建筑设备施工技术(第五章)

第五章室外热力管道的安装一、学习内容•1.室外地下敷设管道的安装•2.室外架空管道的安装•3.热力管道支架及补偿器的安装•4.热力管道的试压与验收二、学习目标1.了解室外管道地沟敷设的一般要求；掌握沟槽土方施工技术；掌握室外地下敷设管道的安装程序和安装主要技术要求；2.了解室外架空管道的敷设，掌握室外架空管道的安装程序和安装要求；3.了解管道支吊架的安装形式，掌握管道支吊架的安装技术；4.了解管道补偿器的类型、掌握补偿器伸长量、补偿量和安装长度的计算、补偿器的制作和安装5.掌握热力管道的试压实验，了解热力管道的验收三、重点和难点•1.管道地沟敷设的安装程序和安装要求•2.管道补偿器伸长量、补偿量和安装长度的计算、补偿器的安装室外热力管道的敷设形式•地沟敷设•地下敷设•室外热力管道直埋敷设•低支架敷设•架空敷设中支架敷设•高支架敷设5.1室外地下敷设管道的安装5.1.1地下敷设管道的方式•地下敷设分为地沟敷设和直埋敷设。地沟敷设是将管道敷设在地下管沟内，直埋敷设是将管道直接埋设在土壤里。5.1.1.1室外管道的地沟敷设1.地沟按其构造分类普通地沟预制钢筋混凝土地沟。•普通地沟的结构–沟底基础:钢筋混凝土或混凝土;沟底坡度同管道坡度且≮0.002并坡向排水点;最底点设积水坑，地下水位高处应设排水沟及排水设备–沟壁:砖或毛石砌筑，内表面抹防水砂浆，–盖板:钢筋混凝土，盖板间及盖板和沟壁间用水泥砂浆或热沥青封缝;盖板横向坡度0.01-0.02，盖板上覆土深度≮0.3米•预制钢筋混凝土地沟的结构（断面椭圆形）–素土夯实基础上现浇厚200mm的钢筋混凝土基础–吊装预制的厚250的钢筋混凝土拱形管壳(是用钢筋混凝土预制而成，一般厚度为250mm)，拱壳间接缝用膨胀水泥填塞2.地沟按其断面尺寸分类不通行地沟半通行地沟通行地沟。⑴不通行地沟：人员不能在地沟内通行。形式：矩形、半圆形，以矩形居多施工主要步骤开挖沟槽：断面尺寸根据管径和管数确定，净高≮450打地沟基础：地下水位以上，可设冰冻线以上管道安装：支墩（滑托上安装支架）安装、吊架安装。如采用支墩安装则支墩和地沟基础一并浇筑试压防腐保温砌筑沟墙封顶施工要求：•由于断面尺寸较小，管道安装应在地沟基础层打好之后立即进行，待压力试验及管道防腐和保温做完，再砌筑沟墙，否则操作空间狭小，难以进行管道焊接和保温工作。•地沟的基础一般应在地下水位以上，否则应有排水沟及排水设备优缺点：外形尺寸较小，占地面积小，与直埋方式相比，利于管道变形，地沟耗费材料少。但难于发现管道缺陷和事故，维护和检修也不方便适应场合：①土壤干燥、地下水位低；②管道根数不多且管径小，维修量不大；③对直埋管道，如有热位移，在转弯处或补偿器处宜设不通行地沟⑵半通行地沟：维修人员能弯腰行走，进行一般的管道维修工作（阀门更换、局部补漏等）•开挖沟槽：净高1.2——1.4米，通道净宽0.5——0.6米，双侧布置不小于0.7m•管道安装形式：支墩、钢支架安装•施工要求：直线长度超过60米，设置一个检修出入孔，孔口高度高出周围地面（防进水）•优缺点：维护和管理较方便，可进入地沟内进行检修，但基建投资相对较大，占地面积大•适应场合：①当管道通过不允许挖开的路段②管道数量较多，采用通行地沟难于实现或经济不合理时⑶通行地沟：人员可以自由通行，保证检修、更换管道和设备断面尺寸：净高不小于1.8米，通道净宽不小于0.7米，管道安装形式：钢支架安装施工要求：•转弯、交叉及直线每隔100米应设置一个人孔，每隔200米应设置一个安装孔（长度应保证6米长的管子进入地沟，宽度为最大管子外径加0.4米，且不得小于1.0米）•应设有通风设施，保证检修时沟内温度不超过40度•应装有照明设施，电压不得高于36伏•地沟盖板须作0.01～0.02的横向坡度，以排走融化雪水或雨水。