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：本文應領(lǐng)導要求，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)范及標準圖集進行局部重新設(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；標準圖集；波紋補償器；管道保溫材料；導熱系數(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、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)容在招標清單中沒有進行編制，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，于是此項目當時的甲方負責人向公司領(lǐng)導提交了確定此工程任務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考慮后期預留，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

在接到此任務后我就著手設(shè)計前準備工作。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)我國當時執(zhí)行的國標圖集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)能減排各類指標規(guī)定越來越嚴，執(zhí)行力度逐年加大，考慮即將出臺的新規(guī)范中更嚴格的參照標準后，為響應國家節(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?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、確定預埋件間距

確定管溝內(nèi)活動支架間距，主要參照國標圖集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到要求，同時考慮施工便利，決定溝壁內(nèi)相鄰預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層外壁計算。

（2）此半通行地溝，選用國標圖集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)預埋件高度一致便于施工，可用與溝底同型號鋼筋將預埋件和溝底鋼筋網(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，開挖時應謹慎，不確定地下管線及電纜時應用人力小心開挖。溝槽開挖應有足夠的作業(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)溝壁應有適當坡度，必要時架設(shè)護坡板。

（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，預埋件相關(guān)制作參數(shù)參照03R411-1 （149～150頁）。所有預埋件預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)人員應嚴格執(zhí)行當時現(xiàn)行國家規(guī)范中的強制條款，并參照規(guī)范、圖集設(shè)計。只有我們認真負責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。

參考文獻

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中圖分類號：TU99

文獻標識碼：A