城市供热直埋管施工工法1

城市集中供热聚氨酯直埋保温管施工工法
单位：中国二十二冶集团设备管理部
姓名：
申报级别：中级
城市集中供热聚氨酯直埋保温管施工工法
摘要：聚氨酯直埋保温管在国外一些发达国家已成为一项成熟的先进技术。

近十几年，我国供热工程技术人员通过消化、吸收这项先进技术，正推动着国内管网敷设技术向更高的层次发展。

十几年来的实践成果充分证明聚氨酯直埋保温管敷设方式与传统保温管的地沟及架空敷设相比，具有诸多优点。

这也正是聚氨酯直埋保温管在我国供热工程上得以迅猛发展的内在动力。

关键词：聚氨酯保温管；直埋供热；测量定位；焊接；无损探伤；
一、实例工程简介
本实例工程为秦皇岛市海港区热电联网集中供热二期工程一次网管网工程E标段——北环路和民族路段，供热管道采用聚氨酯直埋保温管，直埋敷设。

主线全长2×3497米，公称管径DN1000～500。

供热管道系统工作压力为1.6MPa，工作温度为135/70℃。

施工内容包括：土石方开挖，填方及余方弃置，施工期排、降水，管道铺设、管件安装，补偿器安装，阀门安装，管道焊口无损探伤，配合管道水冲洗，分段水压试验，各类阀门检查井及固定支座的浇注。

不包括：地上障碍物、地下障碍物（单体体积2立方米以上）的拆迁恢复和既有建筑物、公共设施的支护、加固和挪移，保温管接口现场保温，阀门和补偿器的保温。

二、施工要点
（一）、管网线位和高程的定位。

（二）、沟槽开挖。

（三）、沟槽垫层。

（四）、保温管、阀门、补偿器、三通的对口以及安装。

（五）、各类接口的焊接。

（六）、焊缝的无损探伤。

（七）、检查井及固定支座的混凝土施工。

（八）、管道的水压试验。

（九）、回填土。

（十）、管网冲洗、试运行。

三、适用范围
主要适用于城市集中供热聚氨酯直埋保温管道安装工程。

四、施工工艺流程及操作要点
（一）、施工工艺流程：
交接桩、护桩→测量放线→沟槽开挖→铺砂垫层→管道及附件安装→焊缝无损探伤→接口、保温→检查井、固定支架施工→管道的水压试验→回填土→管网冲洗试运行。

（二）、定线测量
1、根据甲方或设计部门提供的城市平面控制网点和城市水准网点的位置、编号、精度等级及其座标和高程数据，确定管网设计线位和高程。

用白灰放出管道沟槽开挖边线，并每50m设置桩位。

将准备开挖的沟槽平面图提交监理工程师和甲方检查验收。

2、管网工程施工定线测量符合下列要求：
2.1按主干线、支干线的次序进行。

2.2直线段上中线桩位的间距不宜大于50m ，根据地形和条件，可适
当加桩。

2.3管网中线量距可用检定过的钢尺丈量。

在坡地上丈量时，进行倾斜改正。

量距相对误差不大于1 / 1000 。

2.4在不能直接丈量的地段，用电磁波测距仪测距或布设简单图形（双三角形、单四边形与菱形）丈量基线间接求距。

2.5管线测量技术要求
注：① n为测站数。

②点位中误差不大于50mm 。

③导线超长时（不宜超过规定长度的1.5倍），绝对闭合差不大于260mm。

④导线长度短于规定长度的13时，绝对闭合差不大于130mm。

⑤在控制点比较稀少的地方，导线允许同级附合一次。

（三）、沟槽开挖
1、施工准备：
1.1施工前，对开槽范围内的地上地下障碍物进行现场核查及坑探，逐项查冲障碍物构造情况，确定与管网工程的相对位置关系，并报监理、甲方核实。

1.2保护开槽范围内的各种障碍物，并分别取得所属单位的同意和配合。

1.3根据工程现场条件、结构埋深、土质、有无地下水等因素选用不同的开槽断面。

确定各施工段的沟槽底宽、沟槽坡度、边坡、留台位置、上口宽、堆土及外运土量等施工措施。

2、沟槽开挖：
2.1根据工程范围、施工机械条件、进度要求等合理选用施工机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速进度。

