矿井工业场地管线敷设方式研究.pdf

收稿日期：作者简介：任歆雨（），女，陕西西安人，硕士，工程师，现从事煤矿企业总图运输与规划工作。矿井工业场地管线敷设方式研究任歆雨（中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 ）摘要：陕晋蒙地区近年来降雨量增多，使得地下水位上升，导致部分埋地敷设的管线、管沟位于地下水位以下，存在一定安全隐患。因此，需要对煤矿矿井工业场地的管线敷设方式进行分析比较。本文阐述了矿井工业场地的管线布置原则与敷设方式。以大海则煤矿为例，对管线埋地敷设及架空敷设 种方案进行技术及经济比较，发现陕晋蒙地区 种管线敷设方式的造价相差不大，但埋地敷设具有安全可靠、保温性好的优点，故推荐采用埋地的管线敷设方式，同时应充分考虑地下水位影响，合理确定场地及管线设计标高。关键词：矿井工业场地；管线综合；管线敷设方式；埋地敷设；架空敷设中图分类号：文献标志码：文章编号：（）（，）：，：；引言煤矿工业场地用于布置煤炭企业的生产设施及其配套公共设施等，一般主要布置有主副井、辅助生产设施、主要生产设施及行政办公设施等 。目前，矿井工业场地管线敷设方式大多采取埋地的敷设方式。经设计回访发现，由于近年来陕晋蒙地区降雨量增多，使得地下水位上升，导致埋地敷设普遍存在管沟积水、检修困难等问题。因此，有必要对管线敷设方式进行探讨，并对管线埋地敷设与架空敷设进行技术及经济比较。管线布置的一般原则管线布置的一般原则：满足场地内建筑物给水、排水、消防、供配电、供暖的使用要求。各种管线的敷设应充分考虑建构筑物、交通运输及人行的安全，并且应防止管线受振动、腐蚀等影响而损坏。管线布置应与场地总平面及竖向布置统一考虑，与场地各建构筑物、道路及绿化景观相协调。节约用地，管线应根据其不同的特性和要求采用共沟或共架综合布置。应充分考虑的后期的维护及发展。节省投资，力求经济合理 。第 期任歆雨矿井工业场地管线敷设方式研究 管线敷设方式及比较管线敷设方式，一般分为埋地敷设和架空敷设种。埋地敷设分为直埋和地沟管敷设；架空敷设是指将管道架设于地上支架敷设 。埋地敷设埋地敷设不影响美观和交通，是管线敷设广泛采用的方式。埋地敷设又分为直埋和地沟敷设 种，其中地沟敷设是指将管道安装于地沟内，管道及其保温结构受地沟保护。工业厂区内的管线采用埋地敷设时，通常应用地沟敷设。地沟可以承受有效土压力和地面荷载，并防止水的侵入。根据地沟内人行通道的设置情况，可分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。通行地沟工作人员可自由通过，并能保证检修及更换管道等。半通行地沟内留有高度约为 且宽度不小于 的人行通道，操作人员可以在半通行地沟内检查管道和进行小型修理工作，但更换管道等大型修理工作仍需挖开地面进行。不通行地沟的横截面较小，只需保证管道施工安装的必要尺寸。埋地敷设的优点：封闭环境运行，可靠性好，热损失小；通行地沟便于检修、维护；地下布置可有效减少占地面积，不影响场区环境。埋地敷设的缺点：施工周期长，造价高；受地下水和土质影响大，存在管沟积水的风险 。在工程地质条件较好，地下水位较低，土壤和地下水无腐蚀性，地形较平坦，风速较大并要求管线隐蔽时，对无易燃、易爆、有毒、有害的液体管道、含湿的气体管道以及电缆和水力输送管道等，可采用埋地敷设。架空敷设架空敷设，是指将管道敷设在地面上的独立支架或建筑物的附墙支架上。按照支架的高度不同，有低支架、中支架、高支架 种敷设方式。工业场地常用高支架，管道保温结构底距地面净高 ，管架通常采用钢筋混凝土结构。在寒冷地区采用架空敷设时，供暖和给排水管道需加厚保温层，给排水管道还需采用电伴热保温。同时需根据电伴热功率增加电伴热控制箱若干台。电伴热系统复杂，耗电量较大，与管沟相比保温可靠性较差，保温层材料还需考虑极端温度的耐腐蚀性、防潮性、热稳定性。