市政热力管道直埋敷设施工关键技术要点研究

1 直埋敷设技术应用中存在的关键问题

直埋敷设技术虽然在市政热力管道建设中具有显著优势，但在实际应用中仍面临若干关键问题。热应力控制是首要技术难点，管道在运行过程中因温度变化产生的轴向应力若处理不当，易导致接口开裂或补偿器失效。特别是在昼夜温差较大的北方地区，传统刚性连接方式难以有效吸收热位移，而柔性补偿器的选型与布置若未充分考虑管道走向和土壤阻力，可能引发局部应力超标。

接口密封性不足是另一普遍问题。预制保温管段的焊接质量直接影响系统密闭性，现场焊接时若未严格执行坡口处理、层间温度控制等工艺要求，易产生气孔或未熔合缺陷。史振利的研究表明，市政道路下敷设的管道因车辆动荷载作用，焊接接头更易出现疲劳裂纹。此外，防水层施工缺陷也是导致地下水渗入保温层的主要原因，尤其在雨季施工或地下水位较高区域，外护管接缝处的热熔焊接质量缺陷会加速聚氨酯保温材料的老化。

地质适应性不足制约着技术推广效果。不同土质对管道的约束作用差异显著，例如软土地基易发生不均匀沉降，而冻胀性土层在冻融循环下会产生周期性抬升力。现有规范对复杂地质条件的施工参数规定较为笼统，工程中常依赖经验调整，缺乏量化指导依据。

施工过程质量控制也存在系统性挑战。沟槽开挖阶段的边坡稳定性管理不到位可能导致塌方，影响管道轴线精度；回填阶段的分层夯实不充分会降低土壤对管道的侧向支撑力，增加运行期位移风险。部分工程为赶工期，在雨季或低温环境下强行施工，导致管道基础含水量超标或保温材料性能下降。

智能化运维手段的缺失限制了故障预警能力。传统人工巡检难以及时发现地下管道的微小渗漏或保温层破损，而分布式光纤等监测技术因成本较高尚未普及。最新工程案例显示，缺乏实时数据支撑的被动维修模式，使约 30% 的管道损伤在发现时已发展为结构性缺陷。

2 市政热力管道直埋敷设施工关键技术研究

2.1 直埋敷设施工工艺流程与质量控制要点

市政热力管道直埋敷设施工工艺流程可分为前期准备、沟槽开挖、管道安装、补偿器设置、回填夯实五个主要阶段，每个阶段的质量控制直接影响管道运行安全与使用寿命。前期准备阶段需重点核查设计图纸与现场条件的匹配性，特别是地下管线交叉位置与地质勘探数据的准确性。

沟槽开挖阶段需根据土壤性质确定边坡坡度，砂质土层建议采用1:0.75的放坡系数，黏性土则可适当减小至 1:0.5。开挖过程中应保留 30 厘米原状土作为保护层，待管道安装前人工清理，防止机械挖掘扰动地基承载力。质量控制要点包括：使用全站仪实时监测槽底高程，偏差控制在 ±2 厘米内；遇地下水渗出时需立即设置集水井排水，确保作业面干燥。北方严寒地区施工还需特别注意冻土层处理，在哈尔滨某工程案例中，采用级配砂石换填冻胀性土层的方法，有效预防了春季融沉导致的管道位移。

管道安装阶段的核心在于接口处理与轴线控制。预制保温管采用电热熔套连接时，需严格控制加热温度（ 200±5^∘C ）与加压时间（ ≥30 分钟），并通过气密性检测确保焊缝质量。质量控制要点包括：使用激光水准仪保证管道坡度符合设计要求，每 10 米测设一个控制点；管道底部铺设 10 厘米厚中粗砂垫层，起到均匀传力作用。