当机械施工无法作业的部位和修整边坡坡度，冲理基底等，均配备人工进行。

2.2沟槽开挖从上到下分层分段依次进行，随时作成一定坡势，以利泄水。

在开挖过程中，随时检查边坡的状态，根据土质变化情况，做好基坑的支撑准备，以防坍陷。

机械开挖到设计标高以上20mm后，采用人工冲底到设计高程。

2.3管道焊口处需要人工开挖工作坑，管道两侧及底部的工作坑不得小于600mm。

2.4土方开挖后必须按有关规定设置沟槽边护栏、夜间照明灯及指示红灯等设施并按需要设置临时道路或桥梁。

2.5管道的土方开挖，以一个补偿段作为一个工作段，一次挖土成活。

设计要求作垫层的管沟的垫层材料、厚度、密实度等按设计规定施工。

2.6沟槽工程完成后测量管线位置、槽底高程、坡度、平面拐点、坡度拐点，合格后方可开始下一道施工工序。

（四）、铺砂垫层
1、管道安装前，先冲除沟槽内积水，在沟底铺100mm厚中砂，在直线沟槽内每隔5米（距离焊口1米）码放一层100mm厚砂袋（与沟槽底同宽），然后放置管道。

2、管道水压试验前，管顶150mm以下沟槽内必须填实中砂，管道接头工作坑回填可采用水撼砂的方法分层撼实。

（五）、管道及附件安装
1、管道安装
1.1供热管网工程采用预制聚氨酯直埋保温管，其保温层、保护壳、封堵帽在施工中不允许损坏，在安装过程中不得拖、拉、碰、砸管道。

管道入沟前，按管道接口位置挖好焊接工作坑，工作坑的大小确保施焊人员的焊接方便。

下管时，管道的位置要正确。

对口时将管子吊起对口，吊起可用门型架和倒链互相配合。

管子对口保证管心同轴线，不得错口。

管子下沟前，仔细检查管内是否有杂物，并冲理干净，必要时进行拉膛处理，坡口两侧200mm范围内见金属光泽。

施工中，严禁将工具、焊条等弃入管内。

在施工间断时，管口用封堵帽或者封堵板封闭，以免进入杂物，雨季施工用的堵板具有防止泥浆进入管内的功能。

施工抽头的临时甩口有有效的保护措施。

1.2对接管口时，检查管道平直度，在距接口中心200 mm处测量，允许偏差1mm，在所对接管子的全长范围内，最大偏差值不超过10mm ;
1.3有缝管道对口时，纵缝之间相互错开100mm 以上。

1.4管道两相邻环形焊缝中心之间距离大于管子外径，且不小于150mm。

1.5直埋供热管道两相邻环形焊缝中心之间距离不小于2m。

1.6有缝管上焊接分支管时，分支管外壁与其它焊缝中心的距离，大于分支管外径，且不小于70mm 。

1.7外径和壁厚相同的管子对口，作到外壁平齐。

对口错边量小于下表规定：
1.8壁厚不等的管口对接，按下列规定：外径相等或内径相等，薄件厚度小于或等于10mm 且厚度差大于3mm 。

以及薄件厚度大于10mm ，且厚度差大于薄件厚度的30％或超过5mm时，将厚件削薄。

1.9管子及管件对口前，检查坡口的外形尺寸和坡口质量。

坡口表面整齐、光洁，不得有裂纹、锈皮、溶渣和其它影响焊接质量的杂物，不合格的管口进行修整。

1.10在管沟中逐根安装管道时，每10m 管道的中心偏移量不大于5mm 。

固定支架间的管道中心线成一直线，坡度准确，管中心线高程的偏差不超过10mm，在水平方向的偏差不超过30mm。

在管道避开其它障碍物的地方，每一个焊口的折角不得大于5 度角。

2、阀门和法兰安装
2.1工程所用的阀门，必须有制造厂的产品合格证和工程所在地阀门检验部门的检验合格证明。

2.2未经工程所在地阀门检验部门检验的阀门，按国家现行标准《工业管道工程施工及验收规范》（GBJ 235）的规定进行检验；
2.3管网主干线所用的阀门及与管网主干线直接连通的阀门；支干线首端和热力站入口处起关闭、保护作用的阀门逐个进行强度和严密性试验，单独存放，定位使用，并填写阀门试验记录。

