淺埋給排水管道的防凍施工工藝研究

　　王虹

　　摘要：冬天，室外氣溫較低，室內(nèi)的熱量會(huì)通過建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)不斷向外散失，使室內(nèi)溫度降低，影響建筑物內(nèi)給排水系統(tǒng)的正常使用，甚至將建筑物內(nèi)的管道凍裂。所以給排水管道的埋設(shè)首先要考慮冬季嚴(yán)寒狀態(tài)下如何進(jìn)行防寒和防凍，確定管線埋設(shè)的合理深度問題。本文對(duì)如何防止冬季因管道或設(shè)備內(nèi)水溫降低而造成危害，以及埋設(shè)管道的防凍施工工藝進(jìn)行研究。

　　關(guān)鍵詞：淺埋 給排水管道 保溫 防凍 電拌熱

　　冬季，由于氣候過于寒冷，為了減少熱量的損耗、節(jié)省燃料及防止因氣溫過低將管道設(shè)備凍裂，造成危害，必須對(duì)熱的和某些冷的管道、設(shè)備和管線加保溫材料進(jìn)行保溫。因此要敷設(shè)相同長(zhǎng)度的蒸汽管線保證給水管不被凍壞，對(duì)于室外消火栓及閥門井也必須采用相應(yīng)的保溫措施。給排水管線敷設(shè)的常規(guī)做法一般有直接埋地或架空敷設(shè)兩種，直接埋地敷設(shè)最為常用。架空敷設(shè)要考慮管架和保溫措施。管材為承插式球墨鑄鐵管，柔性膠圈密封，膠圈外部用石棉水泥填縫。

　　一、管道防凍保溫結(jié)構(gòu)分析及要求

　　通常管道防凍保溫結(jié)構(gòu)包括：保溫層(絕熱層)、防潮層、保護(hù)層。保溫層材料的選擇是決定保溫結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，保溫結(jié)構(gòu)的擬定也需要有適合的保溫材料來保障。選擇保溫材料，應(yīng)首先滿足保溫對(duì)象的介質(zhì)運(yùn)行工況要求和環(huán)境要求。給排水管道保溫的諸多問題逐漸引起業(yè)內(nèi)相關(guān)專業(yè)的關(guān)注，如消防給排水管道和排給排水管道多次發(fā)生凍裂，由于保溫層失效導(dǎo)致的管道表面腐蝕，選用某些阻燃等級(jí)低或環(huán)保性能差的保溫材料，管道電保溫能耗偏大等等，這些問題在某種程度上已影響了生產(chǎn)、工作以及生活的正常運(yùn)行。

　　近年來，保溫技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，推動(dòng)了傳統(tǒng)保溫設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)不斷更新和發(fā)展。在充分借鑒這些技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)淺埋給排水管道的防凍施工工藝進(jìn)行研究和分析，以期得到一套給排水管道防凍保溫的最佳方案。

　　二、給排水管道的安裝條件及特點(diǎn)

　　寒冷地區(qū)的室外消火栓一般為地下式直通消火栓，型號(hào)為SX100，設(shè)有100 mm和60 mm栓口各一個(gè)，并做保溫井口;閥門井的設(shè)置一般不采用套筒式，因在寒冷地區(qū)閥桿頭部常漏水而凍結(jié)，影響開啟和關(guān)閉;給水管線上的給水栓應(yīng)采用防凍栓，并宜設(shè)置于背風(fēng)向陽(yáng)處。管線直接埋地敷設(shè)施工簡(jiǎn)單、安裝方便、能降低造價(jià)，經(jīng)綜合考慮，并參照建設(shè)單位意見決定給水管道采用直接埋地敷設(shè)。

　　若此時(shí)室外氣溫較低且管道中的水沒有及時(shí)排空，必將凍壞管道，維修較困難。因此，設(shè)計(jì)中確定管線埋設(shè)深度時(shí)要考慮當(dāng)?shù)毓艿赖某Ｒ?guī)埋設(shè)深度，又要滿足《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》要求。另外在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮給水管網(wǎng)的泄水措施，防止管道被凍壞，達(dá)到即使系統(tǒng)停車時(shí)間較長(zhǎng)，給水管道中的水也能很快通過泄水并和排水管道排出，保證給水管道中不留積水。該裝置排水采用清凈生產(chǎn)廢水、生活污水、雨水合流排放系統(tǒng)，選用鋼筋棍凝土排水管，接口采用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹帶接口，排水管采用120。棍凝土條型基礎(chǔ)。清凈生產(chǎn)廢水、生活污水的排水一般為車間清凈洗滌排水和工藝設(shè)備沖洗水。

