CJJ 104-2010 城镇供热直埋热水管道技术规程（完整章节）

基本信息

• 标准编号: CJJ 104-2010
• 发布日期: 2010-04-20
• 实施日期: 2010-08-01
• 发布机关: 中华人民共和国住房和城乡建设部
• 主编部门: 北京市市政市容管理委员会
• 适用范围: 城镇供热系统中工作压力不大于1.0MPa、介质温度不大于150°C的直埋热水管道工程的设计、施工及验收

1 总则

1.0.1 为规范城镇供热直埋热水管道工程的设计、施工及验收，保证工程质量，保障安全运行，节约能源，减少污染物排放，制定本规程。

1.0.2 本规程适用于城镇供热系统中工作压力不大于1.0MPa、介质温度不大于150°C的直埋热水管道工程的设计、施工及验收。

1.0.3 直埋热水管道工程应做到安全可靠、技术先进、经济合理、节能减排，符合国家节约能源和保护环境的要求。

1.0.4 直埋热水管道工程的设计、施工及验收，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

2.0.1 直埋热水管道（direct buried hot water pipeline）：直接埋设于土壤中的热水供热管道。

2.0.2 预制保温管（prefabricated insulated pipe）：在工厂内预制保温层和保护外壳的保温管道，由内管、保温层和保护外壳组成。

2.0.3 管件（pipe fittings）：管道系统中用于转弯、变径、分支等的部件，包括弯头、三通、异径管、法兰等。

2.0.4 补偿器（compensator）：用于吸收管道热膨胀变形的装置，包括波纹管补偿器、套筒补偿器、方形补偿器等。

2.0.5 固定墩（anchor）：用于固定管道、限制管道位移的构筑物，承受管道产生的推力。

2.0.6 管道保温（pipeline insulation）：减少管道热量损失的保温措施，采用保温材料减少热媒温降。

2.0.7 管道防腐（pipeline corrosion protection）：防止管道腐蚀的保护措施，包括外防腐层和阴极保护。

2.0.8 管道水力计算（pipeline hydraulic calculation）：确定管道直径和阻力损失的计算过程。

3 基本规定

3.1 设计条件

3.1.1 直埋热水管道设计应根据供热系统的规划参数、用户需求和地质条件进行，设计应满足供热系统安全运行的要求。

3.1.2 设计参数应包括下列内容：

• 热水管道的设计流量、设计压力和设计温度；
• 管道直径、公称壁厚和管道长度；
• 土壤参数，包括土壤类型、土壤热阻系数和土壤腐蚀性；
• 地下水位及其变化规律；
• 地面荷载，包括车辆荷载和堆放荷载。

3.1.3 直埋热水管道设计应符合下列规定：

• 管道强度应满足设计压力和温度要求，安全系数不应小于2.0；
• 管道保温性能应满足热损失控制要求，保温层导热系数不应大于0.033W/(m·K)；
• 管道防腐性能应满足土壤腐蚀环境要求，防腐层结构应完整连续。

3.2 材料要求

3.2.1 钢管应符合下列规定：

• 钢管材质应为碳素钢或低合金钢，常用材质为Q235、Q345等；
• 钢管壁厚应满足强度要求，壁厚负偏差不应超过12.5%；
• 钢管表面质量应符合国家现行有关标准的规定，表面应无裂纹、折叠、结疤等缺陷。

3.2.2 预制保温管应符合下列规定：

• 保温层应均匀连续，无气泡和裂缝；
• 保护外壳应完整密封，无破损和砂眼；
• 保温层密度不应小于60kg/m³，导热系数应满足设计要求。

3.2.3 管件应符合下列规定：

• 管件材质应与管道材质相匹配，材质性能应符合国家现行有关标准；
• 管件壁厚不应小于管道壁厚；
• 管件保温应与管道保温相连续，保温结构应完整。

3.3 施工要求

3.3.1 直埋热水管道施工应按设计文件和技术标准进行，施工前应编制施工组织设计。

3.3.2 沟槽开挖应符合下列规定：

• 沟槽深度应满足设计埋设深度要求，管顶覆土厚度不应小于0.8m；
• 沟槽底宽度不应小于管道外径加600mm；
• 沟槽边坡应根据土壤性质和现场条件确定，边坡应保持稳定。