2.4按设计规定校对型号，阀门外观检查无缺陷、开闭灵活；
2.5冲除阀口的封闭物（或档片）和其它杂物；
2.6阀门的开关手轮放在便于操作的位置。

水平安装的闸阀、截止阀、阀杆处于上半周范围内。

蝶阀、节流阀的阀杆垂直安装。

阀门在关闭状态下进行安装；
2.7阀门的操作机构和传动装置进行冲洗检查和调整，达到灵活、可靠、无卡涩现象，开关程度指示标志准确；
2.8法兰密封面及密封垫片进行外观检查，不得有影响密封性能的缺陷存在；
2.9法兰端面保持平行，偏差不大于法兰外径的1.5 %，且不大于2mm。

不得采用加偏垫、多层垫或强力拧紧法兰一侧螺栓的方法，消除法兰接口端面的缝隙；
2.10法兰连接保持同轴，螺栓中心偏差不超过孔径的5％并保证螺栓能自由穿入；
2.11垫片的材质和涂料符合设计规定，大口径垫片需要拼接时，采用斜口拼接或迷宫形式的对接，不得直缝对接。

垫片尺寸与法兰密封面相等；
2.12严禁采用先加好垫片并拧紧法兰螺栓，再焊接法兰焊口的方法进行法兰焊接。

2.13法兰连接使用同一规格的螺栓，安装方向一致，紧固螺栓时对称、均匀的进行、松紧适度。

紧固后丝扣外露长度，不超过2~3倍螺距，需要用垫圈调整时，每个螺栓只能用一个垫圈。

3、套筒式补偿器安装
3.1要与管道保持同轴，不得歪斜。

3.2芯管外露长度大于设计规定的伸缩长度，芯管端部与套管内挡圈之间的距离大于管道冷收缩量。

3.3填料的品种及规格符合设计规定，填料逐圈装入，逐圈压紧，各圈接口相互错开。

3.4冷紧口位置留在有利焊接、操作的地方，冷紧长度符合设计规定；
3.5冷紧段两端的固定支架安装牢固，混凝土或填充灰浆已达到设计强度，管道与固定支座已固定连接；
3.6冷紧口焊接完毕并经检验合格后，方可拆除冷紧卡具；
4、焊接
4.1本工程管道材质为螺旋缝电焊钢管，焊接方式采用手工焊接，焊条采用焊条和焊丝，焊机采用直流电焊机、氩弧焊机。

4.2焊接要求
4.2.1所用的焊条性能与焊接所采用的焊条相同。

4.2.2焊工为该焊口的施焊焊工。

4.2.3管道焊缝内部质量标准符合《钢焊缝射线照相及底片等级分类法》(GB3323)的Ⅲ级规定。

每一道焊口，都在《现场施工记录表》中按标志桩位进行记录并存档。

4.2.4根部必须焊透。

4.2.5在焊件纵向焊缝的端部（包括螺旋管焊缝）不得进行定位焊；手工定位焊焊缝尺寸及点数
4.3焊接方法和注意事项
4.3.1手工电弧焊焊接钢管及管件时，厚度在6mm 以下带有坡口的接头，焊接层数不得少于两层。

管道接口焊接考虑焊接顺序和方法，防止受热集中而产生附加力。

4.3.2多层焊接时，第一层焊缝根部必须均匀地焊透，不得烧穿。

各层接头错开，每层焊缝的厚度为焊条直径的0.8~1.2倍，不允许在焊件的非焊接表面引弧。

4.3.3每层焊完之后，冲除溶渣、飞溅物等并进行外观检查，发现缺陷，必须铲除重焊。

4.3.4施焊的环境温度低于零度时，在100mm 范围内预热，温度低于-10 ~ -20 ℃时，预热温度可根据焊接工艺制定。

4.3.5在焊缝附近明显处，有焊工钢印代号标志。

4.3.6不合格的焊接部位，根据可靠的补焊措施进行返修，同一部位焊缝的返修次数不宜超过两次。

（六）焊缝无损探伤
1、外观检查合格的焊缝方可进行无损探伤。

要执行GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》一级焊缝验收，要进行100％射线探伤，以确保焊缝质量。

