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地下管线基础知识

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城市地下管线种类繁多,结构复杂,不同种类地下管线埋设特征也不同,作为地下管线探测工作者,有必要学习地下管线的基础知识,掌握不同种类管线的结构特征和埋设规律,采用与管线相应的探测技术方法,以达到有的放矢,高效率、高质量地完成地下管线探测任务。 1.地下管线的分类、内容及技术术语 1.1 地下管线的分类、内容 (1) 给水管道:可按给水的用途分为生活用水、生产用水和消防用水;

城市地下管线种类繁多,结构复杂,不同种类地下管线埋设特征也不同,作为地下管线探测工作者,有必要学习地下管线的基础知识,掌握不同种类管线的结构特征和埋设规律,采用与管线相应的探测技术方法,以达到有的放矢,高效率、高质量地完成地下管线探测任务。


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1.地下管线的分类、内容及技术术语


1.1 地下管线的分类、内容


(1) 给水管道:可按给水的用途分为生活用水、生产用水和消防用水;

(2) 排水管道:可按排泄水的性质分为污水、雨水和雨污合流及工业废水等管道。

(3) 燃气管道:可按其所传输的燃气的性质分为煤气、液化气和天然气管道;按燃气管道的压力P大小分为低压、中压和高压管道,其他类依据是:


低压  P ≤5kPa;  

中压  P >5kPa,≤0.4MPa;

高压  P >0.4MPa, ≤1.6MPa。

(4)工业管道:可按其传输的材料性质分为氢、氧、乙炔、石油、排渣等管道;按管内压力大小分为无压(或自流)、低压、中压和高压,其分类依据是:

无压  P =0;

低压  P >0, ≤1.6MPa;  

中压  P >1.6MPa,≤10MPa;

高压  P >10MPa。

(5)热力管道:可按其所传输的材料分为热水和蒸汽管道;

(6)电力电缆:可按其功能分为供电(输电和配电)、路灯、电车等电缆;按电压的高低可分为低压、高压和超高压电缆,其分类依据是:

低压  V ≤1kV;   0.22kv,0.38kv

中压  V >1kV,≤110kV;6kv、10kv

高压  V >110kV。110kv,220kv

(7)通讯电缆:可按其功能分为电话电缆、有线电视和其他专用电信电缆等。根据权属单位分主要有:中国电信、网通(WT)、移动(YD)、联通(LT)、电视(DS)、军用(JY)、铁通(TT)、公安专网、银行专网、校园网络等。


1.2 技术术语


(1)压力管线:指管道内流体介质由外部施加力使其流动的工程管线。

(2)重力自流管线:指管道内流动着的介质由重力作用沿其设置的方向流动的工程管线。

(3)可弯曲管线:指通过某些加工措施易于弯曲的工程管线。

(4)不易弯曲管线:指通过某些加工措施不易弯曲的工程管线。

(5)管线水平净距:指水平方向敷设的相邻管线外表之间的水平距离。

(6)管线垂直净距:两条管线上下交叉敷设时,从上面管道外壁最低点到下面管道外壁最高点之间的垂直距离。

(7)管线埋设深度:指从地面到管道底(内壁)的距离,即地面标高减去管底标高。管道设计、施工时通常采用此定义,与地下管线探测行业定义的管线埋设深度有区别。

(8)管线覆土深度:指地面到管道顶(外壁)的距离。


2 地下管线结构


2.1 给水管道结构


(1) 给水管道的特点

给水管道系统构成,一般是由水源地(江河、湖泊、水库、水源井等)取水,通过主管道(明渠、隧道、大型输水管道、浑水管道等)送到水厂,经水厂净化处理后,再由主干管道送至用水区(工厂、住宅小区、企事业单位等)。各用水区又根据自己的需要和条件,敷设本区的给水管道系统,通过该系统送到各用水点或通过支管道送往各家各户用水点。

工厂、校园给水管道的敷设形式是根据工艺流程,建、构筑物的布置以及场地的地形条件等确定,一般分为三个系统,即分组系统、组合系统和混合系统。生产用水、生活用水或消防用水均各自成独立系统的称为分组系统;生活用水和消防用水合为一个系统,生产用水另成一个独立系统的称为组合系统;生产、生活和消防用水合在一个系统内的称为混合系统。

