水利供水工程供水管道施工技术探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 10 日 作者简介：童展（1998），男，汉族，湖北仙桃人，本科，初级工程师，现就职于中国江西国际公司，研究方向为交通工程。-40-水利供水工程供水管道施工技术探讨 童 展 莫桑比克 TETE 省供水项目（江西国际公司），江西 南昌 330000 摘要：摘要：管道施工是供水工程建设的关键环节，其施工技术直接关系到供水管道的正常运行，必须严格控制施工技术。在水利供水工程中，如果供水管道的施工有缺陷或有问题，就会引起地基的下沉和地下水的转移，而且在以后的运行中还会遇到管道中水压不稳定等问题，这对水利供水工程的安全稳定运行是不利的。要解决这一问题，就必须将供水管道的施工技术合理地应用到水利供水工程建设中，掌握好施工技术要点，保证供水管道的施工质量。在这一背景下，文章对水利供水工程中的供水管道施工中出现的一些问题进行了简要的阐述，并结合具体的工程条件，采用沟埋敷设的施工方案，在具体的工程实践中，对其施工技术进行了总结，以供有关工程设计人员借鉴。关键词：关键词：水利供水工程；供水管道；施工技术 中图分类号：中图分类号：TU991.05 目前，随着国家经济的飞速发展，水利工程建设也得到了飞速的发展，其中，供水管道施工作为水利工程中的一个重要组成部分，扮演着非常重要的角色。然而，在实践中，施工所面临的情况越来越严重，受自然、人为、地理因素的限制，造成了很多的管道施工问题。这不仅对工程的进度、质量产生了很大的影响，而且对人民的正常生活造成了严重的威胁。所以，要正确运用水利工程供水管道施工技术，并采取一系列有效的管理措施，使水利供水工程稳定发展。1 工程概述 某供水工程该工程的输水管道全长 61.2 公里，其中包括若干个隧道，全长 9.69km，全线有 4 个交水点，输水流量设计为 5.1m3/s，供水保证率是 97.5。本工程的施工内容包括泵站，输水管道，增压泵站，土坝和隧道等。在这一供水工程的建设过程中，管槽开挖和管道的安装是一个重点，同时也是施工非常困难的问题。因此，必须对施工技术进行合理的设定，对施工工艺进行优化，最大限度地避免对周围的环境造成破坏和污染1。2 施工方案 经地质调查，该段地形地貌为一级阶地及低山丘陵。供水管地基主要为1 第四系冲积黏土、粉质黏土层和2 泥质细中粗砂层；其它均为全风化的泥质粉砂岩和中粗粒花岗岩。供水管廊的大多数地基础都是高承载力的，其工程地质情况良好。为此，在供水管道的建设中，可以采用顶管和沟埋铺设两种方式进行施工。方案一：顶管施工。顶管施工的最大优点就是全过程均在地下进行，对地表的影响很小。但由于其施工工艺要求较高，需采用专用的顶进设备，并对整个施工过程进行严格的检测，一旦出现偏差及时加以修正和处理，才能确保顶管的精度。用时相对较少，但成本较高。方案二：沟埋铺设。沟埋铺设主要是采用测量放线的方式来确定供水管道的施工路线，在查明施工深度范围内的地质情况后，根据设计标高开挖沟槽，然后将供水管道下入，最后进行回填。这种方法的施工工艺相对简单，每个步骤都清晰可见，而且施工质量也容易控制，与顶管施工相比，它的造价要低得多，也要容易得多2。综合比较方案一与方案二，采用方案二，工程具有较高的综合效益，故该工程采用沟埋铺设供水管道的施工技术。3 水利工程供水管道施工存在的问题 3.1 施工前期规划不完善 在供水管道施工过程中进行前期规划，可以极大中国科技期刊数据库 工业 A-41-地降低工程使用期间的安全事故与再建率，对于保障供水工程的正常运行有着十分重要的意义。