2、供热管网的全部焊缝，在管网强度试验和水压试验合格后，方可认为合格。

（七）管道接口、阀门和补偿器的保温
1、管道接口、阀门和补偿器的现场保温由具备施工许可证的单位负责施工。

（八）检查井及固定支座的混凝土施工
1、本工程的检查井及固定支座均采用混凝土浇筑。

2、钢筋混凝土的模板、钢筋、混凝土等分项工程的施工符合现行国家标准[混凝土结构工程质量验收规范]GB50204的规定，并符合设计要求。

3、模板安装质量符合下列规定：模板安装牢固模内，尺寸准确，模内木屑等杂物冲除干净；模板拼缝严密，在灌注混凝土时不得漏浆。

4、钢筋成型质量符合下列规定：绑扎成型时，采用钢丝扎紧，不得有松动、移位等情况；绑扎或焊接成型的网片或骨架稳定牢固，在安装及浇筑混凝土时不得松动或变形。

5、混凝土质量符合下列规定：混凝土配合比必须符合设计规定，混凝土垫层、基础表面平整，不得有石子外露；构筑物不得有蜂窝、露筋等现象。

6、井室在主路上时采用“重型五防”型井盖，其他部位的井室采用普通型井盖。

（九）、管道的水压试验
管道安装完毕后，接头保温前进行试压实验。

管道打压至设计要求，观察10分钟后如无压力降、无泄漏为合格。

具体参见CJJ28-200《城镇供热管网施工及验收规范》的要求进行强度试验及严密性试
验。

1、管道试压前准备工作
1.1焊接质量的外观检查和无损检验合格，焊缝及检查的部位尚未涂漆和保温。

1.2试压用的临时加固装置已安装完毕，经检查确认安全可靠。

1.3试压用的压力表已校验，精度不低于1.5级。

表的满刻度值达到试验压力的1.5倍，数量不少于２块。

1.4试压现场已冲理完毕，对被试压管道和设备的检查不受影响。

1.5试压方案已经过审查并得到批准。

2、分段强度试验：
2.1管道内的压力升至1.5倍工作压力后，在稳压的10min内无渗漏；
2.2管道内的压力降至工作压力，用1kg重的小锤在焊缝周围对焊缝逐个进行敲打检查，在30min内无渗漏且压力降不超过0.2×98.1KPa 即为合格。

2.3管道总体试压在管道、设备等均已安装完毕，固定支架等承受推力的部位达到设计强度后进行，试验压力为工作压力的1.25倍。

总体试压的管道长度考虑管段分段后的受压条件确定，以1km左右为宜。

管道内的压力升至试验压力并趋于稳定后，详细检查管道、焊口、管件及设备等有无渗漏。

2.4试压过程中发现的渗漏部位做出明显的标记并予以记录，待泄压后处理，不得带压进行修补。

水压试验渗漏焊口的修补，按规范第五章的有关规定执行。

渗漏部位的缺陷消除后，重新试压。

2.5试压合格后，拆除盲板，核对记录，并填写供热管网水压试验记录。

（十）、回填土
1、沟槽、检查室的主体结构经隐蔽工程验收合格及竣工测量
后，及时进行回填。

2、回填时确保构筑物的安全，并检查墙体结构强度、外墙防水抹面层强度、盖板或其他构件安装强度，当能承受施工操作动荷载时，方可进行回填。

3、回填前先将槽底杂物冲除干净，如有积水先排除；回填土分层夯实；回填土中不得含有碎砖、石块、大于100mm的冻土块及其他杂物。

4、直埋保温管道沟槽回填时，还符合下列规定：回填前，修补保温管外护层破损处；管顶或结构顶以上范围内采用轻夯夯实；管道接头工作坑回填可采用水撼砂的方法分层撼实；回填土中按设计要求铺设警示带；弯头、三通等变形较大区域处的回填按设计要求进行；设计要求进行预热伸长的直埋管道回填方法和时间按设计要求进行。

