王 晨（陜西延長石油集團橡膠有限公司，陜西 咸陽 712000）

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實驗樓過路管溝設(shè)計

王 晨
（陜西延長石油集團橡膠有限公司，陜西 咸陽 712000）

摘 要：本文應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)要求，對原設(shè)計院設(shè)計的廠內(nèi)實驗樓室外采暖、動力及循環(huán)水過路直埋敷設(shè)管線，參照國家現(xiàn)行規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)圖集進(jìn)行局部重新設(shè)計，竣工后使用效果甚佳，滿足了使用部門生產(chǎn)及生活需要。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)行規(guī)范；標(biāo)準(zhǔn)圖集；波紋補償器；管道保溫材料；導(dǎo)熱系數(shù)

一、相關(guān)主體工程概況

陜西延長石油集團橡膠有限公司西南角實驗樓于2012年2月破土動工；2012 年7月主體結(jié)構(gòu)完工，包括給排水、采暖通風(fēng)、壓縮空氣及循環(huán)冷卻水在內(nèi)的所有室內(nèi)管線穿樓體結(jié)構(gòu)處的預(yù)留孔洞都已制作完成。2012年11月初室內(nèi)采暖系統(tǒng)安裝就位；但直到2013年1月采暖專業(yè)的室外管道施工圖才被發(fā)放到位，2013 年3月室內(nèi)吊頂及其他裝修工作完成。然而此工程項目的室內(nèi)壓縮空氣及循環(huán)冷卻水管道系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容在招標(biāo)清單中沒有進(jìn)行編制，所以承包本次工程項目的施工單位沒有對此部分安裝內(nèi)容進(jìn)行施工。2013年4月中旬設(shè)計院針對此實驗樓的采暖、壓縮空氣和循環(huán)冷卻水室外管道的設(shè)計變更通知單，發(fā)放到了我所在的工程管理部，于是此項目當(dāng)時的甲方負(fù)責(zé)人向公司領(lǐng)導(dǎo)提交了確定此工程任務(wù)仍由承包實驗樓項目的原施工單位完成的工作請示。2013年4月底原承包方雖然向甲方交送了關(guān)于上述新增工程量的聯(lián)系單，但因諸多事由，此施工方遲遲未動工。

二、室外管道工程概況

此次實驗樓室外采暖、壓縮空氣和循環(huán)冷卻水管安裝工程由一期已完工生產(chǎn)廠房西端室內(nèi)對應(yīng)介質(zhì)主管上接出，往東延伸先直埋于綠化帶內(nèi)，再穿過15m寬南北走向混凝土道路，之后經(jīng)此道路西邊綠化帶的地下，最后進(jìn)入實驗樓。由于此實驗樓的西邊已有規(guī)劃廠房、功能樓等建構(gòu)筑物，所以工程管理部門主管領(lǐng)導(dǎo)徐總充分考慮后期工程的需要，決定本次實驗樓室外管溝應(yīng)考慮后期預(yù)留，于2013年8月初將原設(shè)計院在2013年4月實驗樓室外直埋管線的施工方案，改為半通行過路管溝式敷設(shè)，并安排我盡快完成本次施工的設(shè)計。

圖1 過路管平面、剖面圖

三、確定采暖管保溫厚度

在接到此任務(wù)后我就著手設(shè)計前準(zhǔn)備工作。因上述4條管線的敷設(shè)方式將要改變，尤其是蒸汽管與循環(huán)冷卻水管同溝敷設(shè)，而在管溝外的部分均為直埋敷設(shè)，所以我為蒸汽管道選定導(dǎo)熱系數(shù)約0.023W/（m·℃）的耐熱聚氨酯保溫材料。之后據(jù)我國當(dāng)時執(zhí)行的國標(biāo)圖集98R418第3、4頁的公式、系數(shù)及代數(shù)符號的確定方法，按公式5.1確定管道保溫層厚度δ1，式中：αs-保溫層外表面放熱系數(shù)，此處按溝外管道保溫直埋敷設(shè)并略去保護(hù)層，查閱《供熱工程》（第三版）（注*后同）后，確定保溫層外表面與土壤接觸的土壤表面放熱系數(shù)為12～15W/（m2·℃），因回填后土壤自然沉降和密實度增加，所以取15W/（m2·℃）；［Q］—不同介質(zhì)溫度下，絕熱層外表面最大允許熱損失量W/m2，在原設(shè)計院已給設(shè)計、操作壓力各為0.5MPa、0.4MPa，設(shè)計、操作溫度均為飽和的前提下，查飽和水與飽和水蒸氣表確定飽和溫度分別約152℃和144℃，即設(shè)計、操作溫度均在150℃左右，另因國家對節(jié)能減排各類指標(biāo)規(guī)定越來越嚴(yán)，執(zhí)行力度逐年加大，考慮即將出臺的新規(guī)范中更嚴(yán)格的參照標(biāo)準(zhǔn)后，為響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，查閱2013年10月1日將實施的《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范》附錄B得150℃時［Q］=183W/m2；k—最大允許熱損失量系數(shù)，因是為了確定推薦保溫厚度，所以k取0.5；Ta—環(huán)境溫度，因動工前要求施工單位須將此次敷設(shè)的所有管線全部埋在當(dāng)?shù)貎鐾辆€以下，所以管溝外取0℃；其他參數(shù)均選自原設(shè)計。代入計算式，等式右邊得0.074m，當(dāng)DO分別取0.03m和0.025m，等式左邊分別得0.08m和0.067m；確定管溝內(nèi)采暖管保溫層厚度，只把參數(shù)Ta和αs按國標(biāo)圖集98R418中規(guī)定的情況，分別改為40℃和11.63W/（m2·℃），等式右邊得0.05m。為不使管溝內(nèi)循環(huán)冷卻水溫度受采暖管放熱過多影響，將采暖管保溫厚度無論是溝內(nèi)溝外統(tǒng)一定為0.05m。