架空敷设的优点：架空敷设不受地下水位、土质和其他地下管线的影响；能适应复杂地形；构造简单，管路明显易辨，易于发现和消除故障，维修管理方便 。架空敷设的缺点：室外架空管道长时间裸露在露天场所，保温层及支架等易受日晒雨淋的侵蚀，易老化，管道的热损失较大，维修工作量大；在寒冷地区，水管、蒸汽管等需加设保温层及电伴热；场地立面易拥挤、凌乱，影响美观 。在地形复杂、多雨潮湿、地下水位较高、冻层较厚、土壤和地下水的腐蚀性较大以及铁路道路较多的厂区，地下管线纵横交错、稠密复杂的地区，湿陷性黄土地区和永久性冻结地区，除重力自流管线外的其他管线可以采用架空敷设方式 。工程实例 项目基本情况大海则井田位于陕西省榆林市榆阳区西部，行政区划隶属榆阳区补浪河乡所管辖，西部靠近内蒙古自治区。该井田位于毛乌素沙漠南缘，区内以沙漠滩地及半固定沙丘地貌为主。区内地势平坦，地形起伏不大。所在区域属中温带半干旱大陆性季风气候，冬季延续长达近 个月，冬季严寒干燥，夏季气温较为平和；冷热多变，昼夜温差较大。每年 月至次年 月为冰冻期，全年无霜期短，元月初至 月初为季风期，多为西北风，春季时有沙尘暴天气 。根据工程勘察报告，区域内无不良地质，土壤和地下水无腐蚀性，地形平坦，季风期风速较大，地下水位相对于场地设计标高，埋深介于 。矿井工业场地占地面积为 ，总平面布置根据场地内各建筑物的功能，利用场内道路将场地划分为行政办公区、主立井作业区、辅助生产区和回风井作业区共 个区域。结合自然地形及场地总平面布置，竖向设计采用连续式平场、平坡式布置形式 。管线设计概况在平面综合布置方面，管线较多的主通道布置有给排水和供热管线 至 根。通过以下几处举例说明：无轨胶轮车库与水处理设施之间，布置有供热管线 根，给排水管线 根（其中有压管线 根，重力自流管线 根）；乏风热泵机房南侧与 号宿舍楼之间，布置有供热管线 根，给排水管线根（其中有压管线 根，重力自流管线 根）；号公寓楼北侧，布置有供热管线 根，给排水管线 根（其中有压管线 根，重力自流管线 根）。各专业管线布置及通道内管线数量情况如图 所示。陕西煤炭 年?图 管线布置示意 管线敷设方案为保证行政福利区景观不受影响，建议管线在行政福利区内采取直埋的敷设方式，管线敷设方式的比较在其余生产区范围内进行。无论采用哪种管线敷设方案，照明电缆、重力自流的污水管都须采用直埋敷设，故方案比较仅针对除照明电缆及污水管之外的管线。管线埋地敷设方案供热管线与有压给排水管线采用共沟敷设，电专业管线除照明电缆外采用电缆沟敷设。水暖综合沟：根据管线数量及管径，除个别路段外，均采用通行地沟，主要断面尺寸（宽 高）有以下几种：，。地沟及检查井均采用钢筋混凝土结构，通行地沟采用全防水型做法。当其他非供热管道穿综合管沟时，需考虑预留穿沟防水套管，预留套管应与综合管沟施工同步实施，套管与沟壁应做好防水处理。支沟与主沟连接处，待管道安装就位后应做封堵防水处理。典型水暖综合沟断面如图 所示。管材及保温措施，沟内供暖管线采用预制聚氨酯保温管，保温层厚度 。给排水管线中，热水供、回水管道均采用 双金属复合管，黄泥灌浆管道、压力排水管道采用焊接钢管，井下排水管道、钢套管采用螺旋缝卷焊钢管，其余管道采用内外涂环氧树脂复合钢管。所有给排水管道均无需采取特殊保温措施。第 期任歆雨矿井工业场地管线敷设方式研究?图 典型水暖综合沟断面?电缆沟：采用钢筋混凝土半通行地沟，断面尺寸为 （宽 高），沟内双侧安装 排支架，支架水平间距为 。电缆沟坡度与道路坡度保持一致，沟顶覆土不小于 。电缆沟采用分段排水方式，每隔 左右设置集水井。电缆沟断面形式如图 所示，电缆沟走向如图 所示。管线架空敷设方案为保证节约用地及场地交通运输的顺畅，架空敷设方案采用高支架的综合管架。管路支架布置形式：架空管架共有 类管架布置横断面，对应 类管路支架布置形式。为保证场地内交通运输不受影响，各类管路支架均保证净空高度为 。