地沟底板应设0.002～0.005的纵向坡度，以便及时将管道漏水和维修放水排至安装孔内的集水坑内优缺点：维护和管理方便，但基建投资大，占地面积大使用场合：管道通过不允许挖开的路段；管道数量多或管径较大通行地沟名称类型地沟净高/m人行通道宽/m管道保温表面与沟壁净距/m管道保温表面与沟顶净距/m管道保温表面与沟底净距/m管道保温结构表面间净距/m通行地沟半通行地沟不通行地沟≥1.8≥1.2-≥0.7≥0.6-0.1-0.150.1-0.150.150.2-0.30.2-0.30.05-0.10.1-0.20.1-0.20.1-0.3≥0.15≥0.150.2-0.3直埋参照不通行地沟5.1.1.2室外管道的直埋敷设•直埋敷设：又称为无沟敷设，不砌筑地沟和支撑结构，热力管道的保温层直接与土壤接触的敷设方式。•断面尺寸：根据管径的大小和土质种类而定，•管道安装形式：焊接后直接回填土埋入地下。施工要求•直埋管道应埋设在当地的冰冻线以下，并应确保一定的覆土深度。直埋管道的沟槽开挖尺寸基本要求：管子与管子之间净距200～250mm，管子与沟壁之间净距200～250mm，管底与沟底之间净距200mm，管顶与地面之间净距600mm直埋管道穿过公路、铁路时，应加套管或作成管沟，管沟应考虑汽车荷载。套管顶距路面不宜小于0.7m，距铁轨顶不应小于1.2m一般应在地下水位以上特点：优点是即可缩短工期又可节省投资（无地沟和支架，比不通行地沟节省20—50%）；其缺点是管道易被腐蚀，检查和维修困难，在车行道处有时需特别处理以承受大的载荷，低点排液不便，对保温材料的要求较高等，适应场合：地下水位低的情况5.1.2室外供热管道安装5.1.2.1室外供热管道安装的要求1.管网的管材及连接•DN≤40mm，焊接钢管；•50≤DN≤200mm，焊接钢管或无缝钢管；•200mm≤DN，螺旋焊接钢管；•连接方式：焊接，法兰连接；2.室外管道的安装的一般要求（部分）•热水或应在前进方向的右侧。•热水和加压凝结水管道高点排气，低点排水，管径选择见表5.6•热膨胀量大的管道安装，采用活动支架偏心安装，偏移方向为热膨胀的反方向，偏心距为该点到固定点间管道热膨胀量的一半，且最大偏心距Δ=1/2支座全长-50mm；5.1.2.2供热管道安装5.1.2.2.1直埋管道的安装•施工程序：测量放线——挖管沟（沟槽断面形式和尺寸确定、沟槽放线、挖沟、找坡、沟基处理）————管道安装（包括坡口加工、管道防腐保温、吊装就位、补偿器安装、水压试验、接口防腐保温等）——管沟回填（填盖细沙——回填土夯实）转到地沟管道的安装1.测量放线•管道中线测量：管道主点桩测设、中桩测设、线路转折角测量等。•管道纵横断面测量•管道施工测量横断面图的绘制•依据横断面测量得到的各点间的平距和高差，在毫米方格纸上绘出各中线桩的横断面图。•绘制时，以中心桩为坐标原点，平距为横坐标，高差为纵坐标，把图画在透明毫米方格纸上，平距和高差的比例尺应相同。先标定中线桩位置，由中线桩开始，逐一将特征点展绘在图纸上，用细线连接相邻点，即绘出横断面的地面线。管道施工测量校核中线并测设施工控制桩•在开槽前，应在不受施工干扰、引测方便和易于保存的位置测设施工控制桩。•施工控制桩分中线控制桩和附属构筑物的位置控制桩两种.•中线控制桩设置在管道中线的延长线上。•位置控制桩设置在与中线垂直的方向上沟槽断面形式•按土层、地下水位、管规格、埋深等确定•直槽：一定深度内（与土质有关）；地下水位以上，挖沟后敞露时间不长•梯形槽：沟深在直槽所要求的深度以上，但≯5m•混合槽和联合槽：沟较深时采用，土质应好直槽梯形槽混合槽联合槽2.挖管沟：确定沟槽的断面形式和尺寸——沟槽放线——挖沟、找坡——沟基处理•直槽要求的沟深为：①堆积砂土和砾石土，沟深不超过0.75米②砂质粉土、粉质黏土，沟深不超过1.25米③黏土，沟深不超过1.5米④坚实土，沟深不超过2.0米•H=地面标高-管底标高CBnnDWW21tgHWAWM22式中B—管间净距，不小于200mm；C—管与沟壁净距，不小于150mm；Dw—管外径（包括保温层）；n—管数。