3.3.3 管道敷设应符合下列规定：

• 管道应平稳就位于沟槽内，不得强行拖拽；
• 管道轴线偏差不应大于50mm；
• 管道标高偏差不应大于20mm。

4 管道设计

4.1 管道水力计算

4.1.1 管道水力计算应确定管道直径和阻力损失，计算应保证供热系统在设计流量下的运行参数满足要求。

4.1.2 管道沿程阻力损失应按下式计算：

hf = λ·L·V²/(2g·D)

式中：hf为沿程阻力损失（m）；λ为摩阻系数；L为管道长度（m）；V为流速（m/s）；g为重力加速度（m/s²）；D为管道内径（m）。

4.1.3 管道局部阻力损失应按沿程阻力损失的10%~15%计算。

4.1.4 管道允许压力降应根据供热系统运行要求确定，各管段压力降之和不应超过系统允许的压力降。

4.2 管道热力计算

4.2.1 管道热力计算应确定保温层厚度和热损失，计算应保证热媒温降满足用户用热要求。

4.2.2 管道热损失应按下式计算：

Q = 2π·λ·L·(t1-t2)/ln(r2/r1)

式中：Q为热损失（W）；λ为保温层导热系数[W/(m·K)]；L为管道长度（m）；t1为管道内介质温度（°C）；t2为土壤温度（°C）；r1为管道外半径（m）；r2为保温层外半径（m）。

4.2.3 保温层厚度应根据热损失控制要求和经济比较确定，保温层厚度偏差不应超过设计值的10%。

4.2.4 管道温降应满足用户用热要求，供热管道在设计流量下的温降不应超过设计允许值。

4.3 管道强度计算

4.3.1 管道强度计算应确定管道壁厚，计算应保证管道在设计压力、温度和荷载作用下的安全运行。

4.3.2 管道壁厚应按下式计算：

δ = PD/(2[σ]φ+P)

式中：δ为管道壁厚（mm）；P为设计压力（MPa）；D为管道外径（mm）；[σ]为许用应力（MPa）；φ为焊缝系数。

4.3.3 管道钢材的许用应力应根据材料牌号和工作温度确定，Q235钢在温度不超过200°C时，许用应力为113MPa；Q345钢在温度不超过200°C时，许用应力为160MPa。

4.3.4 管道强度计算应考虑下列荷载组合：管道内介质压力（内压）；管道温度变化产生的温度应力；土壤压力和地面荷载；管道自重和保温层重量。

4.4 管道布置

4.4.1 管道布置应符合下列规定：

• 管道宜布置在土壤地坪下，不宜布置在易受洪水冲刷或塌陷的地段；
• 管道与建筑物基础净距不应小于1.0m；
• 管道与给水管道净距不应小于0.5m；
• 管道与电力电缆净距不应小于0.5m。

4.4.2 管道埋设深度应符合下列规定：

• 管顶覆土厚度不应小于0.8m；
• 车辆通过区域管顶覆土厚度不应小于1.0m；
• 管道穿越道路时应设保护套管。

4.4.3 管道与管道相交时，应符合下列规定：

• 热水管道在上方时净距不应小于0.3m；
• 需检修时净距不应小于0.5m。

5 管道材料

5.1 钢管

5.1.1 钢管材质应符合下列规定：

• 常用材质为Q235、Q345等碳素钢和低合金钢；
• 钢材性能应符合国家现行有关标准的规定，应有质量证明文件。

5.1.2 钢管规格应符合下列规定：

• 直管段应采用标准规格钢管，公称直径宜从下列数值中选用：DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600；
• 管道壁厚负偏差不应超过12.5%，实际壁厚不应小于计算壁厚。

5.1.3 钢管检验应符合下列规定：

• 钢管应有质量证明文件，内容包括材质、规格、性能指标等；
• 钢管表面应无裂纹、折叠、结疤等缺陷；
• 钢管尺寸偏差应符合标准要求。

5.2 预制保温管

5.2.1 预制保温管结构应符合下列规定：

• 内管材质为钢管，材质应符合本规程第5.1节的规定；
• 保温层材料为硬质聚氨酯泡沫塑料，保温层应充满密实；
• 保护外壳为高密度聚乙烯套管，壁厚应根据土壤荷载确定。

