城镇供热直埋热水管道技术规程

UDC

中华人民共和国行业标准CJJ

PCJJ81-XXXX

备案号JXXX

城镇供热直埋热水管道技术规程

Technicalspecificationfordirectlyburied

heatingpipelineincity

CJJ/T81-XXXX

（征求意见稿）

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中华人民共和国住房和城乡建设部发布

**—1—

刖百

根据原建设部《关于印发〈2007年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）＞的通

知》（建标[2007]125号）的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参

考有关国际标准和国外的先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制订本规程。

本规程主要技术内容是：1、总则；2、术语和符号；3、保温管道及管件；4、管线布置

与敷设；5、管道应力验算；6、固定结构设计；7、管道施工；8、检漏系统；9、管道试验、

清洗及试运行；10、竣工验收；11、运行与维修。

本次主要修订的主要内容为：

本规程中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规程由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由主编单位负责具体技术

内容的解释。请各单位在执行本规程过程中，注意总结经验，积累资料，随时将有关意见和

建议寄交主编单位。

本规程主编单位：城市建设研究员（地址：北京市德胜门外大街36号；邮政编码：）北

京市煤气热力工程设计院有限公司（地址：北京市西单北大街小酱坊胡同甲40号；邮政编

码：100032）

本规程参编单位：

本规程主要起草人：

本规程主要审查人：

目次

1总则.......................................................................1

2术语和符号....................................................................2

2.1术语..................................................................2

2.2符号..................................................................2

3保温管道及管件...............................................................4

3.1一般规定................................................................4

3.2工作管及部件............................................................4

3.3保温材料................................................................5

3.4外护管..................................................................5

3.5保温管道及管件..........................................................5

3.6保温计算................................................................5

4管线布置与敷设...............................................................8

4.1管道布置................................................................8

4.2敷设方式................................................................9

4.3管道附件与设施.........................................................11

5管道应力验算.................................................................13

5.1一般规定...............................................................13

5.2管壁厚度计算...........................................................14

5.3直管段应力验算.........................................................15

5.4转角管段应力验算.......................................................16

5.5管道竖向稳定性验算.....................................................18

5.6热伸长计算.............................................................19

5.7疲劳分析...............................................................20

5.8局部屈曲的验算.........................................................20

5.9三通加固...............................................................22

6固定结构设计.................................................................23

6.1管道对固定墩的作用....................................................23

6.2固定墩结构.............................................................23

7管线敷设.....................................................................26

7.1一般规定...............................................................26

7.2±方.................................................................26

7.3焊接.................................................................27

7.4管道及管路附件安装....................................................28

7.5接口保温...............................................................30

7.6固定墩施工.............................................................31

8检漏系统.....................................................................32

8.1附件...................................................................32

8.2系统设计...............................................................32

8.3系统安装...............................................................33

9管道试验、清洗及试运行......................................................34

9.1管道试验...............................................................34

9.2试运行.................................................................34

10工程验收....................................................................35

II运行与维修..................................................................36

11.1一般规定..............................................................36

11.2运行................................................................36

11.3停止运行..............................................................37

11.4维修................................................................37

附录A钢材性能...............................................................38

附录B直埋热水管道转角管段弹性抗弯较解析计算法..............................39

B.1直埋水平转角管段计算..................................................39

B.2直埋竖向转角管段计算.................................................41

B.3弯头参数..............................................................43

附录C可选择的焊制三通加固方案..............................................45

附录D固定墩推力计算.........................................................47

附录E直埋保温管预热安装.....................................................50

本规程用词说明..................................................................53

引用标准名录....................................................................54

附：条文说明....................................................................55

III

Contents

1Generalprovisions............................................................................................................................1

2Termsandsymbols.......................................................................................................................2

2.1Terms........................................................................................................................................2

2.2Symbols....................................................................................................................................2

3Insulatedpipesandfittings.............................................................................................................4

3.1Generalrequirements...........................................................................................................4

3.2Servicepipesandcomponents...............................................................................................4

3.3Insulatedmaterials.................................................................................................................5

3.4Casingpipes.............................................................................................................................5

3.5Insulatedpipesandfittings....................................................................................................5