梯形沟槽的断面尺寸沟槽上口宽度M=W+2A=W+2H/i,•H为挖深（地面标高-管底标高）、边坡坡度i=h/L=tgα•工程界习惯以1:n表示边坡,n为边坡率（坡度系数），n=1/i，所以，坡度系数是边坡坡度的倒数，例坡度1：3的边坡也可说坡度系数n=3的边坡。•M=W+2A=W+2nH【例5.1】直埋热力管道2根，黏土，管规格为DN159×4.5无缝钢管，梯形沟槽，沟深1.6m，管保温层厚50，求沟底开挖宽度和开槽宽度各为多少？【解】由施工规范：管间净距B=200、管与沟壁净距C=150；根据黏土和沟深1.6m查表5.3：tga=i=H/A=1/0.25W=2×(159+2×50)+(2-1)×200+2×150=1018mmM=1.018+2×1.6×0.25=1.818m沟槽放线槽口放线就是按计算出的开槽宽度，在地面上定出槽边线位置，划出白灰线，以便开挖施工设置坡度板及测设中线钉•管道施工中为了控制管道中线设计位置和管底设计高程需设置坡度板。如图所示，坡度板跨槽设置，间隔一般为10-20m，编以板号。•把管道中心线投测到坡度板上，用小钉作标记，称作中线钉，以控制管道中心的平面位置。测出中线钉绝对标高并标注于龙门板。•施工方法：过中心桩做管道中心线，沿此线在中心桩两侧各量出1/2M+0.7m长度，分别打上木桩，深0.7m，地上0.2m，将一块高150mm，厚25—30mm木版钉在两边桩上，板顶应水平。测设坡度钉•为了控制沟槽的开挖深度和管道的设计高程，还需要在坡度板上测设设计坡度。为此，在坡度横板上设一坡度立板，一侧对齐中线，在竖面上测设一条高程线，其高程与管底设计高程相差一整分米数，称为下返数。在该高程线上横向钉一小钉，称为坡度钉，坡度钉的作用是控制管道沟槽按照设计深度和坡度开挖•如图所示，用水准仪测得桩号为0十100处的坡度板中线处的板顶高程为45.292m，管底的设计高程为42.800m，从坡度板顶向下量2.492m，即为管底高程。为了使下反数为一整分米数，坡度立板上的坡度钉应高于坡度板顶0．008m，使其高程为45．300m。这样，由坡度钉向下量2．5m，即为设计的管底高程。•最后在龙门板上，以中心对称地量出开槽宽度，在龙门板间拉绳，并沿绳在地面上撒上白灰线，而后即可依此线开挖沟槽。挖沟、找坡及沟基处理•挖沟•用挖土机或人工挖•留150-200厚的土层作为清理沟底、沟基处理和找坡的余量，挖超时需回填砾石，就地回填土时需严格分层回填，分层夯实小心，别挖超了切记；管道和管道支墩严禁铺设在冻土和未经处理的松土上•找坡：从龙门板的坡度钉引下标高，在各龙门板下方打中心桩，挂线，线绳坡度同管道坡度相同。挂线位置=下返距离-0.3m沟基处理•土质坚实：直接铺砂坐管•管沟无地下水土质松软：夯实密实度达要求•砾石：挖出20cm，素土或黄•砂回填夯实•排水（明沟排水、人工降低地下水位法）•有地下水雨水铺10—20cm厚碎石垫层，其•上再铺10——15cm厚黄砂直埋热力管道底部要求设置100mm厚的砂垫层，沟槽实际挖深=H+100mm3.管道安装：管子坡口加工——防腐保温——挖工作坑（接口处，方便操作）——下管——管子对口——点焊——稳管——焊接——补偿器安装—水压实验——接口防腐保温•下管应以施工安全、操作方便、经济合理为原则，考虑管径、管长、管道接口形式、沟深等条件选择下管方法。•下管方式：集中下管、分散下管和组合下管•下管方法：人工下管和机械下管•人工下管多用于施工现场狭窄，重量不大的中小型管子•1)压绳下管：此法适用于管径为400-800mm的管道。2)后蹬施力下管法（贯绳下管法）:适用于管径小于300mm以下管子。3)木架下管法:适用于直径900mm内，长3m以下的管子。4)溜管法:将由两块木板组成的三角木槽斜放在沟槽内，将管子沿三角木槽缓慢溜入沟槽内。适用于管径小于300mm以下混凝土管、缸瓦管等。机械下管•用于管重