供热管网改造施工设计方案

供热管网改造施工设计方案第一章项目背景与改造目标1.1现状诊断（1）运行年限：主城区一级网1998年投运，已超25年；二次网2010年投运，已超13年。（2）失效模式：①DN800主管道环焊缝开裂12处/年；②保温层吸水率>35%，热损超标28%；③阀门井积水率78%，执行器锈蚀失效；④18%用户室温低于18℃。（3）水质2023年9月水质全分析显示，Cl⁻320mg/L、溶解氧6.8mg/L、电导率2980μS/cm，达到GB/T290472021“严重腐蚀”等级。（4）水力计算：最不利环路压差由设计50kPa升至92kPa，循环水泵扬程由32m增至48m，电耗增加0.32kWh/m²。1.2改造目标（1）热损≤5%（GB502642013一级网限值）。（2）室温合格率≥99%，投诉量下降80%。（3）年节电≥1.2×10⁶kWh，折合标煤1470t。（4）服役年限延长至30年，泄漏率≤0.1次/(km·年)。（5）施工期“零停暖”，通过临时移动热源车+环通管保障。第二章设计原则与规范清单2.1设计原则（1）“先诊断、后设计”，以实测数据反算管径、壁厚、保温厚度。（2）“主管优先、支线递进”，一次网先改，二次网同步。（3）“材料升级、工艺匹配”，钢管→Q355B无缝钢管，保温→PURλ≤0.027W/(m·K)，外护→HDPE≥1.25kg/m³，抗紫外≥8000h。（4）“智慧预留”，每200m预埋光纤1根，为未来分布式光纤测温（DTS）留空管。2.2强制性规范GB502642013、GB500412020、GB/T290472021、CJJ282014、GB72312003、GB308712022、GB550362022、地方标准DB37/T50212022。第三章技术路线与比选3.1管型比选（1）钢管+PUR+HDPE：造价580元/m，热损0.38W/(m·K)，寿命30年，焊接工艺成熟。（2）PERTII型：造价720元/m，热损0.35W/(m·K)，寿命25年，电熔快但大口径无现货。（3）球墨铸铁+聚氨酯：造价650元/m，抗外压高，但接口柔性橡胶耐温120℃上限，不满足130℃峰值。结论：DN≤200mm采用PERTII，DN≥250mm采用Q355B+PUR+HDPE。3.2敷设方式（1）直埋无补偿：利用L型、Z型自然补偿，取消大拉杆补偿器，减少井室数量42%。（2）管廊段：与2024年综合管廊二期同步，支架间距6m，滑动支座采用PTFE板，摩擦系数≤0.1。（3）顶管穿越：DN1000主管穿越环城高速，采用泥水平衡顶管，覆土≥5m，顶力计算1.8倍安全系数。3.3智慧监控（1）主干网每500m安装“管壁温度+泄漏声波”一体化探头，数据4G回传，采样频率1Hz。（2）二次网每单元入口装超声波热量表，RS485接入已有SCADA，实现户端ΔT≥15℃报警。第四章水力重新计算与管径选型4.1设计参数（1）设计热负荷：2025年预测520MW；2028年660MW。（2）供回水温度：一次网110/50℃，二次网65/45℃。（3）经济比摩阻：R=40Pa/m（CJJ342010）。4.2计算结果（1）主干管DN1000→DN1100，流速0.92m/s，比摩阻38Pa/m，循环泵扬程由48m降至32m。（2）二次网最不利环路（15站→末端高区）压差需求72kPa，现有DN150偏小，改为DN200，ΔP降至38kPa。4.3泵选型（1）主循环泵：Q=5200m³/h，H=32m，N=560kW，变频范围20100%，效率≥87%。（2）补水泵：按系统水容量2%选型，Q=45m³/h，H=35m，配隔膜气压罐800L，定压点0.25MPa。