朱道強(qiáng)，高雅 （合肥熱電集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

地下綜合管廊是指在城市地下用于集中敷設(shè)電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃?xì)獾仁姓芫€的公共隧道。自2015年國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)[2015]61號(hào)）以來，各地均加大綜合管廊建設(shè)力度。

合肥自2016年獲批第二批管廊試點(diǎn)城市資格后，在肥西縣產(chǎn)城融合示范區(qū)、高新區(qū)拓展區(qū)、新站區(qū)少荃湖片區(qū)開展管廊試點(diǎn)建設(shè)，有效治理了試點(diǎn)區(qū)域“空中蜘蛛網(wǎng)”和“馬路拉鏈”等城市病，并于2018年1月正式實(shí)施《合肥市城市地下綜合管廊管理辦法》，要求:“對(duì)建設(shè)管廊的區(qū)域，已在管廊中預(yù)留位置的管線，應(yīng)當(dāng)納入管廊，管廊達(dá)到滿載前，不得在管廊外建設(shè)管線。對(duì)于應(yīng)當(dāng)納入管廊的管線在管廊外進(jìn)行建設(shè)施工的，規(guī)劃和建設(shè)行政主管部門不予批準(zhǔn)?！?/p>

熱力管線輸送為高溫介質(zhì)，運(yùn)行壓力大、熱應(yīng)力大、危險(xiǎn)性高，發(fā)生事故時(shí)對(duì)管廊設(shè)施的影響大，根據(jù)綜合管廊內(nèi)部管線敷設(shè)的總原則“安全性和經(jīng)濟(jì)性高，施工和后期維護(hù)方便”及《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838－2015）要求：熱媒為蒸汽的熱力管線在獨(dú)立艙室內(nèi)敷設(shè)。

2 項(xiàng)目概況

為滿足高新區(qū)龍科馬醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園等工業(yè)用戶用熱需求，保障園區(qū)內(nèi)規(guī)劃高校及研究機(jī)構(gòu)的供熱配套要求，合肥熱電集團(tuán)有限公司于2019年底啟動(dòng)合肥新能熱電至方興大道合武鐵路段管網(wǎng)建設(shè)。根據(jù)管線定位及主管部門規(guī)定要求，管網(wǎng)路由沿雞鳴山路—明珠大道—方興大道，其中，雞鳴山路、明珠大道段管網(wǎng)布置于綜合管廊內(nèi)，長(zhǎng)約2.62km。（圖1）

圖1 管網(wǎng)路徑圖

熱用戶用熱性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表 表1

廊內(nèi)熱力管網(wǎng)敷設(shè)在熱力艙內(nèi)（圖2），其中雞鳴山路（新能熱電廠—明珠大道）管廊位于雞鳴山路西側(cè)，距雞鳴山路中心線 17.775m；明珠大道（雞鳴山路—方興大道）管廊位于明珠大道北側(cè)，距明珠大道道路中心線35.475 m。

圖2 管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

3 設(shè)計(jì)階段

3.1 設(shè)計(jì)熱負(fù)荷及供熱參數(shù)

經(jīng)對(duì)該項(xiàng)目沿線熱用戶進(jìn)行熱負(fù)荷調(diào)查統(tǒng)計(jì)，熱用戶均為低壓熱用戶，用汽壓力范圍為 0.4MPa～0.6MPa，用汽溫度范圍為150℃～190℃，熱需求較為穩(wěn)定。經(jīng)實(shí)地調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)熱負(fù)荷，主要熱用戶及其用熱性質(zhì)詳見表1所示。

本項(xiàng)目熱用戶主要有：合肥華清金屬表面處理有限責(zé)任公司、合肥王仁和米線食品有限公司、安徽智飛龍科馬生物制藥有限公司、38所、四創(chuàng)電子華清產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目。

設(shè)計(jì)熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 表2

綜上所述，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)熱負(fù)荷詳見表2所示。

根據(jù)《合肥市城市供熱專項(xiàng)規(guī)劃（2013～2020年）》與調(diào)研可知，熱用戶用汽需求壓力為 0.4MPa～0.6MPa，溫度為140℃～170℃的過熱蒸汽。本項(xiàng)目熱用戶主要是生產(chǎn)熱負(fù)荷，同時(shí)也有生活熱負(fù)荷。綜合考慮熱負(fù)荷現(xiàn)狀及其發(fā)展分布情況、供熱距離等相關(guān)因素，供熱介質(zhì)選用蒸汽。

依照本項(xiàng)目用熱區(qū)域的功能、布局結(jié)構(gòu)及已落戶企業(yè)的用汽參數(shù)，本項(xiàng)目供熱介質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)為設(shè)計(jì)溫度：300℃，設(shè)計(jì)壓力：1.6MPa。

3.2 管件及防腐要求

入廊段蒸汽管網(wǎng)的補(bǔ)償器采用對(duì)固定支架推力較小的內(nèi)外壓平衡式波紋補(bǔ)償器，直埋段蒸汽管網(wǎng)的補(bǔ)償器采用穩(wěn)定性較好的軸向外壓波紋補(bǔ)償器。補(bǔ)償器保溫做法、厚度、外護(hù)鋼管做法及要求同相連接的直管段相同，外護(hù)管兩端做異徑管與直管段相連。