3.6Insulationcalculation.............................................................................................................5

4Arrangementandlayingofpipline..................................................................................................8

4.1Arrangementofpipline.........................................................................................................8

4.2Laylingmode..........................................................................................................................9

4.3Piplineaccessoriesandfacilities........................................................................................11

5Pipingstresscalculation..................................................................................................................13

5.1Generalrequirements............................................................................................................13

5.2Wallthicknesscalculation....................................................................................................14

5.3Straightsectionsstresschecking........................................................................................15

5.4Curvedsectionsstresschecking............................................................................................16

5.5Pipelineverticalstabilitychecking....................................................................................18

5.6Heatedextensioningcalculation........................................................................................19

5.7Fatigueanalysis...................................................................................................................20

5.8Localbucklingorfoldingcalculation...............................................................................20

5.9Teesreinforcement................................................................................................................22

6Fixstructuredesign.........................................................................................................................23

6.1Effectofpiplineonthefixedpoint...................................................................................23

6.2Teesreinforcement..............................................................................................................23

7Pipelinelaying................................................................................................................................26

7.1Generalrequirements............................................................................................................26

7.2Earthwork...............................................................................................................................26

7.3Welding..................................................................................................................................27

7.4IInstallationofpipeandaccessories...................................................................................28

7.5Jointinsulation......................................................................................................................30

7.6Fixedpointconstruction........................................................................................................30

8Surveillancesystem..........................................................................................................................32

8.1systemaccessory..............................................................................................................32

8.2systemdesign....................................................................................................................32

8.3systeminstallation.............................................................................................................33

9Pipelinetesting,cleaningandtrialoperation................................................................................34

9.1Pipelinetesting......................................................................................................................34

9.2Trialoperation......................................................................................................................34

IV

10Projectacceptance.........................................................................................................................35

11Operationandmaintenance........................................................................................................36

11.1Generalrequirements.........................................................................................................36

11.2Operation..............................................................................................................................36

11.3Stoprunning.........................................................................................................................37

11.4Maintenance.........................................................................................................................37

AppendixA：Performanceofsteel....................................................................................................38

AppendixB：Elasticflexuralhingeanalyticalcalculationmethodofdirectlyburiedhotwaterpipe

anglepipe...............................................................................................................................................39

AppendixC：AppendixC:Optionalweldingteeofreinforcementscheme.................................45

AppendixD：AppendixD:Thrustcalculationoffixedpoints..........................................................47

AppendixE：Preheatinginstallationofdirectlyburiedinsulatingpipes.........................................50

ExplanationofWordinginThisCode................................................................................................53

ListofQuotedStandards.....................................................................................................................54

Addition:ExplanationofProvisions....................................................................................................55