然而，在实践中，有些工作人员并没有重视水利建设规划，也没有深入工地进行施工流程实地考察。这就导致供水管道规划与现实之间的差距，在某种程度上减少了其可行性、科学性，并对供水管道建设的质量与安全产生了一定的影响。3.2 供水管道的结构材料和系统的安装不符合规定 在水利工程建设过程中，有些建设单位经常采用劣质的建筑材料，导致在一定时期内，有些供水管道在使用了一定的年限以后，会产生管道松动、脱落的现象，从而造成管道连接处的渗漏。虽然采用不符合标准的建筑材料，减少了造价，但也为工程的使用带来了诸多的安全隐患，并带来了巨大的经济损失。其次，由于施工体系的设置不规范，导致以后的生产、工作中容易发生水管爆裂等问题，而且很多建筑公司只注重管道的外表管理，而忽略了管道的内部系统的安装，各部件的安装不规范，未按有关规定进行，造成水利工程供水管道的整体安全隐患3。3.3 建设单位缺少有效监管 近年来，国家在水利行业方面已经颁布了不少的政策，但很多政策和标准都还处于试点阶段，而且还缺乏强有力的法律支撑。如果没有严密的法规对水利行业进行约束，就会造成部分工作人员缺少法律意识，缺乏社会责任感，从而产生了为获得更大利益而进行违反法律、道德的行为。在建设过程中，若存在如偷工减料等问题，将会导致供水短缺，影响人民的生产和生活，导致工程质量下降，导致安全事故频发。3.4 施工专业水平较低 当前，我国水利工程供水管道工程还存在着一个长期的问题，那就是在建设过程中，会出现一些施工专业水平较低，包括专业素质和专业技术水平等方面的问题。另外，在施工前，也没有做好前期的费用预算工作，这就造成了机械设备、施工原材料等不能及时更新，施工效率低下，质量不高的问题，因此，提高管道施工人员的专业素质十分重要。4 水利供水工程供水管道施工技术要点 4.1 土石方开挖要点 由于本工程在土方开挖过程中，各地区土石强度存在差异，且土石分布没有规律，无法采取统一的开挖方式。针对这一情况，采用分类开挖的方式，既能满足施工需要，又能最大限度地减小对周围环境的不利影响。土方采用放坡式开挖方法，首先采用反铲联合进行扒、挖、装作业，然后用自卸车将挖出的土运到需要回填的位置或临时堆放场地。同时，采用人工操作的方法，对场地进行平整、清扫，并及时将垃圾移走，减少对周围的环境的污染。开开挖施工前，应与降水措施相结合，确保基坑内地下水水位低于基坑底 50 厘米。当降水工作结束后，才能进行开挖，保证施工过程中没有水分，而且要保证排水速率不能大于施工速率，以避免在基坑施工中出现塌方。而石方的挖掘则以手持风钻爆法为主，人工撬挖法为辅4。4.2 基坑排水要点 与市政供水管道工程比较，由于水利供水管道工程地下水位较高，因此在建设过程中必须对基坑进行有效的排水。本工程采用地面导沟排水，也就是在基坑开挖过程中，设置若干条截水沟，将施工过程中渗入的地表水和降下的雨水等及时排放。在实际施工过程中，主要是在基坑周围设置排水沟，促进施工废水、地下水和雨水等逐渐汇集到集水井中，然后用潜水泵抽取基坑的水。如图 1 为基坑排水示意图。在图 1 中，1,2,3,4,5,6 是集水井，排水沟，建筑物轮廓线，水流方向，基坑边坡，水流方向。图 1 基坑排水示意图 4.3 PCCP 管运输与装卸要点 本工程在铺设供水管道之前，首先要掌握供水管道的运输和装载的关键问题。在输送过程中，为确保管道稳定，在输送过程中，可以在输送车上安装木楔，起到防止滚动和防滑的作用。同时，如果管道在运送过程中出现高度超限、质量超标等情况，必须提前办中国科技期刊数据库 工业 A-42-理相关手续，并在运输前采取有效的安全保护措施，做好一系列的准备工作，才能将其运送上路。