5.2.2 预制保温管性能应符合下列规定：

• 保温层导热系数不应大于0.033W/(m·K)（平均温度20°C时）；
• 保温层密度不应小于60kg/m³；
• 保温层压缩强度不应小于0.3MPa；
• 轴向剪切强度不应小于0.14MPa。

5.2.3 预制保温管检验应符合下列规定：

• 外观检查应无气泡、裂缝、变形等缺陷；
• 保温层厚度偏差不应超过设计值的15%；
• 端面防水性应良好，不得有渗水现象。

5.3 管件

5.3.1 管件应符合下列规定：

• 管件材质应与管道材质相同或相容，压力等级不应低于管道设计压力；
• 管件壁厚不应小于管道壁厚；
• 管件表面应无裂纹、折叠等缺陷。

5.3.2 常用管件应包括下列类型：弯头、三通、异径管、封头、法兰等。

5.3.3 保温管件的保温结构应与直管段连续一致，保温层厚度不应小于直管段保温层厚度。

5.4 阀门

5.4.1 阀门应符合下列规定：

• 阀门材质应适应工作介质和温度要求，阀体材质宜采用碳素钢或合金钢；
• 阀门应设保温层，保温结构应完整；
• 阀门操作应灵活可靠，不得有卡阻现象。

5.4.2 阀门安装应符合下列规定：

• 阀门安装位置应便于操作和检修，阀门井应符合设计要求；
• 阀门安装方向应正确，流体方向应与阀体标识一致；
• 阀门安装后应进行密封性试验，试验压力应为设计压力的1.1倍。

6 管道施工

6.1 沟槽开挖

6.1.1 沟槽开挖应符合下列规定：

• 沟槽深度应符合设计要求，超挖部分应采用砂土或细土回填夯实；
• 沟槽底宽度不应小于管道外径加600mm；
• 沟槽边坡应根据土壤性质和现场条件确定，淤泥质土、膨胀土等特殊土壤边坡应进行专项设计。

6.1.2 沟槽验槽应符合下列规定：

• 沟槽底标高偏差不应大于20mm；
• 沟槽底宽度偏差不应大于100mm；
• 沟槽边坡偏差不应大于设计值的10%。

6.1.3 沟槽排水应符合下列规定：

• 沟槽内不得有积水，沟槽开挖时应做好排水工作；
• 地下水位较高时应采取降水措施，降水后沟槽底不得被水浸泡；
• 槽底不得受冻，冬季施工时应采取防冻措施。

6.2 管道敷设

6.2.1 管道敷设前应进行下列检查：

• 管道和管件规格、型号应符合设计要求，压力等级不应低于设计要求；
• 管道外观应无损伤，保温层应完整无损；
• 管材端面应切割平整，偏差不应大于3mm。

6.2.2 管道敷设应符合下列规定：

• 管道应平稳下入沟槽，不得损伤保温层和保护壳；
• 管道就位后应及时封堵管口，不得有杂物进入管道；
• 管道轴线和标高应符合设计要求。

6.2.3 管道连接应符合下列规定：

• 管道焊接应符合国家现行标准《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB/T 50236的有关规定；
• 焊缝应进行外观检查，焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷；
• 焊缝无损检测应符合设计要求，管道焊缝无损检测比例不应低于设计要求。

6.3 管道焊接

6.3.1 管道焊接应符合下列规定：

• 焊工应持证上岗，证书应在有效期内，焊接项目应与施焊项目相符；
• 焊接工艺应符合国家现行标准，焊接工艺评定应合格；
• 焊缝质量应符合设计要求。

6.3.2 焊接材料应符合下列规定：

• 焊条、焊丝应与母材相匹配，焊条型号应符合设计要求；
• 焊接材料应有质量证明文件，内容包括型号、规格、性能指标等；
• 焊接材料应妥善保管，焊条在使用前应按规范烘干。

