新技術(shù)在彭陽城鄉(xiāng)引水連通配套工程中的應(yīng)用

（寧夏回族自治區(qū)彭陽縣水務(wù)局，756500，彭陽）

寧夏回族自治區(qū)中南部城鄉(xiāng)引水工程（彭陽縣北部安家川連通配套工程是其組成部分）是寧夏的重點(diǎn)工程項(xiàng)目，由水源工程、連通工程、受水區(qū)配套工程3部分組成。通過連通干支管輸水至固原市原州區(qū)、彭陽縣、西吉縣和中衛(wèi)市海原縣4個受水區(qū)，與已建和在建的縣城供水管網(wǎng)、農(nóng)村飲水工程連通，解決4縣（區(qū)）城鄉(xiāng)居民生活供水問題。設(shè)計(jì)現(xiàn)狀供水人口113.53萬人（規(guī)劃水平年2025年供水人口131.51萬人），多年平均引水規(guī)模3 720萬m3，供水保證率95%。總工期36個月。工程總投資35億元。

彭陽縣北部安家川連通配套工程屬彭陽縣連通工程3個片區(qū)之一（北部安家川片區(qū)、中部茹河片區(qū)和南部紅河片區(qū)），由預(yù)沉池、輸水管道、各類閥井、調(diào)蓄水池、凈水廠和泵站等工程組成，輸水干管60.7 km，分干管60.9 km，支管65.35 km，工程總投資1.05億元。2013年11月開工建設(shè)，2014年10月竣工，工程解決了彭陽縣北部7鄉(xiāng)鎮(zhèn)8.2萬人的飲水安全問題，是寧夏農(nóng)村飲水工程建設(shè)中工程地質(zhì)最復(fù)雜（途經(jīng)多條河流、山谷、梁峁、山地），供水壓力最大（最大靜壓達(dá)到407.3 m）的。該工程在建設(shè)中采取了多種新工藝，施工工法有新突破，施工技術(shù)有創(chuàng)新，對于類似工程建設(shè)具有借鑒意義。

一、球墨鑄鐵管安裝

球墨鑄鐵管在山坡段安裝，不同的坡度、不同的安裝方向?qū)η蚰T鐵管能夠承受的水壓影響非常大。當(dāng)坡度小于8度時(shí)，管道安裝方向?qū)η蚰T鐵管能夠承受的水壓基本沒有影響；當(dāng)坡度大于等于8度時(shí)，球墨鑄鐵管承口朝上（指向山頂），達(dá)到設(shè)計(jì)水壓值，接口不會滲漏水，球墨鑄鐵管承口朝下 （指向山腳），達(dá)不到設(shè)計(jì)水壓值，接口就會滲漏水。

以K8型球墨鑄鐵管接口做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)接口軸線坡度大于等于8度，承口朝上，水壓達(dá)到4.8 MPa，接口出現(xiàn)滲水，該水壓接近K8型球墨鑄鐵管極限爆管壓力；承口朝下，水壓達(dá)到1.45 MPa，接口開始向外滲水。此水壓值達(dá)不到K8型球墨鑄鐵管的管材設(shè)計(jì)值，若在1.45 MPa水壓值以下安裝K8型球墨鑄鐵管，就會造成管材和投資的浪費(fèi)。當(dāng)接口軸線坡度小于8度時(shí)，無論承口朝上或朝下，水壓達(dá)到4.8 MPa，接口才出現(xiàn)滲水。因此，要求供貨廠家新興鑄管有限公司技術(shù)部在廠部試驗(yàn)臺對此進(jìn)行了印證，結(jié)果與上述一致，建議該項(xiàng)技術(shù)寫入球墨鑄鐵管安裝技術(shù)規(guī)范。

二、高壓力段鋼管安裝

彭陽縣北部安家川連通配套工程管道橫跨海家灣、甘海子、田吾溝和田家井溝4條主溝道，最大靜水壓力達(dá)到407.3 m，屬于寧夏壓力最大的農(nóng)村飲水工程。按設(shè)計(jì)要求安裝壓力鋼管，分四段安裝，最短187 m，最長段570 m，其接頭采用凸面法蘭連接、鋼墊封水。壓力鋼管最大的難題在于維修，若出現(xiàn)問題，要拆除相應(yīng)段全部壓力鋼管，且需要更換拆除段全部封水鋼墊，工期長，投資大。因此，建議工程建設(shè)時(shí)考慮壓力鋼管維修難題。