　　考慮平時(shí)系統(tǒng)排水量較小，適當(dāng)增大排水管坡度以減少管線凍結(jié);將主干管起點(diǎn)管底淺埋定為2.0 m，其余支管線或與雨水口連接管底淺埋定為1.1～1 5 m，并考慮在管道淺埋處進(jìn)行土質(zhì)置換。對(duì)于地下的排水檢查井、地下消火栓井、閥門井等構(gòu)筑物均采用下述保溫措施：所有的井蓋均采用雙層保溫井蓋，井內(nèi)填充珍珠巖或碎聚苯乙烯塊;井壁周圍土質(zhì)采用置換措施，填充一些爐渣保溫，井加一層黃黏土以減少地表水向土壤下方滲透;由于施工期正值冬季，要求不得采用凍土回填。根據(jù)建設(shè)單位提供的地質(zhì)報(bào)告，該地區(qū)土壤深度在0.7～5.1 m為較厚的粉質(zhì)黏土，層位穩(wěn)定，屬于中壓縮土，承載力較高，地質(zhì)條件較好。

　　三、采取相應(yīng)的保溫技術(shù)措施及方案。

　　一般來說，對(duì)于防凍保溫，風(fēng)速越大，保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)越大，所需要的保溫層就越厚。因此在設(shè)置常規(guī)保溫時(shí)要盡量采用不燃類A級(jí)材料，并要求材料的氣密性、水密性都要好，且要求防水、防潮。要在充分分析和計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)不同給排水管道采取相應(yīng)的防凍技術(shù)措施，一般情況下，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間處于與室外環(huán)境溫度接近且介質(zhì)為基本靜態(tài)流態(tài)的給排水管道，須采用節(jié)能型的管道電保溫方案。在進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)和絕熱層計(jì)算時(shí)，要根據(jù)各種具體部位的風(fēng)速等條件，對(duì)不同保溫材料在給排水管道和設(shè)備保溫的導(dǎo)熱系數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的修正。給排水管道防凍保溫材料的選用一定要嚴(yán)格按照有安全和環(huán)保要求及標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。 做好給排水管道防凍方案是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。不僅要在防凍保溫材料選擇、保溫保護(hù)層做法、保溫施工等方面進(jìn)行系統(tǒng)分析、計(jì)算和落實(shí)實(shí)施，而且還應(yīng)在給排水管道系統(tǒng)本身進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。

　　四、電伴熱技術(shù)為管道防凍開創(chuàng)了新途徑

　　管道防凍電伴熱工程，即發(fā)熱電纜低溫伴熱系統(tǒng)，是用電能直接轉(zhuǎn)化為熱能的新型供暖系統(tǒng)。本工程著重研究和解決了管道防凍系統(tǒng)電加熱技術(shù)的設(shè)計(jì)、發(fā)熱電纜和與之配套元器件在施工安裝中存在的一些技術(shù)性問題，使保溫防凍系統(tǒng)自動(dòng)控制其溫度保持在允許的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管道的主動(dòng)性保溫防凍。

　　管道保溫防凍的目的就是補(bǔ)充由于管道外殼內(nèi)外溫差引起的熱散失。要達(dá)到管道防凍保溫的目的，只需要提供給管路損失的熱量，保持管道內(nèi)流體的熱量平衡，就可維持其溫度基本不變。發(fā)熱電纜管道保溫防凍系統(tǒng)就是提供給管路損失的熱量，維持其溫度基本不變。

　　管道電伴熱系統(tǒng)由發(fā)熱電纜供電電源系統(tǒng)、管道防冰凍電纜加熱系統(tǒng)和管道電伴熱智能控制報(bào)警系統(tǒng)三部分組成。每根伴熱電纜單元包括溫控器、溫度傳感器、空氣開關(guān)、交流越限報(bào)警隔離變速器、伴熱電纜斷路監(jiān)測(cè)器、工作狀態(tài)顯示器、故障蜂鳴報(bào)警器及變壓器等電路，以便觀察、控制與調(diào)節(jié)電伴熱工作情況。工作狀況下，溫度傳感器安置在被加熱的管道上，可隨時(shí)測(cè)量出其溫度。溫控器根據(jù)事先設(shè)定好的溫度，與溫度傳感器測(cè)出的溫度比較，通過伴熱電纜控制箱內(nèi)的空氣開關(guān)與交流電流越限報(bào)警隔離變速器，及時(shí)切斷與接通電源，以達(dá)到加熱防凍目的。

　　綜上所述，確定寒冷地區(qū)給排水管線的淺埋深度需要綜合考慮。既要考慮水量、水溫、管材強(qiáng)度、管線交叉、連續(xù)或間斷使用情況等，又要考慮外部荷載、環(huán)境條件及當(dāng)?shù)氐木唧w情況，并采取相應(yīng)的防凍防寒措施以保證給排水管線在冬季能正常使用。

　　參考文獻(xiàn)：

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