5、回填土铺土厚度根据夯实或压实机具的性能及压实度
要求而定；虚铺厚度宜符合下列规定：振动压路机夯实虚铺厚度不大于400mm；压路机夯实虚铺厚度不大于３00mm；动力夯实机夯实虚铺厚度不大于２５0ｍｍ；木夯夯实虚铺厚度小于２00mm。

6、管顶或结构顶以上500mm范围内,采用轻夯夯实,严禁采用动力夯实机或压路机压实;回填压实时,确保管道或结构的安全。

供热管线与其他地下设施交叉部位或供热管线与地面上建（构）筑较近部位，
其回填施工方案征得有关单位同意。

7、回填的质量符合下列规定：回填料的种类、密实度符合设计要求；回填土时沟槽内无积水，不得回填淤泥、腐殖土及有机物质；不得回填碎砖、石块、大于100mm的冻土块及其他杂物。

8、回填土的密实度逐层进行测定，设计无规定时，符合下列要求：胸腔部位回填土的密实度不小于95%；管顶或结顶上500mm范围内回填土的密实度不小于85%；其余部位按原状回填。

9、由于正值雨季，土的含水率较高，对暂存回填土要用塑料布遮盖保护，确保土质干燥，对湿度较大的土采用白灰拌合回填，必要时采用级配砂石回填，蛙夯夯实；对回填不合格处，立即返工处理，确保回填土质量。

（十一）、管网冲洗、试运行
１、供热管网的冲洗在试压合格后，用水进行。

２冲洗前，制定冲洗实施方案，方案中包括冲洗方法、程度、技术要求、操作的指挥和配合以及安全要求等内容，并明确冲洗的质量标准。

３、水冲洗符合下列要求
3.1冲洗按主干线、支干线的次序分别进行。

冲洗前充水浸泡管道；
3.2小口径管道中的脏物，在一般情况下不宜进入大口径管道中；3.3在冲洗用水量可以满足需要时，尽量扩大直接排水冲洗的范围：3.4水力冲洗连续进行并尽量加大管道内的流量，一般情况下管内的平均流速不低于1 m / S ;
3.5对于大口径管道，当冲洗水量不能满足要求时，宜采用密闭循环
的水力冲洗方式，管内流速达到或接近管道正常运行时的流速。

在循环冲洗的水质较脏时，更换循环水继续进行冲洗。

循环冲洗的装置在冲洗方案中考虑和确定；
3.6管网冲洗的合格标准：以排水中全固形物的含量接近或等于冲洗用水中全固形物的含量为合格。

当设计无明确规定时入口水与排水的透明度相同即为合格。

3.7试运行时间为连续 72 小时。

五、材料与设备
主要材料是直埋保温钢管。

保温层是硬质聚氨酯发泡沫塑料，保护层为PE外壳（高密度聚乙烯管）。

主要辅材为电焊条和焊丝。

施工工机具见下表：
六、质量控制
（一）、验收标准
1、管沟开挖验收标准：不允许超挖，沟底高低不平的误差为≤100mm，必须用沙找平。

沟槽内不允许有砖头瓦块等杂物，不得有积水。

2、沟底铺沙标准：厚度按设计要求，为100mm。

3、管道安装验收标准：平直段不允许有超过1°的折点。

4、焊接质量标准：所有焊口要进行100%的X光探伤。

X光探伤符合《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB/T3323）Ⅲ级标准。

焊缝表面不允许有夹渣、咬肉、气孔、裂纹等外观缺陷。

5、水压试验：设计试验压力或使用压力的1.5倍。

6、回填土的质量符合下列规定：
6.1回填料的种类、密实度符合设计要求，路面沙层以上回填密实度按市政要求回填；
6.2回填土时沟槽内无积水，不得回填淤泥、腐殖土及有机物质；6.3不得回填碎砖、石块、大于100mm的冻土块及其他杂物（除特殊
要求外）。