6.3.3 焊缝检验应符合下列规定：

• 焊缝外观应无裂纹、气孔、夹渣、飞溅等缺陷，焊缝余高应为0~3mm；
• 焊缝内部质量应符合设计要求，管道环焊缝无损检测应符合本规程第6.2.3条的规定；
• 返修次数不应超过2次，同一位置返修超过2次时应重新制定返修工艺。

6.4 补偿器安装

6.4.1 补偿器安装应符合下列规定：

• 补偿器型号和规格应符合设计要求，不得用其他型号替代；
• 补偿器安装方向应正确，波纹管补偿器的波纹应与管道轴线一致；
• 补偿器应按设计要求进行预拉伸或预压缩，预留补偿量偏差不应大于5mm。

6.4.2 波纹管补偿器安装应符合下列规定：

• 补偿器应牢固固定，固定支架和导向支架应正确安装；
• 补偿器与管道连接应严密，连接焊缝应符合设计要求；
• 补偿器安装后不得承受额外扭矩。

6.4.3 补偿器安装后应进行下列检查：

• 补偿器位置应正确，与设计位置偏差不应大于30mm；
• 补偿器自由膨胀空间应满足设计要求，不得被障碍物阻挡；
• 补偿器固定支架和导向支架应牢固。

6.5 固定墩设置

6.5.1 固定墩设置应符合下列规定：

• 固定墩位置应符合设计要求，固定墩间距应根据管道补偿计算确定；
• 固定墩结构应能承受管道推力，混凝土强度等级不应低于C25；
• 固定墩与管道连接应牢固，滑动面应平整。

6.5.2 固定墩施工应符合下列规定：

• 固定墩尺寸偏差不应超过设计值的5%；
• 固定墩混凝土强度应达到设计要求后方可进行管道压力试验；
• 固定墩与管道之间应设滑动面，滑动面材料可采用聚四氟乙烯板或沥青漆。

7 管道试验

7.1 强度试验

7.1.1 管道强度试验应符合下列规定：

• 试验压力应为设计压力的1.5倍；
• 试验介质应为清洁水，水温不应低于5°C；
• 试验环境温度不应低于5°C。

7.1.2 强度试验应符合下列程序：

• 管道系统缓慢升压，升压速度不应大于0.3MPa/min；
• 升至试验压力的50%时，应停止升压，进行初步检查；
• 检查无异常后继续升压至试验压力，保持试验压力10分钟；
• 降至设计压力进行全面检查，检查期间压力应保持稳定。

7.1.3 强度试验合格标准应符合下列规定：

• 管道无渗漏；
• 管道无异常变形；
• 压力表压力降不超过0.02MPa。

7.2 严密性试验

7.2.1 严密性试验应在强度试验合格后进行，试验介质和试验压力应符合本规程第7.2.2条的规定。

7.2.2 严密性试验应符合下列规定：

• 试验压力应为设计压力；
• 试验介质应为清洁水；
• 保持试验压力时间不应少于2小时。

7.2.3 严密性试验合格标准应符合下列规定：

• 管道无渗漏；
• 压力表压力降不超过允许值，允许压力降应按下式计算确定。

7.3 冲洗消毒

7.3.1 管道严密性试验合格后应进行冲洗消毒，冲洗消毒前管道应处于空管状态。

7.3.2 冲洗应符合下列规定：

• 冲洗流速不应小于1.0m/s；
• 冲洗直至出水口的水质与进水口相同，浊度小于3NTU；
• 冲洗应连续进行，不得中断。

7.3.3 消毒应符合下列规定：

• 应用20mg/L~30mg/L的游离氯溶液浸泡24小时；
• 浸泡后应用清水冲洗至水质合格，余氯含量应小于0.3mg/L。

8 管道保温

8.1 保温层结构

8.1.1 预制保温管保温层结构应符合下列规定：

• 保温层厚度应符合设计要求，偏差不应超过设计值的10%；
• 保温层应均匀连续，不得有空洞和裂缝；
• 保温层与内管和保护壳应粘结牢固，粘结强度不应小于0.1MPa。

