倪明
(中南建筑設(shè)計(jì)院股份有限公司 湖北武漢 430071)
城市集中供熱是由市政供熱管道作為橋梁,將熱源和熱用戶聯(lián)接在一起。市政供熱管道的建設(shè)不僅投資高,周期長(zhǎng),而且施工難度大,協(xié)調(diào)工作多。合理選擇市政供熱管道的敷設(shè)方式可在有效節(jié)省建設(shè)投資的前提下保證了熱網(wǎng)的安全可靠。
市政供熱管道敷設(shè)是指將供熱管道及其附件按設(shè)計(jì)要求組成整體并使之就位的工作。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于市政供熱管道的敷設(shè)方式主要有四種形式:①架空敷設(shè);②地下管溝敷設(shè);③地下直埋敷設(shè);④綜合管廊。
按架空支架的高度不同,架空敷設(shè)主要分為高架空、低架空和介于兩者之間的中架空敷設(shè)。①高架空:一般指管道保溫底部距地面凈高4m及以上的支架架空。適合于穿越道路、鐵路或其他障礙物等時(shí)采用。②低架空:一般指管道保溫底部距地面凈高2m及以下的支架架空。適合于沿廠區(qū)圍墻或沿道路鐵路敷設(shè)時(shí)采用。為防止地面水濺濕保溫結(jié)構(gòu)及考慮安裝放水裝置等,低架空管道保溫底距地面凈距不應(yīng)小于0.3m。③中架空:一般指管道保溫底部距地面凈高2~4m的支架架空。適合于在人行及非機(jī)動(dòng)車通行的位置安裝。
架空敷設(shè)無(wú)需大面積開(kāi)挖溝槽,施工周期短。保溫采用現(xiàn)場(chǎng)制作的保溫層,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。管道露天布置,維護(hù)管理方便。但架空敷設(shè)保溫隨環(huán)境變化因素影響大,發(fā)生保溫失效的幾率大,一旦失效,則須及時(shí)更換,維護(hù)費(fèi)用大。架空管道一般在道路的兩側(cè)敷設(shè),若無(wú)綠化等遮擋,則影響美觀,低、中支架影響交通,高支架,土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜,支架較大,工程造價(jià)較高,架空布置管道一般適宜工業(yè)園內(nèi)的管道敷設(shè)。符合以下條件之一,可采用架空敷設(shè)方式:①河流、丘陵等地形復(fù)雜處;②地下水位高、腐蝕性強(qiáng)的地區(qū);③地下管位緊張,無(wú)敷設(shè)空間的區(qū)域;④工業(yè)園區(qū)對(duì)景觀要求不高,有綠化帶遮擋的區(qū)域;⑤具有架空綜合管廊的位置。
地下管溝敷設(shè)于不允許開(kāi)挖、檢修的路段。
地下管溝相當(dāng)于為地上架空管道創(chuàng)造了地下敷設(shè)條件,管溝用于承受土壓力和地面荷載。根據(jù)地溝內(nèi)人行通道的設(shè)置情況,可分為通行地溝、半通行地溝和不通行地溝。
地下管溝的敷設(shè)方式雖然能滿足規(guī)劃的要求,但由于管道保溫及支架的布置同架空管道。其防腐性能較差,若區(qū)域降雨量大或地下水位高,地溝容易進(jìn)水,保溫遇水后很容易失效,尤其對(duì)于江河沿海地區(qū)。更換保溫的維護(hù)量大,成本高,同時(shí)影響交通。
地下直埋敷設(shè)是指將供熱管道直接敷設(shè)于土壤中,土壤與管道的外保溫層或外保護(hù)層直接接觸。此種方式目前最常用,只要地質(zhì)狀況良好,地下有管位,且與其他障礙物保持一定的防護(hù)距離時(shí),均可采用此方式。地下直埋敷設(shè)的市政供熱管道通常采用成品的預(yù)制直埋保溫管,其中,熱水管道通常采用的是工作管、保溫層和保護(hù)外殼三者緊密粘結(jié)的結(jié)構(gòu)形式,保護(hù)外殼一般是硬質(zhì)聚乙烯,保溫層一般是聚氨酯;蒸汽管道通常采用的是工作管、保溫層和保護(hù)外殼三者組成的結(jié)構(gòu)形式,保溫層與保護(hù)外殼之間留有空氣層,保護(hù)外殼一般是鋼管,保溫層一般是巖棉、硅酸鋁、離心玻璃棉、氣凝膠等材料。
