒸汽管道直埋敷设通常有三大系统，十三个结点处理，每一项处理不当，就会立即或即将造成工程事故，隐患性很大。下面仅对几个关键技术提几点参考意见，以期"抛砖引玉"。

1 关于保温结构计算

计算时应先控制三个界面温度，第一界面温度控制在有机材料耐温能力以下；第二界面温度应控制保护层的防腐、防水及机械性能不遭受大幅度衰减或破坏；第三界面温度则控制不会因界面温度升高而使得管道周围土壤热阻值提高，从而造成第一、二界面温度升高破坏保温结构。所以在保温结构计算过程中，应校核当地极高、构低环境温度的影响，以确保保温结构安全。

2 保温计算中，对土壤、保温材料的导热系数选取不能草率，这两个系数的选取正确与否，往往影响保温效果和管道运行安全性。土壤的导热系数在0.5～2.5w/m？k之间，跨度很大，其大小与土壤种类、含水量大小、化学成分、埋设条件等多种因素有关。所以，应使用当地实测土壤导热系数值来计算。对各种保温材料的导热系数，要参照行业标准确定的导热方程式来选取、确定导热系数。

3、对"外滑动钢套钢"结构型式的探讨

3.1 外套钢管的防腐问题

国外对外套钢管防腐极为重视，要求严格，他们对钢套管内外侧防腐都有措施。国内目前钢套管外侧面只采用涂刷富锌、环氧煤沥青防腐涂料，据测试耐电击空能力只有5000V左右，钢套管内侧面防腐一般就不考虑了，而套钢管内侧面由于处于高湿热条件下，又有空气，会加速套钢管内侧面的腐蚀速度。

3.2埋地钢套管椭圆化变形主要与两个因素有关：A、钢套管上面作用的垂直荷载，包括随埋深增加而加大的土壤荷载和随埋深增大而减小的车辆等活荷载；B、钢管的截面参数，在相同的垂直荷载作用下，钢管半径越大，随圆化变形越大，管壁越厚，椭圆化变形越小。

3.3 国外对保温材料如何长期包缚在工作钢管上，是有着严格技术措施的，他们采用特殊的防腐蚀钢材带包缚保温材料，间距也有具体要求。

4、关于内固定支架

由于蒸汽管道热伸长量大，为了保证管道有效地实现热胀冷缩，需要设置固定支架。由于蒸汽管道温度高，补偿段短，固定墩设置多，尺寸大，这样一是增大工程量，二是造成施工难度。

4.1 计算理论依据：根据弹性力学理论，内固定支架是采用薄壁小圆环理论进行计算，这种计算方法的边界条件要求内外钢环必须紧密结合，受力均匀，但施工过程中很难达到要求，如果采取沿管道周边分几片组成不连续圆环，更不可能达到边界条件要求。所以需要进一步研究、探讨可以满足计算边界要求的施工技术措施，否则运行后会产生不安全因素。

4.2 为了防止冷桥作用，热流外泄，内固定支架的内外环采用石棉橡胶垫隔热。采用石棉橡胶垫，有两个问题需要考虑。

四、结束语

通过以上对直埋蒸汽管道设计、开发中几个主要关键技术的思考与探讨。说明直埋蒸汽管道技术比较复杂，有诸多问题尚水解决，需要深入研究和实践。因此，生产和科技、院校应协同全作，继续加强科研力度，共同促进直埋蒸汽管道进一步完善和发展。

作者简介：王丙利，1973年11月31日出生，于2011年毕业于黑龙江省科技学院，大学本科学历，性别：男，籍贯：黑龙江鹤岗市绥滨县，职称：工程师，研究方向：供热、通风与空调，现任鹤煤建筑安装（集团）有限责任公司土建二处，工程师

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