隨著城市化進程的加快和人民生活質量的不斷提高，城鎮集中供熱的普及程度越來越快，供熱管網的建設、改造和運行管理受到各級政府主管部門的高度重視。在供熱管網的建設、改造和運行使用中，高溫熱水管道運行的安全性被普遍關注，尤其是熱力補償器由于受熱脹冷縮的作用疲勞受損，造成管道滲漏是影響安全運行的主要因素。供熱管網采用一次性補償直埋敷設無疑是解決以上難題的最佳方法。
　　管網采用一次性補償直埋敷設，在施工中預熱伸長量的計算、測量及一次性補償器的焊接和預熱伸長量的控制一次性補償直埋敷設成功的關鍵。
　　一、工藝原理
　　1、直埋供熱管道一次性補償原理
　　管道安裝完成后，把管道加熱到預熱溫度，一次性直埋補償器被壓縮，達到計算的預熱伸長量后將補償器外套筒鋸形搭接焊縫焊死，使補償器成為剛性整體，不再有補償能力。實際運行中則由管道的拉伸—壓縮彈性變形進行補償。
　　2、直埋一次性補償器預熱計算
　　（1）預熱伸長量計算
　　在一次性補償器安裝時，應先計算各個補償器的預熱伸長量，預熱伸長量計算式如下：
　　（公式1）
　　式中α—鋼材的線脹軸向系數，0.012mm/m℃；
　　ty—一次性補償覆土預熱溫度(零應力溫度)，℃；
　　tp—管道補償器焊接安裝時的環境溫度，℃；
　　L—補償段長度，ｍ。
　　（2）一次性補償覆土預熱溫度ty確定
　　（公式2）
　　式中t1—管道最高工作溫度，取管網設計供水溫度；
　　t2—管道供熱時循環最低溫度，一般供暖運行時取10℃；
　　F—單位長度預熱段土壤對管道的摩擦力，N／m；
　　LC—計算的管段長度，m；
　　E—鋼材的彈性模量，Mpa；
　　A—鋼管管壁的橫截面積，m2。
　　二.施工工藝流程
　　施工準備→溝槽開挖檢驗→管道預制、布管→管路組對、安裝→焊口探傷、管道試壓清洗→溝槽回填壓實→管道預熱→補償器二次焊接→補償器保溫回填→竣工驗收及清理。
　　三、操作要點
　　1、溝槽開挖檢驗
　　（1）溝槽定位、定線應采取整體放線、統一開挖，以統籌調整施工中碰到的地下、地上障礙。管道溝槽應按照設計所規定的平面位置和標高開挖。
　　（2）為防止基土擾動嚴禁超挖，采用機械開挖時，開挖后應預留200mm厚土層，管道安裝前應用人工統一清底至設計標高。測量人員利用經緯儀和水準儀分別控制溝槽中心線和高程，并在槽底每隔10m設一控制樁。
　　2、管道預制、布管
　　（1）工程施工時采用溝槽一側布管，即將管材沿溝槽一側一字排開，且距溝槽邊緣最小距離不應小于0.5m。布管前應測量管口周長、直徑以便匹配對口。各種管件按圖紙中所注位置對應擺放，過路地段不能一字排管時可集中存放再二次倒運。
　　（2）預制管道可以單根吊入管槽內安裝，也可以2根或多根組焊完后吊入管槽內安裝，2根或多根組焊在平坦的地面組裝。
　　（3）預制管道下管時宜用吊車下管或兩臺吊車抬管下管，但是吊點的位置應按平衡條件選擇，應用平衡架柔性寬吊帶（>150mm）吊起，穩起、穩放，以保護管道外套不受損傷。
　　3、管路組對、安裝
　　（1）對于覆土預熱的管段，在覆土前需在保溫管外包0.5mm厚的聚乙烯薄膜，以保持摩擦力的穩定和應力，塑料膜與外套管之間不允許有砂土夾雜。
　　（2）在管道的轉彎處及T型分支處兩側加裝泡沫墊，以吸收水壓試驗及預熱安裝管道正負兩個方向的位移。泡沫墊的材料為密度70～80kg/m3的防潮型彈性PUR材質制成。
　　（3）閥門、補償器安裝
　　1）閥門、補償器在安裝前應根據設計要求核對閥門的型號以及補償器安裝方向，復核產品合格證。閥門、補償器各部件不得有裂紋，氣孔，砂眼，澆筑不到等缺陷。
　　2）閥門安裝
　　閥門安裝時應按介質流動方向確定其安裝方向，并在關閉情況下安裝。閥門在閥門井內的位置要便于操作。閥門的操作結構和傳動裝置應進行清洗、檢查和調整，達到靈活可靠，無卡澀現象。
　　3）補償器安裝
　　a一次性補償器安裝在管道的直線部分，按固定的間距安裝一次性補償器。
　　b安裝前檢查補償器的實際長度與規定的最大安裝長度是否一致，若不一致用調節螺桿調整，并使膨脹節兩端面的平行度不大于0.003DN，且不大于3mm。
　　c一次性補償器的安裝長度應等于最短工作長度加上最大補償量，一次性補償器的最大補償量應大于管道預熱后每個補償器所在獨立管段的膨脹量。
　　4、焊口探傷、管道試壓及清洗
　　（1）焊口探傷
　　工作管的現場接口焊縫應進行100%X射線探傷檢查，焊縫內部質量不得低于現行國家標準《鋼管環縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質量分級》GB/T12605中的II級探傷質量要求。三通焊縫焊腳高度應大于8mm。