城市供水管网通常采用组合系统,即生活用水和消防用水合为一个系统。也有部分城市生活用水和消防用水正在逐步分开形成各自独立系统。此外,还有些城市对管网进行改造建立了中水系统,如泰安市,中水系统主要用于绿化、消防及卫生设备等用水。

(2) 给水管道的材质及管径

1)铸铁管:使用最为广泛,分为承插口和法兰口。

2)钢管:由镀锌钢管、无缝钢管和碳钢直板卷管,通常管径100mm以下采用镀锌钢管,大管径常使用碳钢直板卷管,DN600~DN1200都有。

3)砼管:通常采用钢筋混凝土管,在江、浙等南方地区使用较多,从dn100~dn1200都有,其它地区一般大管径(如dn600以上)才使用砼管。

4)塑料管:采用硬聚氯乙烯管材(UPVC)或PPR管材,近年来,国家建设部正在要求推广使用dn400以下硬聚氯乙烯管材给水管道。

                                 常见管线材质公称内径(mm)

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(3) 给水管道的管件

给水管道管件较多,比较常用的管件主要有:丁字管(三通)、叉管(135°)(三通)、十字管(四通)、弯管(90°、135°)(弯头)等。

(4) 给水管道的构筑物

取水构筑物:用于取得地表水(河流、湖泊、水库)或地下水(水源井)等;

升水构筑物:如水泵站(房)等;

净化构筑物:用于改善水质,如清水池、净化池等;

贮水池:用于贮存水,如水塔、高位水池等;

冷却设备:采用循环供水时使用,如冷却塔、喷水池等。

(5) 给水管道的附属物

1)阀门:多安装在检查井内,启、闭水道之用;

2)消防栓:分地上和地下两种,地下消防栓安装在专门的检查井中,消防栓多安装在干线或支线的引出管上,消防栓前设置阀门;

3)止回水阀:是一种防水逆流的装置,安装在只允许水向一个方向流动的地

方,例如给水干线上常常安装此装置;

4)排气装置:管道的高点,自动排除管道贮留的空气;

5)排污装置:管道的低点,用于排除沉淀物;

6)预留接头:扩建管道用;

7)安全阀;

8)检修井。


2.2排水管道的结构


(1) 排水管道的分类

排水管道是接收、输送和净化城市、工厂以及生活区的雨水、污水,其中包括工业污水、生活污水、雨水等。排污管道系统按排出的方式分为合流式、分流式、组合式三种,合流式是将工业废水、生活污水和雨水井有一个共同的管道排出;分流式是每一种污水经由独立的排水管道排出;组合式是将需要处理的生产污水和生活污水经由一个管道排出,将不需要处理的生产废水及雨水经由另一管道排出。排水管道敷设应考虑当地的冻土深度。

(2) 排水管道的材质与管径

一般排水管道的管材有:钢筋混凝土管、混凝土管、塑料管、铸铁管、石棉水泥管、陶瓷管以及砖石沟等,常用的是钢筋混凝土管和混凝土管,其常见管径如下表:

常见钢筋混凝土管、混凝土管排水管道管径

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(3)排水管道的构筑物

有排水泵站、沉淀池、净化池、暗沟地面出口等。

(4)排水管道的附属物

1)检查井:是维修人员进入井内清理淤塞物和检查修理用。检查井小室根据不同情况和要求做成圆形、扇形、矩形或多边形。

2)结点井:是接受污水和废水在井中汇合后输出。

3)跌水井:设在落差较大处,将接受的废水和污水沉淀后输出,是降低坡度,其净化作用的井。

4)冲洗井:与上水管相连,用于冲洗井中的於物。

5)转角井:设置在拐弯处。

6)特别井:设在排水管与其它地下设施交叉处。

7)渗透井:通过地下渗透方法排除雨水。

8)倒虹吸管:为避让障碍物,如冲沟、河流、铁路等尔设置的。

9)渡槽:为了避让障碍物,在个别地方也可架设渡槽。

10)化粪池:用于净化粪便,排除污水,一般在接收楼房污水的汇合处(即与支干线连接处)设置矩形化粪池。

11)雨水口:即雨水篦。

(5)特殊的排水管道

1)拱形排水管道

2)倒虹吸排水管道


2.3 燃气管道的结构


(1)燃气管道设备

包括有灌站、气压站、阀门井、检修井、阀门、抽水缸(凝水缸)、牺牲阳极、标石桩等。

(2)燃气管道的管材和管径

燃气管道的管材有钢管、无缝钢管、铸铁管(用于低压煤气)、聚乙烯塑料管(PE管)。

燃气钢管常采用外径表示,常见钢管规格见下表:

常见钢管规格(mm)

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(3)燃气管道的构件

全承丁字管、全承十字管、45°弯管、90°弯管、渐缩管等。


2.4 热力管道的结构


(1)热力管道设备:包括热力厂、调压站、中继泵站、检查井、阀门、阀门井、聚集凝结水短管、凝结水箱、放气阀、放水阀等设备。

(2)热力管道的管材及连接

1)城市热力管道一般采用无缝钢管、钢板卷焊管。

管径如下表:

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2)  热力管道的连接采用焊接管道,与设备、阀门等拆卸附件连接时,采用法兰连接。

2)热力管道所用的变径管采用压制或钢板卷制。

3)热力管道干、支线的起点安装关断阀门。

4)热水热力管道输送干线每隔200~300m,输配干线每隔1000~1500m装设一个方段阀门。

5)热水凝结水的高点安装放气阀门。

6)热水凝结水的低点安装放水阀门。


2.5 电力管道的结构


(1)电力管道的设备与构建筑物:包括发电厂、变电站、配电站、配电箱、检查井等。

(2)电力管道的埋设种类

1)直埋:电缆埋设在壕沟内,覆盖软土,上面设保护板。

2)电缆沟或槽盒:封闭式不通行管沟,盖板可开启;

3)管道埋设:管块、管埋;

4)电缆隧道。

(3)电力电缆分支的形式采用T形或Y形。

(4)电缆材质:铝芯或铜芯。

(5)电力电缆功能:分为供电(输电和配电)、路灯、电车等。

(6)电力电缆的电压:分为低压、高压和超高压三种,电力电缆常见电压有:0.22kv、0.38kv、1kv、6kv、10kv、35kv、110kv、220kv等。


2.6 电信管道的结构


(1)电信管道结构的特点

电信管道是由具有一定容量的电缆、通道和一定数量的人孔、手孔和出入口,按一定的组合方式组合成通讯管道设施系统。其中布设通讯管道的管孔部分和与之相接的人孔、手孔,是组成通讯管道的基本要素。

(2)电信电缆的布设形式

1)单局制电信电缆管道系统布设形式

2)多局制电信电缆管道系统的布设形式

(3)电信管道的分类

电信管道因其在通信网络中所处的位置,布设电缆的性质,可综合分类入下五种:

1)出进局管道:进出电信局、通信台,连接主干通信管道。

2)主干管道:主干道路上的通信管道,容量较大。

3)中继管道:连通各局之间通道。

4)分支电缆:市区道路,与主干线相连。

5)用户管道:从主干管道或分支管道特定人孔接出,进入用户小区,建筑物或用户院内的通信管道。

(4)电信管道的管材

1)水泥预制管块:早期使用最多的一种管材,常见有6孔和4孔两种,规格分别为360×250mm和250×250mm。

2)钢管电信管道:单孔钢管按一定组合方式排列敷设与地下,通常用于过路、过桥或绕障碍物等路段。

3)塑料管通信管道:采用聚氯乙烯塑料管,目前常用的管材。

4)其它管材的电信管道:包括水泥管道、铸铁管和陶瓷管等。

(5)电信管道构筑物分类

1)管孔式电信管道:通常的埋设方式,即管埋方式。

2)电信电缆隧道:管沟埋设,有不通行、半通行、通行电缆专用和公用隧道四种。

3)人(手)孔的作用:各方向管道汇集的场所;摆放电信电缆、电缆接头、充气门、中继器、负荷箱、光缆盘留等设施的场所;电缆分支引出场所;深度调接场所。

3)  人(手)孔分类

(a) 矩形直通人(手)孔

(b) 扇形人(手)孔

(c) 斜通人(手)孔

(d) 移位人(手)孔:矩形移位人(手)孔和Z形移位人(手)孔

(e)三通分支人(手)孔

(f) 对称分支人(手)孔

(g) 四通(十字)分支人孔


3.地下管线的布设


管线布设的一般情况:

(1)管线布置通常与道路或建筑红线相平行,同一管线沿道路一侧布置,不宜从道路的一侧转到另一侧。

(2)管线与道路或铁路交叉时,通常为正交布设;在困难情况下,其交角不小于45°。

(3)管线埋设产生矛盾时,通常出现以下情况:

a. 压力管道让自流管道;

b. 管径小的让管径大的;

c. 易弯曲的让不易弯曲的;

d. 临时性的让永久性的;

e. 工程量小的让工程量大的;

f. 后建的让先建的;

(4)为保证管线正常使用及改建、扩建工程的需要,各管线间距应满足下表要求:最小水平净距,最小垂直净距。

(5)地下管线的布设应根据管道的种类、埋设方式及土壤性质等情况,在满足路面上的荷载、管道强度要求下埋设。工程管线埋设的最小埋深应满足下表要求。

工程管线的最小深度

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注:10kv以上直埋电力电缆管线的覆土深度不应小于1.0m。


3.1 给水管网的布设要求


给水管网的作用是从净水厂或取水构筑物输送到用户。它是给水系统的重要组成部分。

给水管网一般由输水管道和配水管道组成。输水管道是由水源到水厂及水厂到配水管的管道,一般不装接用户水管。配水管是把水送至各用户的管道。给水管网的布置形式,根据城市规划、用户分布及对用水要求等,可分为树枝状管网和环状管网。也可根据不同情况混合布置。

(1)树枝状管网:干管与支管的布置有如树干与树枝的关系。通常用于地形狭长、用水量不大、用户分散的地区。

(2)环状管网:指供水干管间都用连接管相互连通起来形成许多闭合的环。

3.1.1 输水管道的敷设

(1)输水管道有重力输水管和压力输水管。重力输水管采用自流方式,且按要求设置检查井,间距一般为200~400m。输水管道在隆起处及倒虹吸管的上、下游一般应设置进气阀和排气阀。输水管的低洼处设置泄水管和泄水阀。

(2)输水管道在不允许间断供水时输水管通常不以少于两条,允许间断供水或有多水源供水可布设一条。

(3)两条以上的输水管一般应设连通管,连通管直径与输水管相同,或较输水管径小于20-30%。

(4)连通管上设有必要的阀门以便检修用。

(5)输水管线阀门间距需要根据具体位置,常结合地形起伏穿越障碍物及连通管位置等综合考虑而定。

3.1.2 配水管的敷设

(1)配水管一般可布置成环状,当允许间断供水,也可布置成树枝状。

(2)配水管位置通常布置在两侧均有较大用户的道路上,以减少配水支管数量。

(3)用于配水至用户和消防栓的配水支管,一般采用管径150~200mm;负担消防任务的配水支线不小于150mm。

(4)城市生活用水管网,严禁与各单位自备生活用水供水系统直接连接。如必须作为备用水源而连接时,应采取有效的安全隔断措施。

(5)配水管道干管阀门间距一般为500~1000m,阀门通常设置在连接管的下游,以便阀门关闭时不影响支管供水。

(6)支管与干管连接处,一般在支管上设置阀门,支管修理时不影响干管供水。干管上的阀门根据配水管网分段,分区检修的需要设置。

(7)消防栓的布设:支干管上的消防栓应在消防栓前设置阀门;消防栓的间距不大于120m;消防栓的接管管径不小于100mm;消防栓通常放置在交叉口和醒目处。


3.2 排水管道的布设


3.2.1 排水管道布设原则

(1)排水管道系统采用分散布置和集中布置应根据地形变化情况、城市规模及布局选择。对于大城市、用地布局分散、地形变化大时,以采用分散布置;反之,可采用集中布置。

(2)污水主干管的位置:通常布置在集水线上或地势较低的街道上。如地形向河道倾斜,则主干道常设在沿河的道路上。从道路交通要求考虑,主干管不宜放在交通频繁的道路上,最好次要街道上,以便施工维修。尽量避免与河流、铁路等的交叉。