8.1.2 现场保温层结构应符合下列规定：

• 保温层材料应符合设计要求，应有质量证明文件；
• 保温层厚度偏差不应超过设计值的10%；
• 保温层外应设保护层，保护层材料可采用铝皮、镀锌铁皮或玻璃钢等。

8.1.3 阀门和管件保温应符合下列规定：

• 保温结构应便于拆卸，拆卸后应能正确复位；
• 保温效果应与直管段相当，保温层厚度不应小于直管段保温层厚度；
• 保温层外应设保护壳。

8.2 保温材料

8.2.1 保温材料应符合下列规定：

• 导热系数应满足保温要求，导热系数不应大于0.033W/(m·K)（平均温度20°C时）；
• 密度应满足强度要求，密度不应小于60kg/m³；
• 耐温性能应满足工作温度要求，使用温度范围应覆盖设计温度。

8.2.2 常用保温材料应包括下列类型：硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、玻璃棉、硅酸铝纤维、硅酸钙等。

8.2.3 保温材料进场应进行下列检验：

• 材料质量证明文件，内容包括规格、性能指标、生产日期等；
• 外观检查，不得有受潮、变质等现象；
• 导热系数和密度复检，抽检比例不应低于进场批次的5%。

9 工程验收

9.1 验收条件

9.1.1 直埋热水管道工程验收应具备下列条件：

• 完成工程设计和合同约定的全部内容；
• 工程质量符合国家现行有关标准的规定；
• 工程质量控制资料完整，资料内容应真实可靠；
• 安全设施符合要求，包括阀门井、补偿器井等。

9.1.2 分部工程验收应包括下列内容：沟槽开挖分部工程；管道敷设分部工程；管道焊接分部工程；管道保温分部工程；管道试验分部工程。

9.2 验收内容

9.2.1 管道位置验收应包括下列内容：

• 管道轴线位置，偏差不应大于50mm；
• 管道标高，偏差不应大于20mm；
• 管道埋设深度，应满足设计要求。

9.2.2 管道焊接验收应包括下列内容：

• 焊缝外观质量，应符合本规程第6.3.3条的规定；
• 焊缝内部质量，无损检测比例应符合设计要求；
• 焊接记录，内容应包括焊工资格、焊接参数、检验结果等。

9.2.3 管道保温验收应包括下列内容：

• 保温层厚度，偏差不应超过设计值的10%；
• 保温层密度，应符合本规程第5.2.2条的规定；
• 保温层导热系数，应符合本规程第8.2.1条的规定；
• 保温层完整性，不得有空洞和裂缝。

9.2.4 管道试验验收应包括下列内容：

• 强度试验记录，内容应包括试验压力、试验时间、试验结果等；
• 严密性试验记录，内容应包括试验压力、试验时间、压力降等；
• 冲洗消毒记录，内容应包括冲洗水质、消毒药剂浓度、浸泡时间等。

9.3 验收文件

9.3.1 工程验收应提供下列文件：

• 竣工图纸和设计变更文件，应加盖竣工图章；
• 原材料和设备质量证明文件，包括钢管、保温管、管件、阀门等；
• 施工记录和隐蔽工程记录，包括沟槽验槽记录、管道就位记录等；
• 焊接记录和检验报告，包括焊缝外观检查记录、无损检测报告等；
• 管道试验记录，包括强度试验记录、严密性试验记录、冲洗消毒记录；
• 工程验收鉴定书。

9.3.2 工程质量控制资料应真实、完整，不得涂改和伪造，资料的保存期限不应少于工程设计使用年限。

10 运行管理

10.1 一般规定

10.1.1 供热企业应建立健全直埋热水管道运行管理制度，制度内容应包括运行规程、操作规程、维护保养规程和应急预案等。

10.1.2 运行管理应包括下列内容：运行参数监测，包括温度、压力、流量等参数；管道巡检，包括管道沿线地表状态、井室设施等；故障处理，包括泄漏抢修、故障诊断等；维护保养，包括保温层修补、防腐层修补、阀门维护等。