第五章材料与设备技术规格5.1钢管（1）材质：Q355B，化学成分C≤0.20、Mn1.01.6、P≤0.025、S≤0.020；屈服≥355MPa。（2）壁厚：DN800S=10mm，DN1000S=12mm，负偏差≤0.3mm。（3）焊缝：100%RT+100%UT，Ⅱ级合格；焊缝余高02mm，错边≤1mm。5.2保温（1）PUR密度≥80kg/m³，闭孔率≥92%，λ≤0.027W/(m·K)，抗压≥0.3MPa。（2）厚度：DN800δ=55mm，表面温度≤30℃（环境温度5℃）。（3）HDPE外护：壁厚8mm，断裂伸长≥450%，氧化诱导时间OIT≥20min（200℃）。5.3阀门（1）DN≥400mm采用金属硬密封三偏心蝶阀，双向零泄漏，GB/T13927A级。（2）电动执行器：IP68，扭矩安全系数2.0，带420mA反馈，行程时间≤30s。5.4补偿器（1）直埋无补偿管段最大温差60℃，按ΔL=0.012×60×L（m）计算，固定墩间距L≤85m。（2）必须设补偿的管廊段采用复式拉杆型波纹补偿器，轴向补偿量120mm，疲劳寿命1000次。第六章施工组织设计6.1施工分区（1）A区：主干网（热电厂→5站），长度4.2km，工期45天。（2）B区：二次网高区（5站→末端），长度9.6km，工期60天。（3）C区：低区及户线，长度12km，工期30天。三区并行，夜间（22:0006:00）开挖，白天回填钢板+降噪棚，噪声≤55dB。6.2交通导行（1）与交警大队联合发布《供热改造占道施工公告》，提前7天媒体公示。（2）主干道采用“半幅封闭+另半幅双向通行”，围挡高度2.5m，反光膜Ⅳ类。（3）每200m设交通疏导员2名，统一反光背心、指挥旗，配对讲机。6.3临时供热（1）移动热源车2台（每台4.2MW），CNG耗量520Nm³/h，通过DN300临时软管与二次网连通。（2）关键节点（医院、幼儿园）增设10m³蓄热水箱，保障切换过程温降≤2℃。6.4沟槽开挖（1）放坡系数：砂土1:0.5，粘土1:0.33，地下水位以上。（2）槽底宽：外护管外径+2×0.5m作业面；深≥1.2m时设0.3m倒角。（3）槽底承载≥0.15MPa，否则换填300mm厚碎石+100mmC15垫层。6.5焊接工艺（1）坡口：V型，角度60°±5°，钝边12mm，间隙23mm。（2）预热：DN≥600mm、壁厚≥10mm时，预热温度100120℃，电加热带宽度≥3倍壁厚。（3）层间温度≤250℃，焊后24h内完成RT；返修次数≤2次，返修长度≥50mm。6.6保温补口（1）电熔套袖+发泡：电阻丝通电时间90s，发泡压力0.050.1MPa，泡沫密度≥65kg/m³。（2）气密试验：0.02MPa，30min压降≤5%。（3）外护接缝处热缩带≥150mm搭接，胶层溢出视为合格。6.7沟槽回填（1）细沙至管顶0.3m，粒径≤8mm，压实度≥95%。（2）上部原土分层回填，每层≤0.3m，压实度≥90%。（3）路面恢复：C30混凝土+双层φ12钢筋网，养护7天，钻芯强度≥30MPa。第七章质量检验与验收节点7.1检验批划分每500m为一个检验批，包含焊缝、保温、回填、标高、电化学保护5个子项。7.2水压试验（1）强度试验：1.5倍设计压力，≥1.32MPa，稳压10min无渗漏。（2）严密性试验：1.25倍设计压力，≥1.1MPa，稳压30min压降≤0.05MPa。（3）温度锁定：试验水温≥5℃，防止脆裂。7.3红外热像抽检投运7天后夜间拍摄，随机抽检10%管段，温差>3℃即开槽复验。7.4竣工资料（1）焊缝RT底片电子版+纸质，保存≥10年。（2）焊口GPS坐标，误差≤0.5m，录入GIS。（3）保温补口视频，每口30s，云端备份。第八章安全文明施工制度8.1危险源清单（1）沟槽坍塌：风险等级Ⅲ，控制措施：钢板桩+监测斜撑应力≤设计值80%。