入廊段蒸汽管網(wǎng)低點(diǎn)設(shè)疏水管，疏水管就近引至綜合管廊進(jìn)排風(fēng)口處，再引出廊外至道路疏水箱。疏水裝置由疏水閥、Y型過濾器、關(guān)斷閥門等組成。

由于綜合管廊內(nèi)蒸汽管網(wǎng)所需滑動(dòng)支架、導(dǎo)向支架、固定支架施工已隨廊體施工完成，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)資料及相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)每個(gè)支架所承受推力進(jìn)行核算，以確保支架的安全可靠性。根據(jù)熱力專業(yè)資料，本工程固定支架最大推力為480kN，管廊內(nèi)固定支墩所承受最大推力為500kN，經(jīng)復(fù)核，管廊內(nèi)原設(shè)計(jì)滿足本工程要求。

入廊套管前、明珠大道段出管廊與直埋部分銜接段，固定墩各1處，固定墩采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式（圖3）。

圖3 支墩構(gòu)造圖

為減少管線的腐蝕，延長(zhǎng)管線的壽命，其表面應(yīng)做必要的防腐處理。入廊段蒸汽管網(wǎng)，外護(hù)層采用彩鋼板，并涂刷防腐涂料，施工后外表面涂敷面漆。

4 施工步驟及難點(diǎn)

4.1 施工步驟

①依照管廊管理單位要求，管材及管件堆放于地上指定區(qū)域。蒸汽管道由綜合管廊吊裝口吊裝入廊，借助廊內(nèi)吊耳運(yùn)輸至艙內(nèi)。

②因入綜合管廊內(nèi)蒸汽管網(wǎng)的滑動(dòng)支架、導(dǎo)向支架、固定支架施工已隨廊體施工完成，各支架頂部已預(yù)留鋼板，施工階段僅需要對(duì)蒸汽管道及其支座進(jìn)行安裝。

使用小推車將管材、管件運(yùn)至對(duì)應(yīng)位置，管道定位后進(jìn)行管道間的對(duì)口、焊接工作，并同步完成固定支架處的管托底部與支架的焊接工作。

③管線焊接完成后，進(jìn)行焊縫探傷檢測(cè)，合格后做好防腐保溫和外保護(hù)層的施工。

4.2 施工難點(diǎn)

①管廊內(nèi)每200m為一防火區(qū)間，各區(qū)間以防火門相隔，管道需穿過防火墻連接。因管廊建設(shè)、驗(yàn)收前置于入廊管線安裝，該段管廊未預(yù)留過墻孔洞及套管，蒸汽管道連接遇到障礙。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查及與管廊設(shè)計(jì)單位對(duì)接確認(rèn)，以墻兩端蒸汽管道圓心連線開孔做同心圓孔洞，并按照消防規(guī)范要求做好相關(guān)措施。因廊內(nèi)預(yù)制支墩與防火門橫向距離較近，施工單位在開鑿孔洞的同時(shí)，需對(duì)防火門做好保護(hù)，避免因施工造成門體損壞或無法正常開啟。建議管廊建設(shè)單位在設(shè)計(jì)階段應(yīng)綜合考慮各管線安裝使用，提前同熱力公司確認(rèn)入廊預(yù)留管徑，并按照高于外套管管徑兩個(gè)規(guī)格型號(hào)尺寸預(yù)留穿墻套管。

②管廊內(nèi)主熱力管線的建設(shè)，需同時(shí)考慮與未來用戶支線的連接。本項(xiàng)目根據(jù)前期周邊熱用戶調(diào)研情況，結(jié)合管廊熱力引出口位置，在管廊內(nèi)蒸汽管道預(yù)制三通支管，方便后期用戶支線的接入。

相較于其他城市管線，熱力管道需設(shè)置疏水裝置及時(shí)疏走凝結(jié)水，防止管道內(nèi)部發(fā)生水擊，對(duì)管壁產(chǎn)生損壞。為便于日常維護(hù)，保證廊內(nèi)安全，管廊建設(shè)時(shí)預(yù)留疏水管引出口。本項(xiàng)目根據(jù)引出口位置設(shè)置輸水管至地上疏水裝置，就近排入下水井。

③常規(guī)蒸汽管道單根長(zhǎng)度為12m，因已建成吊裝口開口較小，為8m×2m，管材吊裝運(yùn)輸難度較大。為便于吊裝運(yùn)輸，本項(xiàng)目特制蒸汽管道單根長(zhǎng)度為10m。由于管材地上堆放位置距離吊裝口較遠(yuǎn)，本次采用起重量25t、臂長(zhǎng)＞10m吊車將管道從吊裝口吊入管廊。吊入過程中，管道兩端各設(shè)置一條牽拉繩，借助廊內(nèi)掛耳，分別由管廊內(nèi)兩位施工人員控制，經(jīng)對(duì)講機(jī)與吊車操作人員溝通，控制管道位置。