在将 PCCP 管道运送到工地的指定位置后，在装载或卸载时，必须采用分开的运输方法，确保在装载和卸载过程中，钢管的外壁与其它坚硬的东西不能直接接触，特别是要防止发生碰撞，避免将钢管提升到锋利的物品上。此外，由于 PCCP 管道的承口不能与水源或地面发生接触，因此要在管道下面放置枕木，管道应以平整、坚固的地面为宜，以免产生积水，并且要做好防滚的措施。由于 PCCP 管自身重量大，因此，在铺设管道时应注意选择合适的布管位置，以防止二次运输5。如果 PCCP 管线在工地长期堆积，应注意每隔一段时间进行喷淋，并在上面铺上毛毡，保证管线的湿度适宜，防止开裂。另外，PCCP 管道在工地堆放时，应符合相应的层数，详见表 1。表 1 施工现场堆放 PCCP 管道的层数要求 序号 管道公称直径 管道堆放层数 1 350450mm 4 2 550850mm 3 3 9501150mm 2 4 1350mm 1 4.4 PCCP 管安装要点 在 PCCP 管道的连接中，以双胶圈承插式接头为主，这样可以更方便地检验对接的密封性。安在安装过程中，要使用龙门架，它由两个吊点结构、行走小车和双组梁组成，在吊装过程中，要在人工的帮助下，进行倒链，保证 PCCP 管的安全和顺利的就位。在施工过程中，必须对安装的精度进行严格的控制，通常要1.0mm。（1）在安装 PCCP 管前，首先要清理管道，确保管子的插口上没有任何的灰尘和杂质，然后将橡皮套放入凹槽中，并在插口环和橡胶环之间插入一根平滑的棒，并将棒绕着接口圆转两圈，以保证胶环紧紧地缠绕在插座上，形成一个密封表面。然后再对 PCCP管道进行微调，这一步骤要求采用倒链法，然后将已经安装好的管道插座与 PCCP 管道插座都对准中，在内拉装置的帮助下，在管道的中央位置左右对称地布置，顶力维持在 200 kN 左右，这样 PCCP 管插口就能顺利地滑到已经安装好的上一个管承口中，达到对接就位。在一段 PCCP 管道的安装工作结束后，要认真地检查其安装质量，确保其平面坐标误差小于50 毫米，并且管道底部的高度误差不超过20 毫米。此外，水平管道的平直度应满足 15mm/10m 的规范，如出现偏差或其它质量问题，要立即进行有效的处理。管道安装到位后，也要对管道的中心进行调整。在本工程中，以已经矫正完毕的 3.1 米长的角铁为主要对象，确定了 PCCP 管道的安装中心线点位。然后在角铁的上面放上一把 50 厘米的尺子，然后将磁力线悬挂在角钢的正中央，这样就能更有效地方便地对角铁上的水平尺进行水平度的调节，这里可以根据纬线仪的十字线来进行，确定 PCCP 管道的安装是否存在错误，如果出现太大的偏差，需要进行相应的调整。（2）在 PCCP 管道对接工作结束以后，要仔细地对每个接口进行水压测试，可以将压力注入到插座两道密封环之间的螺栓上面，然后针对 PCCP 管道连接件，采用高精度增压泵进行下压。在工作过程中，压水是通过连接处下面的进水孔来完成的，而通过上面的排气孔来完成排气，当排气完成后，要把螺栓及时地拧紧，防止在界面水压测试时，PCCP 管道发生位移。相邻的 PCCP 管道，应通过牵引装置确保张力。此外，在界面水压力测试期间，应维持 0.55 Mpa 的压力。若等压持续 5 分钟而无压降，则表示连接处无漏水，则说明连接处的安装质量合格。一般在管道安装过程中，在安装完三节 PCCP 管后，对已安装完毕的第一节 PCCP 管的接缝要进行二次接头打压，打压方式与第一次相同，在接头打压完毕后，应立即将压水清空。