與地下地溝及架空敷設(shè)相比,地下直埋敷設(shè)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:①工程總造價(jià)低。雖然預(yù)制直埋保溫管的管材及管件成本高于現(xiàn)場(chǎng)制作的保溫鋼管,但在施工時(shí)僅對(duì)各根管道之間連接處進(jìn)行局部保溫防腐即可,有效減少了施工周期,降低了人工及時(shí)間成本,根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn),對(duì)于市政熱水管道,工程造價(jià)可降低25%;②使用壽命長(zhǎng),熱損失小,防腐性能好。預(yù)制直埋保溫管在工廠制作成型,產(chǎn)品質(zhì)量有保障,保溫可靠性高。只要在施工時(shí)做好各根管道之間連接處的保溫防腐即可達(dá)到施工的高質(zhì)量,從而增加管道的使用壽命;③施工周期短,在溝槽開(kāi)挖后,只需對(duì)槽底進(jìn)行墊層處理即可敷設(shè)預(yù)制直埋保溫管,無(wú)需砌筑土建地下地溝。在施工中減少了工程占地和工程的開(kāi)挖量及土建工程量,因保溫管只需在現(xiàn)場(chǎng)拼接,故可大幅度縮短了施工周期;④維護(hù)工作量小。對(duì)于市政熱水管道,若采用質(zhì)量可靠的預(yù)制直埋保溫管且在合理的設(shè)計(jì)圖指導(dǎo)下,地下直埋管道一旦安裝完成且檢驗(yàn)合格即可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,無(wú)需在運(yùn)行時(shí)間做大量的維護(hù)工作;⑤不影響城市美觀,有利于城市規(guī)劃。
地下直埋敷設(shè)的缺點(diǎn)是檢修較麻煩。預(yù)制直埋保溫管若出現(xiàn)局部腐蝕現(xiàn)象,在初期時(shí)一般巡檢不會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題存在,只有當(dāng)泄漏嚴(yán)重影響至地面時(shí)才會(huì)發(fā)覺(jué)。同時(shí),預(yù)制直埋保溫管的管道橫截面大,對(duì)于熱水管而言,一般敷設(shè)在慢車道下面,一旦出現(xiàn)漏水問(wèn)題需要檢修,則需協(xié)調(diào)多個(gè)部門進(jìn)行施工且在施工時(shí)會(huì)影響人們的出行。
城市綜合管廊是城市建設(shè)的發(fā)展方向,有利于城市市政建設(shè)的發(fā)展,適宜地下管線的擴(kuò)建,不影響交通,不破壞城市道路。但是城市綜合管廊的整體設(shè)計(jì),要求較高,設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合各類專業(yè)的現(xiàn)狀需求和潛在需求,并進(jìn)行綜合考慮,要有超前意識(shí)和前瞻性,城市綜合管廊造價(jià)高,若前期工作未做到位,則效果不佳。
市政供熱管道布置時(shí)應(yīng)根據(jù)城市綜合管廊的規(guī)劃建設(shè)情況相結(jié)合。同時(shí),規(guī)劃城市綜合管廊時(shí)應(yīng)考慮預(yù)留相應(yīng)的熱力倉(cāng)位。
綜合管廊相當(dāng)于一個(gè)大型地下隧道,只要有熱力倉(cāng)位,市政供熱管道即可敷設(shè)。綜合管廊土建橫截面大,只要施工質(zhì)量有保證就不會(huì)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,管道可采用現(xiàn)場(chǎng)保溫的方式施工。
綜上所述,這四種敷設(shè)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)及適應(yīng)區(qū)域,實(shí)際工程實(shí)施應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,綜合考慮市政供熱管道的敷設(shè)方式。做到節(jié)省建設(shè)投資,保證熱網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。