V

1总贝u

1.0.1为指导我国城镇供热直埋热水管道工程的设计、施工验收和运行管理，促进直埋热水

管道技术的发展，制定本规程。

1.0.2本规程适用于新建和改建的供热热水的设计温度不大于150℃,以钢制内管、保温层、

保护外壳结合为一体的供热预制保温直埋热水管道的设计、施工、验收和运行管理。

1.0.3在地震、湿陷性黄土、膨胀土等地区，供热直埋热水管道工程除应符合本规程外，还

应符合现行国家标准《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》GB50032.《湿陷性黄

土地区建筑规范》GB50025和《膨胀土地区建筑地基技术规范》GBJ112的规定。

1.0.4直埋热水管道的工程设计、施工、验收和运行管理除应符合本规程外，尚应符合国家

现行有关标准的规定。

2术语和符号

2.1术语

2.1.1屈月艮温差temperaturedifferenceofyielding

管道在伸缩完全受阻的工作状态下，钢管管材开始屈服时的温度与安装温度之差。

2.1.2活动端freeend

管道上安装套筒、波纹管、弯管等能补偿热位移的部位。

2.1.3锚固点naturalfixpoint

直埋管道沿管线产生热位移管段和不产生热位移管段的实际分界点。

2.1.4单长摩擦力frictionofunitlengthwisepipeline

保温外壳与土壤沿管道轴线方向单位长度的摩擦力。

2.2符号

A——钢管管壁的横截面积；

2——预制保温管外壳的外；

D——钢管内径；

D。——钢管外径；

E——钢材的弹性模量；

尸max——管道的最大单长摩擦力；

Fmin——管道的最小单长摩擦力；

G----重力加速度；

H——管道覆土深度；

LmM——管道的过渡段最大长度；

Lmin——管道的过渡段最小长度；

匕——管道的计算压力；

t。——管道计算安装温度；

h——管道工作循环最高温度；

t2——管道工作循环最低温度；

AT.——管道的屈服温差；

a——钢材的线膨胀系数；

<5——钢管公称壁厚；

〃一摩擦系数；

v——钢材的泊松系数；

p——土壤密度；

[a]——钢材在计算温度下的基本许用应力；

外——钢材在计算温度下的抗拉强度最小值;