（2）燃气交叉：净距<0.5m时，人工开挖+探地雷达复核，现场设燃气检测仪，报警值10%LEL。（3）高温烫伤：移动热源车接口≥2m隔离区，设警示灯+防火布。8.2三级教育（1）公司级：安全生产法、GB308712022，学时4h。（2）项目级：供热运行风险、应急预案，学时3h。（3）班组级：动火票、临时用电、个人防护，学时2h。考核≥90分方可上岗。8.3特种作业票证动火、临时用电、受限空间、吊装≥40t，全部线上流转，审批时间≤2h。8.4文明施工（1）围挡喷淋：每2m设雾化喷头，PM10在线监测≤0.15mg/m³。（2）夜间施工许可证：22:0006:00，提前48h报批，张贴安民告示。第九章环境保护与应急预案9.1扬尘控制（1）渣土车“两不一洗”——不密闭不出场、不冲洗干净不上路。（2）堆土<1.5m，覆盖≥2000目防尘网，风速>6级停止作业。9.2噪声控制（1）发电机加装静音箱，噪声≤75dB。（2）破路使用液压破碎锤，禁止柴油空压机。9.3废保温处理PUR边角料由有资质单位清运，执行《国家危险废物名录》HW13类，转移联单保存5年。9.4应急预案（1）泄漏Ⅰ级：DN≥800主管爆裂，关闭时间≤3min，现场启动“移动热源车+环通管”双保障。（2）火灾Ⅱ级：执行GB550362022，3min自救、5min互救、10min专业队。（3）触电Ⅲ级：第一时间0.4s内切断漏电保护器，心肺复苏按压频率100120次/min。第十章运行调试与性能考核10.1冲洗（1）一次网流速≥1.5m/s，直至出水浊度<3NTU。（2）二次网加海绵球清洗，发球次数≥3次，端部排污浊度<5NTU。10.2冷态循环连续运行24h，压力波动≤0.02MPa，泵轴承温升≤35℃。10.3热态调试（1）升温速率≤5℃/h，130℃恒温4h，检查补偿器、固定墩无异常。（2）户端平衡：采用“回水温度一致法”，目标ΔT≤2℃，不合格采用静态平衡阀再调。10.4性能考核（1）连续运行168h，热损、电耗、室温三项同时达标视为通过。（2）第三方检测机构出具报告，政府主管部门、供热企业、监理三方签字确认。第十一章投资估算与资金计划11.1概算指标（1）DN1000直埋：580元/m×4200m=243.6万元。（2）DN200二次网：PERTII180元/m×9600m=172.8万元。（3）泵、阀、自控设备：386万元。（4）安全文明、临时供热、交通导行：215万元。合计：1017.4万元（不含税）。11.2资金节奏2024年3月启动，政府专项债60%，企业自筹40%；2024年12月前完成支付90%，质保金10%运行两个采暖季后支付。第十二章运维移交与质保12.1移交清单（1）竣工图CAD+PDF，比例1:500。（2）焊口、阀门、补偿器、固定墩坐标Excel。（3）SCADA账号、密码、操作手册。12.2质保期（1）主体工程2个采暖季，保温外护5年，泵阀1年。（2）接到故障通知后，主城区30min到场，郊区1h到场。12.3运维培训（1）理论：系统流程、故障代码、智慧平台，学时6h。（2）实操：电焊、保温补口、变频切换，学时4h。考核通过率100%，未通过补考，费用施工方承担。第十三章风险与对策13.1材料涨价签约即锁定钢管、PERTII原料价格，允许波动±5%，超出部分启用“价差调整公式”，基准价=我的钢铁网2024年2月均价。13.2地下障碍物（1）提前1:1探地雷达+人工挖探沟，发现未知管线立即启动“四方会商”机制（住建、市政、监理、施工），24h内确定迁改或保护方案。13.3极端天气（1）气温<15℃或风速>8级，启动“极寒预案”：沟槽加盖保温棉被+热风炮，焊口预热温度再提20℃。13.4疫情突发（1）建立“白名