已建成熱力艙艙內(nèi)寬2.5m，預(yù)制支墩寬0.6m，預(yù)制支墩離墻0.5m，施工工作通道僅約1m，施工作業(yè)面較小。為解決管材與艙內(nèi)運(yùn)輸問題，靈活使用手推車運(yùn)輸管材，合理規(guī)劃材料運(yùn)輸，焊接，檢測(cè)時(shí)序，在施工前由負(fù)責(zé)人員進(jìn)行安全交底，對(duì)應(yīng)急措施及撤離路線進(jìn)行明確。

5 智慧監(jiān)測(cè)

為提高熱力管線自動(dòng)化監(jiān)控水平，有利于后期管網(wǎng)運(yùn)營維護(hù)，由合肥市建設(shè)主管部門聯(lián)合清華大學(xué)合肥公共安全研究院開發(fā)建設(shè)“合肥市城市地下綜合管廊入廊管線安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前端感知系統(tǒng)”應(yīng)用于本項(xiàng)目。在管線入廊段設(shè)置熱力管線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)管線運(yùn)行的壓力、流量、溫度以及廊體內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視（圖4）。

圖4 熱力管線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

熱力管線前端感知系統(tǒng)通過對(duì)廊內(nèi)熱力管線進(jìn)行全線路、全天候、精準(zhǔn)化全面感知和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，感知數(shù)據(jù)傳輸至后端系統(tǒng)，系統(tǒng)通過專業(yè)分析模型對(duì)熱力管線運(yùn)行過程中可能發(fā)生的泄漏等事故進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析、定位故障管段，同時(shí)預(yù)測(cè)因管線泄漏對(duì)廊體結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施造成的次生、衍生災(zāi)害，為應(yīng)急維修處置等提供科學(xué)依據(jù)和決策支持，確保廊體內(nèi)熱力管線安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)運(yùn)用有限的養(yǎng)護(hù)資金獲得最佳養(yǎng)護(hù)效果的目標(biāo)。

對(duì)于高壓蒸汽管線，當(dāng)管線產(chǎn)生爆管后，艙內(nèi)的溫度會(huì)迅速上升，因此可通過監(jiān)測(cè)艙內(nèi)溫度的變化情況，判斷管線是否發(fā)生爆管。艙內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)原則包括大口徑、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)等。

溫度監(jiān)測(cè)儀安裝位置選取與主干管相接的疏水管，靠近主管位置進(jìn)行安裝。溫度傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測(cè)溫的一種傳感器溫度計(jì)。定位后除去保溫棉，進(jìn)行開孔和焊接，于焊縫檢測(cè)合格后安裝傳感器；設(shè)備箱安裝完畢后，做好設(shè)備取電和調(diào)試，最后進(jìn)行防腐保溫措施。

壓力計(jì)安裝位置選取與主干管相接的疏水管，靠近主管位置進(jìn)行安裝。定位并清理管線后，材料機(jī)具準(zhǔn)備好后，先在熱力管道上拆除保溫棉，焊接連接桿、球閥、接頭部件；安裝探頭，控制柜的固定和安裝，然后將表頭固定安裝在控制柜中，最后進(jìn)行線纜敷設(shè)并接電調(diào)試，做好保溫材料恢復(fù)。

6 結(jié)語

蒸汽管線入廊設(shè)計(jì)并實(shí)施在國內(nèi)管廊運(yùn)用中并不多見，本次合肥高新區(qū)綜合管廊蒸汽熱力管線入廊建設(shè)運(yùn)行在全國尚屬首例。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。將熱力管道納入到綜合管廊中，可以有效延長(zhǎng)管道的使用年限，方便檢修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道的漏點(diǎn)和及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行維修，同時(shí)也可避免熱能的浪費(fèi)。

通過本次合肥高新區(qū)綜合管廊蒸汽熱力管道入廊案例，提出以下體會(huì)及建議：

①城市綜合管廊的設(shè)計(jì)，要求較高，熱力管線入廊在設(shè)計(jì)階段應(yīng)與管廊設(shè)計(jì)單位對(duì)接，要具有超前意識(shí)和前瞻性，在滿足熱負(fù)荷需求情況下，提高未來熱力管線擴(kuò)容的可能性；

②管廊內(nèi)空間局限，熱力管線施工階段應(yīng)加強(qiáng)與管廊管理單位配合、溝通，做好詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)及應(yīng)急方案；

③為重點(diǎn)保障管線的安全運(yùn)行，熱力艙內(nèi)應(yīng)設(shè)置溫度、壓力等運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)施；切斷閥設(shè)置于艙外，避免管線發(fā)生泄漏后，人員無法進(jìn)入關(guān)斷的情況；

④城市綜合管廊建設(shè)與運(yùn)營維護(hù)成本較大，尤其是蒸汽管道獨(dú)立建倉，未來可考慮將蒸汽管道與其他市政管道共艙的可能性，如城市中水、排水等不受高溫、高壓影響的市政管道。通過工藝提升、技術(shù)改進(jìn)措施，提高蒸汽管道運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，并實(shí)施管道監(jiān)測(cè)保護(hù)等一系列舉措，實(shí)現(xiàn)蒸汽管道共艙安全保障。