10.1.3 运行人员应经过专业培训，熟悉直埋热水管道系统的运行操作和应急处理，持证上岗。

10.2 运行监测

10.2.1 运行参数监测应包括下列内容：

• 管网压力和温度，包括热源出口、各节点、热用户入口的压力和温度；
• 管网流量，包括各管段流量和热源总流量；
• 补水量，包括系统补水量和补水泵运行时间；
• 故障报警信息，包括超压、超温、泄漏等报警记录。

10.2.2 监测系统应符合下列规定：

• 监测数据应实时传输，传输延迟不应大于5分钟；
• 异常情况应自动报警，报警响应时间不应大于1分钟；
• 数据应记录保存，保存期限不应少于3年。

10.3 管道维护

10.3.1 管道巡检应符合下列规定：

• 巡检周期应根据实际情况确定，正常情况下不应少于每月1次；
• 巡检内容包括管道沿线地表状态、井室设施、安全标志等；
• 发现异常应及时报告处理，并做好记录。

10.3.2 管道维护应包括下列内容：

• 管道保温层修补，破损面积超过0.1m²时应进行修补；
• 管道防腐层修补，发现锈蚀应及时处理；
• 阀门维护保养，阀门应定期进行启闭操作和密封性检查；
• 井室设施维护，井室应保持干燥，不得有积水。

10.4 故障处理

10.4.1 发现管道泄漏应立即采取措施，控制事故扩大，泄漏点周围应设置警戒区域。

10.4.2 故障处理应符合下列程序：

• 故障定位，通过监测数据和现场排查确定泄漏位置；
• 关闭相关阀门，切断故障管段与系统的联系；
• 泄压排水，将管内介质排空；
• 故障修复，采用焊接或更换管段的方式进行修复；
• 管道试验，修复后应进行强度试验和严密性试验；
• 恢复运行，试验合格后方可投入运行。

10.4.3 故障修复应符合下列规定：

• 修复方案应经审批，重要管段的修复方案应经专家论证；
• 修复材料应与原管道相匹配，修复工艺应符合本规程的有关规定；
• 修复后应进行检验，检验合格后方可投入运行。

附录

附录A 管道水力计算公式

A.0.1 管道沿程阻力损失应按下式计算：

hf = λ·L·V²/(2g·D)

式中：hf为沿程阻力损失（m）；λ为摩阻系数；L为管道长度（m）；V为流速（m/s）；g为重力加速度（9.81m/s²）；D为管道内径（m）。

A.0.2 摩阻系数λ应按下列公式计算：

当雷诺数Re < 2300时：λ = 64/Re

当雷诺数Re ≥ 2300时：λ = 0.11·(0.0148 + 68/Re)^0.25

式中：Re为雷诺数，Re = V·D/ν；ν为水的运动粘度（m²/s）。

附录B 管道热力计算公式

B.0.1 管道热损失应按下式计算：

Q = 2π·λ·L·(tm-t0)/ln(r2/r1)

式中：Q为热损失（W）；λ为保温层导热系数[W/(m·K)]；L为管道长度（m）；tm为介质平均温度（°C）；t0为土壤温度（°C）；r1为管道外半径（m）；r2为保温层外半径（m）。

B.0.2 管道温降应按下式计算：

Δt = Q/(C·G)

式中：Δt为管道温降（°C）；Q为管道热损失（W）；C为水的比热容[J/(kg·°C)]；G为热水质量流量（kg/s）。

附录C 管道强度计算公式

C.0.1 管道壁厚应按下式计算：

δ = PD/(2[σ]φ+P)

式中：δ为管道壁厚（mm）；P为设计压力（MPa）；D为管道外径（mm）；[σ]为许用应力（MPa）；φ为焊缝系数。

C.0.2 管道许用应力应按下式计算：

[σ] = σb/(n·K)

式中：σb为材料抗拉强度（MPa）；n为安全系数，取n≥2.5；K为温度折减系数。

附录D 本规程用词说明

D.0.1 为便于执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度的用词说明如下：

• 表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用"必须"，反面词采用"严禁"；
• 表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用"应"，反面词采用"不应"或"不得"；
• 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用"宜"，反面词采用"不宜"；
• 表示允许有选择，在一定条件下可以这样做的用词：采用"可"。

D.0.2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为："应符合……的规定"或"应按……执行"。