（二）、质量检验：
1、埋设、铺设在沟槽内的水压试验结果，必须符合设计要求和施工规范规定。

2、管道的坡度符合设计要求。

3、管道的法兰连接符合以下规定：对接平行、紧密，与管子中心线垂直，螺杆露出螺母长度一致，且不大于螺杆直径1/2。

衬垫材料符合设计要求，且无双层。

4、所有焊缝符合以下规定：本工程规定焊口100%X射线探伤。

且焊口平直度，焊缝加强面符合施工规范规定，焊口面无烧穿、裂纹、结瘤、夹渣及气孔等缺陷、焊波均匀一致。

5、阀门安装符合以下规定：型号、规格、耐压强度和严密性试验结果符合设计要求和施工规范规定，安装位置、进出口方向正确，连接牢固紧密，启闭灵活，朝向便于使用，表面洁净。

（三）、质量控制措施
1、建立质量、安全保障体系，从组织上保证质量、安全。

2、形成各工序交接，不合格的下道工序不准施工，从制度上保障质量。

3、施工时，从以下细节上严格要求，过程中从技术上控制施工质量、安全。

3.1放线定位准确，不得在非设计弯、折点产生弯折；标高严格按照设计，以免上下方向形成折点，避免在管网运行中因为应力拱起。

3.2管网的三通、折点、变径、壁厚变化直管段处，以上节点必须在探伤合格后用设计中补强板补强。

3.3开挖时必须严格控制沟底的标高，严禁产生沟底局部高点。

槽底原土如有扰动，要求槽底必须夯实，槽底平整夯实后通知监理及甲方有关人员验槽，填写验槽记录报监理及甲方备案。

3.4深度超过1.5m的管线，沟槽两侧按规定放坡,不具备放坡条件的施工段沟槽需支护,支护处支护方案需经监理及甲方人员审核并备案。

3.5必须按规定或设计要求填砂，保证管道伸缩空间。

3.6施工中避免破坏保温层及保护层，造成管道同心度偏差。

3.7施工中对每个焊口进行编号，记录焊口的负责人。

3.8探伤要有探伤记录，探伤记录要有探伤人员签字，并要求有甲方监督探伤人员签字，焊口要编号，填写焊口负责人。

3.9管道安装的关键节点：三通、弯头、折点、变径、壁厚变化直管段必须有影象资料，注明详细位置及编号。

3.10阀门的安装要求阀门的同心度与管道相同，不允许有角度。

3.11弯头、三通等变形较大区域处的回填按设计要求进行，监理、甲方人员对该区域的沙层回填重点检查，保证回填砂的数量和质量。

3.12管顶或地下管线保护层顶以上500mm范围内，采用轻夯夯实，严禁采用动力夯实机或压路机夯实；回填压实时，确保管道或结构的安全。

七、安全措施
1、安全管理措施
1.1建立完善的安全检查管理网络，专职安全员负责工程的日常安全管理工作，工段设兼职安全员，并赋予他们进行安全管理、指导、检查、监督、制止违章、在危险时刻采取紧急措施、组织考核安全工作等责任与权力。

专职安全员持证上岗，在现场均配戴工作标志。

1.2开工前针对工程实际编制可行的安全措施计划，并限期实施。

1.3每月召开一次安全会议，讨论决定安全生产的重大事项；每周进行一次安全检查，检查总结一周的安全的工作，落实整改措施。

1.4完善并执行安全规程，其中包括：机械设备安全操作规程；安全用电制度；防火安全制度；特殊工作安全制度；事故报告制度等。

1.5实行安全目标管理，层层分解落实安全指标，严格执行与经济挂钩奖惩制度，坚决实施安全否决权制度。

1.6配齐必要的劳动防护用品，如安全帽、安全绳等，所有施工员进入工地，必须按规定配戴安全防护用具，无关人员一律不准进入工地。

工地内设立安全规定告示牌、安全宣传标语。

2、安全技术措施
2.1施工入口处设“施工现场安全管理规定”安全牌和其他警示标志。

2.2一切建筑施工器具、材料等都按照施工平面布置图规定的地点分类堆放，整齐稳固。

各类材料的堆放不得超过规定高度。

严禁靠近建筑物墙壁堆置。

2.3作业中使用剩余器材和余料、废料等及时回收并分类堆放。

2.4进入现场的施工机械、设备经有关部门检定的合格证或符合安全规定的措施，并设专人维护保养。