地下基础部分深，地上部分总高度为 ，宽度为 。典型管路支架布置如图 所示。管架布置形式：根据管线种类和数量不同，上部管架大多 层，局部 层。最上层为电力电缆，中间层为给排水管线，最下层为供暖管线。其中电力电缆层共设有高压电缆桥架 个、低压电缆桥架 个、弱电电缆桥架 个，截面尺寸均为 ，每节 。典型管架断面如图 所示。?图 电缆沟断面 管材及保温措施：供暖管线采用预制聚氨酯保温管，保温层厚度 。架空的消防给水管道应更换管材及消火栓。本次设计给排水管网中，消防系统工作压力为 ，自喷系统工作压力为 ，架空敷设方案中须将消防给水管和自喷给水管的管材更换为热浸镀锌无缝钢管。陕西煤炭 年?图 管沟走向示意?图 典型管路支架布置?图 典型管架横断面 所有给排水管线应加设聚氨酯保温材料，保温层厚度 。另外，为保证冬季管道的正常使用，还需采用电伴热措施，加设电伴热带 ，增加电伴热功率 、电伴热控制箱 台。按每年使用电伴热的时间同采暖季时间 个月、电价为 元 计算，每年电伴热的电费为 万元。支架防腐措施：可选用普通防腐或热镀锌防腐。采用普通防腐技术，刷环氧富锌底漆 道，环氧云铁中间漆 道，丙烯酸聚氨酯面漆 道，面漆白色，干膜总厚度 。普通防腐的初期建设成本低，但易生锈老化，使用寿命短（），且严重影响厂区美观；采用热镀锌技术，热镀锌层厚度 。热镀锌材质抗腐蚀性好，可长时间有效地保护钢体，锌镀层具有良好的延展性，在进行各种折弯、搬运撞击时都不会轻易掉落，并且镀锌美观大方，具有装饰性。热镀锌防腐虽初期投入成本大，但美观、防锈、防蚀，使用寿命长（）。从远期效果上看，推荐选用热镀锌防腐措施。方案比选工程技术比较见表 ，投资造价比较见表 。表 工程技术比较 比较项目埋地敷设方案架空敷设方案管道保温普通保温加设保温层及电伴热检修及维护通行地沟检修便利需定期重刷防腐层检修便利电伴热电费 万元 美观性不影响场地美观需与场地环境协调考虑施工周期较长较短表 投资造价比较 万元费用名称埋地敷设方案架空敷设方案热镀锌防腐普通防腐土建工程 安装工程 设备及工器具购置费 合计 从地下水位及地质条件来看，管线采用埋地敷设方案是可行的。无不良地质，地下水位埋深 ，电缆沟埋深 左右，水暖综合沟埋深最深处不足 ，且水暖综合沟中尺寸较大的主沟全部为全防水地沟，故埋地管沟基本不受地下水影响。从气象条件来看，本项目所属地区不利于管线架空敷设方案。由于冬季严寒漫长，春季风沙大，若采取管线架空敷设方案，管道运行的可靠性较差，并且还需额外加设管道保温材料及电伴热，电伴热每年会产生额外电费上百万元。从美观性来看，管线架空敷设方案对场地景观影响较大，视觉效果不佳。从投资造价来看，二者相差不大。综上所述，本项目推荐采用管线埋地敷设方案。结论（）管线埋地敷设安全可靠、不影响场地美观，但施工工期长、检修不便，且应考虑地下水位影响；架空敷设检修便利、施工工期短，但在寒冷地区需考虑增加电伴热，并且还需定期重刷防腐层。同时，通过经济投资比较，二者造价相差不大。（）在煤炭主要产地陕晋蒙地区，冬季严寒漫长、夏季昼夜温差大的气象条件不利于管线架空敷设，推荐采用埋地敷设方式，同时应充分考虑地下水位的影响，合理确定场地及管线设计标高。（下转第 页）第 期任歆雨矿井工业场地管线敷设方式研究檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第 页）参考文献：中华人民共和国住房和城乡建设部 ，煤炭工业矿井设计规范 北京：中国计划出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部 ，煤炭企业总图运输设计标准 北京：中国计划出版社，雷明 工业企业总平面设计 西安：陕西科学技术出版社，赵艳琳 复杂市政道路管线综合布局探讨 山西建筑，（）：王砚彬 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