6——管道内压引起的环向应力；

2

钢材在计算温度下的屈服极限最小值。

3

3保温管道及管件

3.1一般规定

3.1.1直埋热水管道工程应使用工厂预制的，由钢制工作管、保温层、保护外壳结合为一体

的保温管道和管件。

3.1.2预制直埋保温管道和管件应符合现行行业标准《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料

预制直埋保温管》CJ/T114、《高密度聚乙烯外护管聚氨酯硬质泡沫塑料预制直埋保温管件》

CJ/T155的规定。

3.1.3保温管道和管件的特性参数的计算取值应满足设计使用年限的要求。

3.2工作管及部件

3.2.1直埋保温管道使用的钢管应符合下列规定：

1钢管的材质、尺寸公差及性能应符合现行国家标准《石油天然气工业输送钢管交货

技术条件第1部分：A级钢管》GB/T9711.1、《输送流体用无缝钢管》GB/T8163、《低压

流体输送用焊接钢管》GB/T3091、《直缝电焊钢管》GB/T13793的规定；

2钢管的壁厚应符合设计规定：

3钢管材质的最小屈服强度应大于或等于235N/mm2；

4保温发泡前应对钢管进行表面处理，除锈等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表

面锈蚀等级和除锈等级》GB/T8923.1-1988中Sa2.5级的规定。

3.2.2直埋保温管件使用的钢制部件应符合下列规定：

1钢制部件的材质应满足设计的要求，并应符合国家现行标准《钢制对焊无缝管件》

GB/T12459、《钢板制对焊管件》GB/T13401和《钢制弯管》SY5257的规定；

2钢制部件的公称直径、最小壁厚、直径和壁厚的尺寸公差及焊接质量应符合现行行

业标准《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管件》CJ/T155的规定；

3焊接件焊缝的机械特性能不应低于母材；

4保温发泡前，应对钢制部件外表面进行处理，除锈等级符合现行国家标准《涂装前

钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T8923-1988中Sa2.5的规定。

5钢制部件上相邻两环焊缝之间的距离和钢制部件两端与焊缝的距离不应小于钢管的

外径，且不应小于150mm。

3.2.3弯头和三通应符合下列规定：

1不得使用由直管段做成的斜接缝弯头。

2弯头背弯处的最小壁厚不得小于直管段壁厚，背弯处的最小保温层厚度不得小于直

管段温层的厚度。

3当支管的外径与干管的外径之比小于或等于0.8时，方可采用补偿披肩对三通进行

补强。

3.2.4变径管管材的屈服应力应大于或等于相邻直管段的屈服应力。

3.2.5在设计温度变化范围内，膨胀垫块的材质应在供热管线寿命期内具有必需的弹性、化

4

学稳定性和一定的强度。垫块厚度的选择应使PE外套管表面温度不大于50℃o

3.2.6固定支座应能保证环板与外护管之间的密封。

3.3保温材料

3.3.1保温层材料采用聚氨酯硬质泡沫塑料时，应根据保温管输送介质的设计运行温度选择

泡沫塑料的耐温等级，在该温度下连续工作时间不应小于30年。

3.3.2泡沫塑料的泡沫结构、泡沫密度、压缩强度、吸水率和导热系数等项性能应符合现行

行业标准《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T114的规定。

3.4外护管

3.4.1外护管应按直埋管道的管径、运行的工艺参数和环境条件及利于保证浇注泡沫保温层

的质量等因素，选择适宜的外护管。

3.4.2当外护管采用高密度聚乙烯时，材料性能、规格应符合现行行业标准《高密度聚乙烯

外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T114的规定；当外护管采用玻璃纤维增强塑料

时，材料性能、外护层性能和外护层的壁厚应符合现行行业标准《玻璃纤维增强塑料外护层

聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T129的规定。

3.4.3保温管件的外护管应符合下列规定：

1材质应与直管段外护管相同，厚度应大于或等于直管段外护管的厚度；

2采用高密度聚乙烯外护管时，外护管件的对接焊口宜采用机械镜面焊；

3采用纤维增强玻璃钢外护管时，外护管的成型可采用玻纤丝束湿式缠绕工艺或短纤

维机械喷涂工艺。

3.5保温管道及管件

3.5.1预制直埋保温管的保温层厚度应符合设计要求，其保温性能应满足在运行工况下保

温管的外表面温度小于或等于50℃。

3.5.2在使用年限内，保温管不得开裂或渗漏。

3.5.3保温管的外径增大率、轴线偏差、轴向剪切强度、抗冲击性等应符合现行行业标准《高

密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T114的规定。

3.5.4保温管两端的保温层应进行防水处理。

3.5.6在使用年限内，保温管道应保持整体性，径向蠕变量不应大于20mm。

3.5.7预制保温管件应符合下列规定：

1管端焊接坡口处理和无保温段预留长度，应与直管段要求相同；

2中心线偏差和角偏差、外护管焊缝的弯曲试验、塑料外护管件的严密性检查以及最

小保温厚度检查，应符合现行行业标准《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保

温管》cjrri55的规定。

3.6保温计算

3.6.1保温厚度宜采用控制直埋保温管外表面温度的计算方法确定。

5

3.6.2直埋保温管外表面温度应小于或等于50℃»当直埋热水管道周边设施或绿化草木对

温度有要求时，应按其允许最高温度作为控制直埋保温管外表面温度的指标计算保温厚度。

3.6.3当采用控制直埋热水管道外表面温度的计算方法确定保温厚度，不能满足所输送介质

温度降的要求时，应按控制介质温度降的计算方法确定保温厚度。

3.6.4计算保温层厚度选用的自然地温数据，可按现行行业标准《城镇供热直埋蒸汽管道技

术规程》CJJ104-2005附录B选取。

3.6.5直埋热水管道的保温厚度计算应符合下列规定：

1保温层外径可按下式进行计算：

九.一D„+,

x

1no-__—_____x__二_____L

儿（。一九）+4&-4）

当一V2时：，4取地面大气温度；

11

DwB

当旦22时，

H,=H,人取直埋管中心埋设深度处的自然地温。

Dw

式中Dw——保温层外径（m）；

Do---工作管外径（m）；

4——土壤导热系数［W/（m.K）I；

4——保温材料在运行温度下的导热系数［W/（m.K）|；

H,一一管道埋深（m）；

H——管道中心埋设深度（m）；

t„——工作管外表面温度（°C）,可按介质温度取值；

4——直埋管道周边环境温度（℃）；

tw一一保温管外表面温度（℃）,按设计要求确定；

P——直埋管上方地表面大气的换热系数，［W/（m2.K）］,取10〜15。

2保温层厚度可按下式计算：

,D-D

//=———-C3.7.5-2）

2

式中h一一保温层厚度（m）。

3计算确定的保温层应按本规程公式（3.7.6）和公式（3.7.7）计算散热损失和保温管

外表面温度，当其高于设计要求时，应对保温层厚度进行调整。

3.6.6直埋热水管道的散热损失可按下式进行计算：

一4

q=(3.7.6)

6

当曳22时:R，ln坦

Dw2兀4Dw

式中q——单位管长度热损失(初算值)(W/m)；

4——保温材料在运行温度下的导热系数［W/(m.K)］

(一一直埋热水管道环境热阻［(m.K)/W］；

3.6.7直埋热水管道的外表面温度可按下式进行计算:

tw=「qxR(3.7.7)