四、采暖管熱伸長量的確定

管道熱伸長量按《供熱工程》14-11式：Δx=α（t1-t2）L計算，α—管道線膨脹系數(shù)，查此書附錄14-1并取上限0.013mm/（m·℃）；t1—管壁最高溫度，取熱媒最高溫度，于是此處取設(shè)計壓力0.5MPa的飽和溫度152℃；t2-管道安裝時溫度，不確定時，取最冷月平均溫度，此值按06R503的2-51西安采暖室外計算溫度-5℃計；L—計算管段長度，由圖1可知，設(shè)計完成后約20m，代入上述公式Δx=40.82mm，約4.1cm。按此熱補償量，參照01R415和03R411-1的規(guī)定，若采用方形補償器，DN＜100時對應(yīng)管道彎頭曲率半徑R=4倍管道外徑D，此情況下查圖集01R415得半通行地溝方形補償器外懸臂長度至少800mm；多出的這800mm若伸向管溝人行走一側(cè)不利于人員通行，若伸向溝壁一側(cè)則要改變管溝局部形狀，這既增加了此項目的成本，又加大了施工難度。出于上述不利因素，我把熱補償方式選擇為波紋補償器。

圖2 過路管溝立面圖

五、確定預(yù)埋件間距

確定管溝內(nèi)活動支架間距，主要參照國標(biāo)圖集05R417-1和03S402，因此次同溝敷設(shè)的管道有Ф57×3.5采暖、Ф76×4循環(huán)冷卻水和DN40壓縮空氣管，為確保本次施工的所有管道和將來新增管道的活動支架最小間距達(dá)到要求，同時考慮施工便利，決定溝壁內(nèi)相鄰預(yù)埋件間距等于活動支架最小間距。再參照《供熱工程》附錄13-1和03R411-1確定管溝斷面尺寸和預(yù)埋件的埋設(shè)高度。

六、管溝本體的設(shè)計

設(shè)計管溝本體主要參照國標(biāo)圖集03R411-2，并在《施工圖說明》中規(guī)定以下內(nèi)容：

（1）圖中所注尺寸均為毫米，管壁到溝體內(nèi)側(cè)凈距，均以管外壁或保溫保護(hù)層外壁計算。

（2）此半通行地溝，選用國標(biāo)圖集03R411-2類別為Ⅳ型素混凝土防潮地溝，70mm厚墊層、地溝本體、蓋板和人孔分別用強度等級C10、C20、C25混凝土；混凝土骨料顆粒連續(xù)級配5mm～30mm，應(yīng)選變質(zhì)、火成、花崗或砂巖的碎石骨料；篩砂網(wǎng)孔尺寸2.5mm。溝底混凝土厚度為200mm，鋼筋型號、間距及連接布置方式參照03R411-2（33～35頁）；溝壁厚250mm，為保證溝壁內(nèi)預(yù)埋件高度一致便于施工，可用與溝底同型號鋼筋將預(yù)埋件和溝底鋼筋網(wǎng)固定在一起，要求溝底溝壁一次澆筑成型；承重蓋板厚度150mm，其余尺寸、鋼筋型號、間距及連接布置方式參照03R411-2（76～80頁）；人孔爬梯間距、鋼筋型號、預(yù)埋件尺寸等參照03R411-2 （99頁）。地溝底板內(nèi)側(cè)水泥砂漿抹面僅用于濕陷性黃土地區(qū)。地溝壁及底板變形伸縮縫參照03R411-2（7、14、15、88、89頁）等。

（3）廠內(nèi)地下管線及電纜較多，開挖時應(yīng)謹(jǐn)慎，不確定地下管線及電纜時應(yīng)用人力小心開挖。溝槽開挖應(yīng)有足夠的作業(yè)空間，溝底原土層不可過挖，為保證施工安全依現(xiàn)場土質(zhì)溝壁應(yīng)有適當(dāng)坡度，必要時架設(shè)護(hù)坡板。

（4）為便于施工，防潮層用瀝青油膏，型號依季節(jié)選定，參照03R411-2 （8～11頁）實施。

（5）為保證預(yù)埋件自身強度，鋼筋焊接處打均勻破口，必要時做退火處理，預(yù)埋件相關(guān)制作參數(shù)參照03R411-1 （149～150頁）。所有預(yù)埋件預(yù)埋前的外露面均涂防銹漆兩遍。

（6）為便于排水排氣，管道敷設(shè)時都有坡度，本次施工按介質(zhì)流向均為順坡。若本次施工的四根管路最低點都在管溝內(nèi)，須在最低點安裝泄水閥、蒸汽管道安裝疏水器。

（7）所有管道穿溝壁預(yù)埋套管均做成柔性防水型，參照01R409，因敷設(shè)時有坡度、要求套管內(nèi)徑比介質(zhì)管徑大兩號，蒸汽管套管內(nèi)徑應(yīng)按保溫后最外圍直徑確定。如圖1、圖2所示。

結(jié)語

在工程建設(shè)的實際施工中，甲方根據(jù)自身需求對設(shè)計中的部分內(nèi)容進(jìn)行合理變更或重新設(shè)計是可行的，作為專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行當(dāng)時現(xiàn)行國家規(guī)范中的強制條款，并參照規(guī)范、圖集設(shè)計。只有我們認(rèn)真負(fù)責(zé)并心無旁騖地完成設(shè)計及施工，才能確保使用后的效果滿意。

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中圖分類號：TU99

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A