(3)管道转弯和交接处,其水流转角不小于90°;管顶最小覆土厚度应考虑外部荷载和冻土深度,车行道上部小于0.7m。

3.2.2 检查井的设置

(1)检查井的设置通常设置在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每隔一定距离处。

(2)检查井的最大距离见下表:

7.png

(3)排水管道最小坡度见下表

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(4)污水管道的倒虹管设置在穿越河流、障碍物、特殊重要结构、地下铁路等处;倒虹吸井设置在不受洪水淹没处,井内设闸槽、闸板或闸门;倒虹吸上行、下行斜管一般不大于30°。

(5)雨水口通常设置在路口、道路两边,并就近流入雨水管道。


3.3 燃气管道的布设


城市燃气管道系统是指自气源厂(或天然气远程干线门站)到储配站、再到调压室调压后输送到用户引入管的室外燃气管道,它由各种压力的燃气管道组成的。不同压力管道不能相互连接,高中压燃气需由调压站进行压力调接至低压后才能输送至用户使用。

3.3.1 燃气管道布设要求

(1)燃气管道一般采用直埋敷设,中、高压燃气尽量避开交通主干道和繁华街道;沿街道敷设时,通常单侧布置,在道路较宽且两侧用气量较大时,采用两侧布置。小区内通常在道路下敷设以保证两侧供气。

(2)燃气管道不准敷设在建筑物的下面,不准与其它管线平行地上下敷设,并禁止在下述场所敷设燃气管道:各种机械设备和成品、半成品堆放场地;高压电缆走廊;动力和照明电缆沟道;易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场所。

(3)燃气管道穿越河流或大型渠道时,随桥架设,也可采用倒虹吸管由河底(或渠道)通过,或设置管桥。

(4)埋设在车行道主干线下时埋深不得小于1.2m,在车行道支线下时埋深不得小于1.0m;埋设在非车行道下时埋深不得小于0.9m;埋设在庭院内时埋深不小于0.6m;埋设在水田下时埋深不小于0.8m;输送湿燃气或冷凝液的燃气管道,应埋设在冰冻线以下。


3.3.2 地下燃气管道凝水缸的设置


(1)输气湿燃气管道,坡度不小于3%,凝水缸设置在管道的最低点,其间距一般不大于500m;

(2)输气管道在适当地点的管道低点设置少量凝水缸;道虹吸管道的低点设置凝水缸。


3.3.3 地下燃气管道的阀门设置


(1)高中压燃气干管上设置分段阀门,其间距长,输送干线上为4km;环形管网为2km;支管起点处设置阀门。

(2)离厂站6至100m范围内设置进口阀门;支线阀门与进口阀门间距小于100m。

(3)低压出口管上,离调压站6至100m范围设置阀门;两个调压站互为备用时设阀门。


3.3.4 燃气管道末端预留管的处理


(1)管径小于或等于200mm的低压管道末端预留长度为1.0m。

(2)管径小于或等于300mm的低压管道末端预留长度为1.5m。

(3)管径大于300mm的低压管道末端预留长度为2.0m。

(4)高中压管线的预留管道设置阀门,并在阀门后加盲板,管道伸出阀门井外墙外1.0m,阀门前必须装设防散阀门。


3.3.5 燃气管道穿越障碍物


(1)燃气管道穿过污水管、热力管沟、隧道及其它各种沟槽时,应将燃气管道敷设在套管内,套管伸出构筑物外墙不小于0.5m。

(2)燃气管道穿越铁路时,敷设在涵洞内;在穿越城镇主要公路时,敷设在套管或地沟内。

(3)燃气管道穿越铁路或河流时,应在铁路或河流两侧装设阀门。

(4)燃气管道的套管一般采用钢筋混凝土套管或钢管;采用钢套管时,管道外径小于200mm时,套管内径应比管道外径达100mm;燃气管道大于200mm时,套管最小内径应比穿越管道大于200mm。


