聚氨酯直埋硬質(zhì)保溫管道施工原理
近些年來預(yù)制保溫管施工技術(shù)也有了很大的發(fā)展，已頒布的《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程》標(biāo)志著直埋技術(shù)在我國已經(jīng)趨于成熟，因此，在供熱管道的施工中，直埋敷設(shè)越來越多地被采用。但由于管道直接埋于地下，不便于檢修、漏點(diǎn)難發(fā)現(xiàn)等原因，要求施工中必須嚴(yán)格控制管道施工工藝，并且應(yīng)從管材的選擇、閥門安裝、三通加固、固定墩、線路選擇等方面加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)。同傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)相比，直埋供熱管道敷設(shè)方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如工程施工時間短、施工占地面積少、管網(wǎng)使用壽命長、人工維護(hù)量小等。直埋敷設(shè)非常適合目前城市及地方建設(shè)的要求，其技術(shù)的的發(fā)展越來越成熟，在工程中也越來越多地被采用。本文是對《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱為規(guī)程）的一點(diǎn)理解。
1.1 規(guī)程適用條件
本規(guī)程適用于公稱直徑≤DN500、供熱介質(zhì)溫度≤150℃的鋼制內(nèi)管、保溫層、保護(hù)外殼結(jié)合為一體的預(yù)制保溫直埋熱水管道。規(guī)程的適用條件有兩個界限，即管徑和溫度，且必須同時滿足這兩個條件。
規(guī)程總則條文說明中的解釋：管徑：因?yàn)樵诠艿肋M(jìn)行熱伸長計算、強(qiáng)度計算中對荷載作了簡化處理，計算結(jié)果對大管徑管道來說，偏差較大，其性能是不安全的，但是對小管徑管道影響不大；溫度：供熱管網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性與設(shè)計溫度密切相關(guān)，直埋供熱管道保溫材料的使用壽命、耐溫能力也是根據(jù)設(shè)計溫度來選擇的，這個溫度界限在強(qiáng)度方面是安全的。
2.直埋供熱管道保溫結(jié)構(gòu)組成與性能
直埋供熱管道的保溫結(jié)構(gòu)組成是：保溫層、保護(hù)外殼。
直埋供熱管道保溫結(jié)構(gòu)的功能：管道保溫、抵抗土壤壓迫和傳遞力。為了克服管道在土壤中橫向位移時土壤對管殼的擠壓和土壤對管殼在管道徑向產(chǎn)生的壓力、保證保溫結(jié)構(gòu)形狀完整，保溫層和外殼必須具有足夠的強(qiáng)度，規(guī)程中要求保溫層的抗壓強(qiáng)度≥200kPa。
保證保溫結(jié)構(gòu)完整的另一個必須條件是：外殼、保溫層和鋼管相互之間的粘結(jié)強(qiáng)度。為了克服管道軸向位移時土壤對管道外殼的摩擦力，直埋供熱管道的保溫層需要能傳遞剪切力。土壤與管道外殼之間的摩擦力，其計算公式為：
聚氨酯直埋硬質(zhì)保溫管道施工原理
F=πρgμ（H+Dc/2）Dc（1）
公式中F-軸線方向每米管道的摩擦力，N/m；
Dc-管外殼直徑，mm；
g-重力加速度，9.81m2/s；
ρ-施工所在地的土壤密度，kg/m3；
μ-施工所在地的土壤與管殼之間摩擦系數(shù)；
H-施工所在地的管頂覆土深度，當(dāng)H>1.5m時，取1.5m。
直埋供熱管道保溫層與內(nèi)鋼管、外殼與保溫層都傳遞軸向剪切力，剪切強(qiáng)度的計算公式為：
τ=Fmax/πDc=ρgμmax（H+Dc/2）（2）
公式中μmax-土壤與管殼之間zui大摩擦系數(shù)；
Fmax-土壤與管殼zui大摩擦力，N/m。
例如：對于DN500保溫管外殼與內(nèi)保溫層粘結(jié)抗剪強(qiáng)度要大于13.6kPa；對DN20保溫管保溫層與內(nèi)鋼管表面粘結(jié)抗剪強(qiáng)度必須大于37.2kPa。在規(guī)程中，要求直埋供熱管道的保溫層剪切強(qiáng)度（含與內(nèi)管和外殼粘結(jié)）≥120kPa。
3直埋供熱管道的施工方法
3.1 直埋供熱管道的安裝方式
直埋管道中的應(yīng)力是熱脹變形不能*釋放而產(chǎn)生的。因此。通過選擇不同的安裝方式，可以改變熱脹變形的大小和變形的釋放程度，進(jìn)而改變管道的應(yīng)力水平。熱脹變形的大小與零應(yīng)力狀態(tài)對應(yīng)的溫度有關(guān)，零應(yīng)力狀態(tài)溫度的提高，可降低熱脹變形的大小。根據(jù)此溫度是否等于安裝時的環(huán)境溫度，管道可分為兩種。冷安裝：零應(yīng)力狀態(tài)對應(yīng)的溫度等于安裝時的環(huán)境溫度。預(yù)應(yīng)力安裝：零應(yīng)力狀態(tài)對應(yīng)的溫度等于預(yù)熱溫度。根據(jù)熱脹變形能否釋放，管道又可分為兩種。無補(bǔ)償安裝：兩固定墩之間或遠(yuǎn)離補(bǔ)償裝置而處于錨固狀態(tài)的管道（錨固段），其熱脹變形不能被補(bǔ)償裝置所吸收。有補(bǔ)償安裝：補(bǔ)償裝置附近處于滑動狀態(tài)的管道（滑動段），其熱脹變形能被補(bǔ)償裝置所吸收。
聚氨酯直埋硬質(zhì)保溫管道施工原理
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