4.5 土石方回填要点 本工程在 PCCP 管安装完毕后，还要进行土方回填，这个阶段的施工质量将会对管线工程的总施工质量和管线的使用寿命产生很大的影响，因此，在土石方回填施工中，必须对回填密实程度进行合理控制。本工程所用的土方回填以开挖料为主。一种是从临时堆放场地取来的回填土，首先用铁锹进行土体开挖，然后把土装入自卸车上，再把土运到工地，实现土和其它物料的充分拌和。混合料的摊铺工作结束后，再进行压实处理，这一部分主要采用的是打夯机。同时要注意分层回填，每次回填厚度为 200 毫米，并层层压实，确保密实度不小于 95%。对于从管子底部到管子顶部500 毫米以内的回填土，采用人工回填的方法，也是一层一层地回填，每层回填的厚度都在 200 mm 左右，针对顶管顶部 500 mm 以内及两侧回填土，采用小型压实机进行压实，确保压实度不小于 85%。在本工程的土方中国科技期刊数据库 工业 A-43-回填过程中，为了提高回填效果，对管道底部的砂垫层进行了压实，达到了 95%以上的压实度。此工程土石方回填施工图可见图。对于管道区，要求压实率达到 95%或更高；而在管线顶以上 500 mm 以内的 II级区域，其压实度以 85%90%为主；而 III 级区的压实度则维持在 80-87%之间；由于区与本工程的设计路基有重叠的地方，因此必须满足路基填筑的要求。图 2 土石方回填施工图（单位:mm）4.6 钢管安装要点 本工程中使用的钢管以直缝焊管为主体，采用现场预制方式生产，每段长度为 6 米。在钢管管道的安装中，先进行初节的安装，经验收合格后，再将其它的节放入，然后再进行相应的调整、加强。然后对环缝进行焊缝检验，分段进行检验，通过后进行镇墩混凝土浇筑，最后进行水压测试。在实际的安装过程中，首先用汽车将钢管节起吊，然后把它运到设计位置，检查无误后，再慢慢下降，并对其进行固定。在固定的过程中，一定要先将其暂时固定起来，然后再按照设计的需要进行相应的调整。这样才能确保第一节的钢管的位置准确。同时，还要确认钢管的中心与基准线是不是对的。经过严格的实地检验和定位，确认没有问题后，才能进行安装和紧固。每一根钢管都要一根一根地安装和固定，并在拉力器和千斤顶的帮助下，将相邻的管子之间的缝隙尽可能的缩小，确保它们的贴合。压缝也有各个间隙的处理，可以用压马板和楔板。在安装弯头的时候，要特别注意弯头的斜度和弯头的位置，并且要注意下弯头的下中心和弯头的下中心对齐，严禁偏移，如有偏移，应及时用焊板进行定位，以确保对中。为保证测量的精度，可以用经纬仪或挂线法。在安装过程中，不得对设备进行捶打，以免影响安装效果。在安装完毕后，经过仔细的检查，确保位置准确，符合设计的要求，然后进行焊接和固定。本工程无论环缝或纵缝均属级焊缝，按规范要求对其进行 X 射线检测（100%）和超声检测（100%）。5 结语 供水管道的施工是一种综合性的工程，它包括了工程勘测、土方开挖、管道施工等多个方面的工作。在施工过程中，要对各个阶段的施工质量进行监督，确保质量。在此基础上，结合工程实际，制定相应的标准，确保供水管道工程的安全、可靠运行，实现最大的经济、社会效益。参考文献 1付鹏涛.水利供水工程供水管道施工技术分析J.模型世界,2023(5):88-90.2杨贞梅.水利供水工程供水管道施工技术探讨J.数码精品世界,2023(9):43-45.3骆国柱.水利供水工程供水管道施工技术探讨J.黑龙江水利科技,2022,50(9):84-87.4乔松.水利供水工程供水管道施工技术探讨J.电脑校园,2020(8):5549-5550.5杨永镇.水利供水工程中大口径 PCCP 管道施工技术J.中国新技术新产品,2022(8):132-134.