式中R——保温层热阻［(m.K)/W)Jo

3.6.8当供水管和回水管平行敷设时，供水管的保温厚度可按单管敷设计算，并分别计算供

水管和回水管的热损失及直埋管道的外表面温度。

7

4管线布置与敷设

4.1管道布置

4.1.1直埋热水管道的布置应符合现行行业标准《城镇供热管网设计规范》CJJ34的规定。

4.1.2直埋热水管道与有关设施的水平和垂直净距应符合表4.1.2的要求，并应符合下列规

定：

表4.1.2直埋供热管道与设施的净距

名称最小水平净距（m）最小垂直净距（m）

给水、排水管道1.50.15

排水盲沟沟边1.50.50

燃气压力W0.4MPa1.00.15

燃气管道燃气压力W0.8MPa1.50.15

压力>0.8MPa2.00.15

DN<5000.30.3

直埋保温管

DN25000.40.4

压缩空气或CO2管道1.00.15

乙快、氧气管道1.50.25

铁路钢轨钢轨外侧3.0轨底1.2

电车钢轨钢轨外侧2.0轨底1.0

铁路、公路路基边坡底脚或边沟的边缘1.0一

通讯、照明或10kV以下电力线路的电杆1.0一

高压输电线铁塔基础边缘（35kV〜220kV）3.0—

桥墩（高架桥、栈桥）边缘2.0一

架空管道支架基础边缘1.5一

地铁隧道结构5.00.80

电气铁路接触网电杆基础3.0—

绿化1.5一

公称直径W250mm2.5—

建筑物基础

公称直径2300mm3.0—

通讯电缆1.00.15

电缆电力及W35kV2.00.50

控制电缆WUOkV2.01.00

1直埋热水管道与电缆平行敷设时，电缆处的土壤温度与月平均土壤自然温度比较，

全年任何时候对于电压10kV的电力电缆不高出10℃,对电压35kV〜UOkV的电缆不高出

5℃,可减少表中所列距离；

2当管段中设置补偿器时，应根据补偿器的外径，适当加大管道的间距。

8

3焊接工作坑的侧壁距保温管的净距应大于0.6m,沟槽底另加深0.7m。

4.1.3直埋热水管道的埋深应符合表4.1.3的规定，同时应进行稳定验算。当埋深不能保证时,

应对直埋管道采取保护措施。

表4.1.3直埋热水管道的最小埋深

最小埋深

管道公称直径（mm）

车行道非车行道

50〜1250.80.6

150〜3001.00.7

350〜5001.20.9

600〜7001.30.9

800-1000L41.0

1100-12001.61.0

1300〜14001.61.1

4.1.4直埋热水管道穿越河底的覆土深度应根据水流冲刷条件和管道稳定条件确定。

4.2敷设方式

4.2.1直埋热水管道的敷设坡度不宜小于2%。，高处应设放气阀，低处宜设放水阀。

4.2.2直埋热水管道的小角度折角应符合下列规定：

1当采用冷安装时，严禁使用斜接缝弯头和小角度折角。在锚固段，小角度折角的最

大角度变化应符合表4.2.2-1和表4.2.2-2的规定，且最大角度变化的安装偏差不应大于

±0.25°；

表422-1冷安装锚固段最大角度

最大温差CC）小角度折角的最大角度（0）

W902.0

W1001.0

W1100.5

>1100.0

2当采用预热安装时，小角度折角的最大角度应符合表423-2的规定。

表422-2预热安装最大角度

管道公称直径（mm）小角度折角的最大角度（。）

1255.0

1504.8

2004.4

2503.3

3003.1

350、4002.8

4502.5

5002.2

9

6002.1

7001.8

800、900、10001.7

12001.0

14000.8

4.2.3直埋热水管道的转角处理应符合下列规定：

10°〜15°折角：

1）将大折角£分解为两个小折角a,见图4.2.3-a；

2）利用大折角夕代替小折角a,见图4.2.3-b；

3）串联两个弯管代替大折角a,见图4.2.3-c。

216。〜85。折角：

1）在折角弯管两侧一定距离内设置两个固定墩，见图4.2.3-d；

2）在折角弯管两侧一定距离内设置两个补偿装置（补偿器或补偿弯管），见图4.2.3-e