关于输水管道的保温浅埋.docx

??

?

??

关于输水管道的保温浅埋

?

??

?

?

?

?

?

?

?

???

?

?

?

?

?

摘要：我国北方地区冬季气温低，持续时间长，冬季雨量特别少，输水管道冬季需供水。梁黄公社从宁夏吴忠市东干水道中拉出黄河水，冬季提取的河道水流温度高于气温，管道内壁温度接近水温，水的比热大，温度变化小，因此引起了官场较大的横向温度应力，表面出现裂纹。温度应力形成的裂纹严重影响结构的耐久性和安全性。因此，输水管道在冬季运行过程中要采取有效的保温措施，防止表面温度裂缝的发生。

关键词：输水管道；保温浅埋；分析

引言

供水管道或水道根据其功能一般分为输水管道和排水管。输水管道是指从水源向净水厂或排水管输送的管道。净水厂远离供水区时，从净水厂到排水管网的干燥管道也可以作为输水管道。输水管道距离长，地形变化大，对城市供水安全有很大影响，因此，在输水管道的设计和施工中，保证输水管道的安全至关重要。

1输水管道概述

在输水管道的正常条件下，持续供水，地下水有一定的温度，如果不断供水和维持流量，理论上输水管道可能会被埋在结冰的线上。但是，如果管道事故导致断水，特别是冬季长时间断水，热量损失、水温降低，管道内水结冰时会发生冻结现象，管道内水结冰会造成管道破裂、接口变形、漏水、无法供水等严重后果。

2输水管道工程存在的问题

2.1地下水位过高，分布不均匀

地下水位是城市长距离地下输水阀门井积水的重要原因，受河南省降雨分布带的影响，黄河以南管道阀门井的积水程度明显高于黄河以北。特别是在季节性的雨水作用下，黄河以南地下水明显的水位上升，地下水沿着阀门井的小缝隙渗透到阀门井内。长时间的细微渗透会导致严重的积水现象。

2.2建设质量管理不严格

城市长距离地下输水管道阀门井的井壁都采用混凝土现场结构，因此混合现场混凝土施工接缝接驳部位处理不良，不按规范进行凿井清洗，不完全清理地板、污垢，开始浇筑混凝土一层，水开始渗透。由于混凝土局部振动不致密，部分混凝土结构出现蜂窝、麻棉现象，长期以来，由于地下水的作用，水渗透了进来。

3方案比选

拟议的建设方案有两个。一个是顶管施工。二、明朝发掘工程。顶管施工工艺比较成熟，需要设置工作井和验收井，在井内布置包括背墙、千斤顶、导轨、顶铁等在内的顶系统，由于地质结构为土层，水平顶段长度仅为22米，可以考虑进入人工顶。(大卫·亚设、NorthernExposure(美国电视剧)、NorthernExposure主要缺点:第一，该段地下水丰富，人工挖岩过程安全风险较大。第二，进入顶部后，套管外壁需要注入泥浆或砂浆，如果灌注质量在第三期有沉降危险，第三，顶管施工时间长，现场分析难以保证进度要求。明朝开挖工程的缺点主要是，开挖回填量大，土地取得面积大，但能有效解决上述顶管工程的缺点，水平管道和梯度交叉段的焊接连接方便。因此，综合分析最终决定采用明朝发掘施工方法。

、4保温层厚度的确定

本工程输水管道采用球墨铸铁管，具有机械性能好、抗冲击强、耐腐蚀、附属规格齐全、应用范围广等优点。但是，铸铁管的传热系数为209.4kJ/mh℃，使用多胺保温层可以增加管道的壁厚和热阻，多胺酯传热系数小，使用多胺保温管可以缩短管道单位长度。

从表1计算数据可以看出，由于金属管的热导率高，金属管热阻不可估量，如果不采取适当的保温措施，管内水的热量就会被土壤吸收，停水后没有新的热补充，一段时间后管道就会冻结。而且管道直径越小，时间越短。水温越低，时间越短。

5温度场和温度应力计算结果

5.1无保温措施

通过对输水管道冬季低温环境中温度场的数值模拟，将模拟温度场作用于结构上，得出了冬季输水工程条件下管道在没有保温措施的情况下温度应力的分布规律。图1中的值是正拉应力，负值是压应力。计算结果表明，没有保温措施时，壁厚方向的温度场几乎呈线性分布，管壁内外表面温度梯度更大。由于管道壁内外温差大，管道内外壁在半径和环上产生较大的温度应力，环最大温度应力分布在管道外壁上，最大拉伸应力为1.71MPa。

5.2有保温措施

有保温措施时(见图2)，流体的微观粒子运动导致通过流体粒子的移动形成传热。这与流体的流动状态有关。靠近墙壁的薄层流体沿墙壁分层流动，并有垂直于流动方向的传热。流体导热系数小，热阻主要集中在这层。湍流层的流体粒子严重混合，温度均匀。因此，与管道内壁的接触边界条件需要考虑对流热交换系数HC(W/(M2C)选择对流热交换系数(外管壁为30hc，内管壁为3.5hc)。

6管道安装

6.1测量放线

进行输水管道工程前，要做好设计单位、施工单位、监理单位三方图纸的实施。一定要让施工单位技术人员做好现场交接和技术交底，做好会议记录和实际工作记录。施工前，管道施工中切实清除障碍，有效保障施工连续性。根据施工图进行桩号查找，确保工程施工的准确性。施工工