补偿器安装是直埋敷设的关键技术环节。轴向型补偿器需在冷紧状态下安装，预压缩量按设计热伸长量的 50% 控制。质量控制要点包括：补偿器两端导向支架间距不超过4 倍管道直径；安装完成后解除运输固定螺栓，确保自由伸缩。近年工程中推广应用的旋转补偿器，其安装角度偏差需控制在 ±1^∘ 以内，且需在管道试压前完成预偏转调整。实际施工中常见错误是未按补偿器类型区分安装方向，导致运行期无法有效吸收热位移。

回填夯实阶段采用分层对称回填工艺，每层虚铺厚度不超过30 厘米，压实度达到 90% 以上。胸腔部位（管顶以下 60^∘ 范围）优先选用粒径小于15 毫米的细砂，避免尖锐石块损伤外护管。质量控制要点包括：管顶 50厘米内禁止使用压路机，采用平板夯逐层夯实；回填后立即进行地面沉降观测，连续3 个月累计沉降量超过10 毫米需采取注浆加固。

2.2 特殊地质条件下的施工关键技术优化

在市政热力管道直埋敷设工程中，特殊地质条件对施工质量的影响尤为突出。针对软土、冻土、高水位等典型不良地质，需采取差异化技术措施确保管道长期稳定运行。软土地基处理是首要技术难点，这类土层承载力低且易发生蠕变沉降。2025 年长三角某工程实践表明，采用“水泥搅拌桩+ 砂石垫层”复合地基可显著提升基础承载力。具体操作中，桩径宜控制在50-60 厘米，桩间距不超过 1.5 倍桩径，桩顶铺设 30 厘米厚级配碎石层以均匀分散管道荷载。施工中需特别注意桩体垂直度偏差应小于 1% ，避免桩间土体流失导致不均匀沉降。

冻土区域施工需重点应对季节性冻胀影响。根据2025 年新版《寒区直埋管道技术规范》，在冻深超过 1.2 米的地区应采用“防冻胀三明治结构”：底部铺设 20 厘米厚聚苯乙烯保温板，管道周围填充中粗砂至管顶以上 30厘米，最外层回填非冻胀性土。东北地区工程案例显示，该结构可使冻胀力降低约 40% ，同时电伴热系统的辅助加热电缆应沿管道底部敷设，维持管周温度在 0^∘C 以上。施工期间需避开冻融交替期，并严格控制回填土含水率不超过塑限的 90% 。

高水位地段防水处理是质量保障关键。当地下水位高于管底 1 米时，建议采用“真空干燥+双层防水”工艺：先在外护管接缝处采用热收缩带加强密封，再整体包裹高分子自粘防水卷材。2025 年武汉某过江管道工程中，创新应用了气压平衡式防水阀，通过自动调节阀体内外压差，有效阻止地下水渗入保温层。施工中需特别注意：管道安装前应进行24 小时闭水试验，防水卷材搭接宽度不小于10 厘米，且接缝处需用专用密封胶二次处理。

岩溶地质区需防范塌陷风险。在西南地区施工时，应采用地质雷达超前探测，对直径大于30 厘米的溶洞进行注浆填充。管道敷设宜采用“架空 + 回填”过渡方式：在溶洞发育段设置钢筋混凝土支墩，管段之间采用柔性接头连接，回填时使用发泡混凝土缓冲地层变形。

结语

柔性补偿器与预制保温管的协同应用可有效缓解热应力集中问题，在2025 年北方地区工程案例中，该方案使管道热变形量降低约 40% ；焊接工艺优化与防水层标准化施工显著提升了接口密封性，工程检测数据显示焊缝合格率达到 98% 以上；针对特殊地质条件开发的差异化施工技术，如软土地基复合处理、冻土区防冻胀结构等，使管道抗沉降能力提升 50% 。这些技术成果为直埋敷设质量提升提供了切实可行的解决方案。

参考文献

[1] 王超.市政热力管道直埋敷设施工关键技术要点研究[J].《中国建筑金属结构》,2025,(15):184-186.

[2] 段冲.浅谈市政热力管道直埋敷设技术[J].《中文科技期刊数据库（引文版）工程技术》,2024,(4):0082-0085.