3.4 热力管网的布设


热力管网是热源至用户间的室外热力管道系统。

(1)城市道路上的热力管道一般平行道路中心线,并尽量敷设在车行道以外的地方,一般情况下,同一管道应沿街道一侧敷设。

(2)管径等于或小于300mm的热力管道,可以穿越建筑物的地下室或自建筑物下专门敷设的通行管沟内穿过。

(3)热力管道可以和自来水管道、电压10kv以下电力电缆、通讯电缆、压力排水管道,一起敷设在综合管沟内,自来水管道等应加保护套管。

(4)热力管道敷设时,宜采用不通行管沟或直埋敷设;穿越不允许开挖检修地段时,应采用通行管沟。当采用通行管沟有困难时,可采用半通行管沟。通行管沟敷设有蒸汽管道时,每隔100m设一个事故人孔,没有蒸汽管时通常200m设一个人孔。

(5)支管和干管连接,或两条干管的连接,尽量不用直管而采用弯管连接;热力管道必须设置必要的阀门,如分段阀门、分支阀门、放气放水阀门等;为消除管道受热而引起的热膨胀,还需要设置一定形式的补偿器。

(6)热力管道与河流、铁路、公路等相交时应尽可能垂直相交。特殊情况下,管道与铁路相交不得小于60°角,与河流或公路相交不得小于45°角。

(7)直埋管道的覆土深度见下表

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(8)燃气管道不得穿入热力网不通行管沟,燃气管道与热力管道交叉时,燃气管道必须加套管。


3.5 电力电缆的布设


(1)直埋电缆敷设在壕沟里且周围有软土或沙层保护,上面有保护盖板(水泥或砖)。位于郊区或空旷地带,沿电缆路径的直线间隔约100m、电缆转弯处或接头部位,通常竖立明显的方位标志或标桩。

(2)直埋高压电缆外皮至地面深度不小于0.7m;当位于车行道或耕地下时应适当加深,不小于1.0m。

(3)直埋敷设的电缆与铁路、公路或街道交叉时,要加保护套管。

(4)电缆沟遇分支、转弯、积水井及地形高低悬殊的地点,设置人孔井。直线段人孔井间距离不大于100m。

(5)电缆在混凝土管块或石棉水泥管中敷设时,应设置人孔井。人孔井的设置距离不应大于50m。

直埋电缆的埋设深度的规定

10.png


3.6 电信管道的布设


3.6.1 电信管道的敷设要求

(1)沿道路敷设,尽可能远离电力电缆敷设,以避免电磁场干扰。一般电力和电信分别布置在道路两侧,电信电缆通常布置在道路西侧或北侧。

(2)直埋电信电缆埋设深度要求:市区一般为0.7-1.0m,市郊为1.0-1.2m。管块、管埋电缆人行道下一般为0.5-0.7m,车行道为0.7-0.9m。路面至管顶最小埋深见下表:

管埋电缆路面至管顶最小埋深

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(3)电信管线埋设深度达不到上述要求时,通常在管顶加设80mm厚混凝土包封保护,直埋达不到要求时,一般加保护套管。

管道埋设时,管道埋深为0.8-1.2m。除采取特殊措施外,一般不应低于下表规定的数值。

管道的最小允许埋深

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3.6.1 人(手)孔的设置

(1)在道路交叉口或直线管道上需要引出电缆时,通常设置分支人(手)孔,如三通分支人(手)孔、四通分支人(手)孔;

(2)道路转弯且角度大于5°时,设置转弯人(手)孔以缓和因折角对管孔畅通的影响;

(3)直线管道的人(手)孔间距一般不超过150m,当深度变化较大时,需要在适当的位置设置人(手)孔以调接管道埋深;

(4)特殊地段还可设置移位人(手)孔,变深人(手)孔,如绕障碍物等。


来源:供热资讯

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