　　（2）管道試壓
　　1）管道升壓時管道的氣體應排除，升壓過程中，當發現彈簧壓力計表針擺動不穩，且升壓較慢時，應重新排氣后再升壓。應分級升壓，每升一級應檢查后背、支墩、管身及接口，當無異常現象時，再繼續升壓。
　　2）水壓試驗過程中，后背頂撐，管道兩端嚴禁站人。水壓試驗時，嚴禁對管身，接口進行敲打或修補缺陷，遇有缺陷時，應做出標記，卸壓后修補。
　　3）水壓升至試驗壓力后，30分鐘無降壓無滲漏為合格。試壓完畢，核對記錄，并填寫《管道系統試驗記錄》。
　　4）管道清洗前，把不應與管道同時清洗的設備及儀表等與需清洗的管道隔開。
　　5）排水管道應在水流末端的低點接至排水量可滿足需要的排水井或其它允許排放的地點，排水管的截面積不小于被清洗管的60%。
　　6）水力沖洗應連續進行并盡量加大管道內的流量，一般情況下管內的平均流速不應低于1m/s，以入水口與排水口的透明度相同為合格。
　　5、溝槽回填壓實
　　（1）管道安裝完成后溝槽回填用黃沙回填至管頂200mm（沙包管），然后用原土回填到管頂600mm后方可分層夯實。
　　（2）回填應根據設計要求分層回填，層層夯實、平整，筑路中恢復路面。
　　（3）回填土每層的壓實遍數，應按要求的壓實度，壓實工具、虛鋪厚度和含水量，經現場實驗確定。
　　（4）回填土運入槽內不應損傷管節及接口；壓實應逐層進行，不得損傷管道；管道兩側和管頂以上50cm范圍內應采用輕夯壓實，管道兩側壓實面的高差不應超過30cm。
　　6、管道預熱
　　（1）預熱資源準備
　　預熱熱源可以利用鍋爐房或熱力站作為預熱熱源，對熱網各段預熱熱。現場不具備上述條件時可采用移動鍋爐。當采用鍋爐房或熱力站預熱時，可利用供熱總站循環泵對系統加壓預熱。采用移動鍋爐加熱時，需單獨設置循環泵，循環泵的流量和揚程根據管道的直徑、長度和管道安裝現場的地形地勢確定。
　　（2）預熱流程
　　整個管網先通水，其溫度要低于預熱溫度，使管道緩慢釋膨脹，然后分段預熱，每400～500m為一段。
　　當若干個預熱段處于同一個試壓段中間沒有分段閥門隔斷時，可在每個預熱段的尾部連接一個循環管，被預熱段的循環門打開，其余的循環門關閉，由于關閉段的水不流動，因此也不會升溫。如此可逐段完成預熱。
　　預熱流程示意圖見圖1，其中預熱循環管應為最大管徑的20%～40%。
　　圖1預熱流程示意圖
　　（3）確定基準點
　　管道預熱前先確定一個測量的基準點，管道（含支管）的起點和終點及彎頭處均設測點，觀測管線位移沿長度方向上的均勻性。
　　（4）補償器預熱伸長量的計算
　　補償器預熱伸長量的計算按工藝原理中各公式計算。
　　（5）在補償器上標記預熱伸長量
　　一次性補償器預熱伸長量計算無誤后，根據補償器計算的補償量不同在已安裝補償器上進行預熱伸長量標記（焊接固定檔板）在達到預熱伸長量時補償器的活動套管應全部達到預熱伸長量標記（固定擋板）位置立即焊接，由于補償器是按照預熱伸長量設計生產，在達到預熱伸長量時，補償器的滑動套筒應與固定擋板接觸在一起，不需要外護鋼板加強。
　　（6）預熱及補償器的焊接
　　1）預熱時，升溫速度不應大于4℃/h，使管道緩慢延伸，確保安全。對于適用集中供熱管網預熱的管段，應控制好閥門的開度，防止升溫過快，造成線路損壞。
　　2）經過加熱后，回水溫度達到回水管預熱溫度ty回水。在預熱期間，指定專人注意觀察一次性補償器位移情況，并做好記錄。在補償器固定板拆除之前，需做好位移標記，并將拆除前狀態作為標記的零點，同時補償器要設置限位板，以防補償器壓縮過量。當某個補償器壓縮量達到預熱膨脹量時，保持恒溫，開始補償器焊接。而后繼續升溫，同時注意補償器的熱伸長量，直到回水管各個補償器都達到預熱伸長量計算值位置并在保持恒溫下焊接完畢。
　　3）回水管補償器焊接牢固后，繼續升溫至供水預熱溫度ty供水，供水管施工程序按回水管進行。
　　4）所有補償器焊接時對稱點焊，點焊完成后進行補強焊接。補強焊接采用內凹角焊縫，這種焊縫在焊趾處向母材是平滑過渡的，應力集中較小。焊接時應滿焊、焊縫焊腳需要平緩過渡且焊縫高度在8mm以上以保證管道在供暖停止后收縮的冷拉應力。
　　7、補償器保溫和回填
　　一次性補償器焊接固定后，把溫度降到20℃將一次性補償器保溫并用聚乙烯外套密封防水，補償器用磚砌800×400支墩，然后進行回填。
　　四、效益分析
　　使用一次性直埋補償器，減少了水壓試驗臨時固定設施費用。相對普通直埋供熱管道補償施工技術，工期提起完成，從而能夠大大節約人工費、材料費及機械租賃費。管道安裝完成，除補償器處即可局部回填，避免了長期敞溝，減少了給交通和商業帶來的不便。具有良好的經濟效益和社會效益。