彭陽縣北部安家川連通配套工程建設(shè)采用的方法是：在壓力鋼管施工時(shí)，考慮地形變化以及長度不大于100 m的要求，安裝了一個相應(yīng)壓力等級的地埋式伸縮節(jié)，并將伸縮節(jié)調(diào)節(jié)到最大，以利拆卸。當(dāng)壓力鋼管出現(xiàn)問題時(shí)，從相鄰距離最短處的伸縮節(jié)處進(jìn)行拆卸維修即可，這樣大大縮短搶修工期，減少維修投資。

三、管道開挖前，先沿管線整修

彭陽縣北部安家川連通配套工程涉及的區(qū)域點(diǎn)多、面廣、戰(zhàn)線長，因此，前期征占地補(bǔ)償及工程協(xié)調(diào)問題尤為突出。這類群眾問題是影響工期和工程費(fèi)用的主要因素，在以往農(nóng)村飲水工程建設(shè)中，群眾阻擋導(dǎo)致工期延長、工程費(fèi)用大幅度增加的事件時(shí)有發(fā)生。

彭陽縣北部安家川連通配套工程建設(shè)采用的方法是：在管道溝槽開挖前，組織工作人員解決工程影響線內(nèi)涉及群眾利益的所有問題，并組織施工單位清除影響工程管線開挖的雜草、樹木及種植物等，再依據(jù)管道設(shè)計(jì)的坡度用鏟車、推土機(jī)等整修地表。由于提前解決工程影響線內(nèi)的問題，管道開挖、安裝、埋設(shè)、附屬建筑物施工等避免了與管道沿線群眾發(fā)生矛盾；地表整修后管溝開挖難度變小，管溝深度統(tǒng)一，開挖后的管床順直，同時(shí)管道沿線可作為臨時(shí)施工道路使用。這些做法大幅度減少了管床整修工程量，排除了施工干擾，縮短了施工工期，降低了工程費(fèi)用。因此，建議將此技術(shù)寫進(jìn)施工規(guī)范。

四、排氣井布置

排氣井作為丘陵區(qū)農(nóng)村飲水工程的必建內(nèi)容在以往工程建設(shè)中并沒有引起足夠重視。工程施工中采取在管身打眼排氣的非常規(guī)方法，這種方法看似簡單實(shí)用，但封堵技術(shù)要求非常高。從已建工程運(yùn)行上看，絕大部分封堵效果不好，封堵眼滲漏水。根據(jù)觀測資料統(tǒng)計(jì)計(jì)算，管道損失的水量占水源輸水量的20%～30%，造成水量大量浪費(fèi)，工程運(yùn)行費(fèi)用大幅度提高，工程效益下降，用水戶負(fù)擔(dān)加重，尤其在水資源相對緊缺地區(qū)將大大縮減供水范圍。當(dāng)停水維修后再供水需要管道重新排氣，進(jìn)一步加劇了水量損失。因此沿管身打眼排氣辦法必須禁用。

彭陽縣北部安家川連通配套工程建設(shè)采用的方法是：管道沿河床、階地等管線坡度變化不大地區(qū)每1 000 m布置一座自動排氣井；丘陵地區(qū)管道平均500 m布置一座自動排氣井，考慮地形變化的要求，一般布置在沿水流方向過山頂后與山頂高差3 m且地勢相對平緩處，這樣布置的原因是山頂水壓最小，保證有足夠的水壓在排氣閥排氣完成后自動壓緊密封球蓋以防止漏水。該工程建成試水成功后，60.7 km長的主管道第一次全線通水，時(shí)長為27小時(shí)，與設(shè)計(jì)相符。管道各點(diǎn)、段停水搶修后，通水時(shí)間不超過4小時(shí)，及時(shí)充分保證了供水。因此，排氣井的布設(shè)技術(shù)建議納入農(nóng)村飲水工程設(shè)計(jì)、施工規(guī)范中。

五、黃土丘陵區(qū)興建農(nóng)村飲水工程對管道溝槽填土密實(shí)度的要求

彭陽縣北部安家川連通配套工程地處內(nèi)陸黃土高原丘陵溝壑區(qū)，位于該縣北部，總面積1 464 km2，占彭陽全縣面積的57.9%，海拔1 294～1 992 m，多年平均年降雨量350 mm左右，屬干旱半干旱地區(qū)。工程地質(zhì)屬淺切丘陵地貌，具有黃土丘陵溝壑區(qū)第二副區(qū)典型特征，地勢起伏，沖溝發(fā)育，梁、峁、溝壑并存。地層巖性較單一，第四系覆蓋一般較厚，多為Ⅳ級自重濕陷場地。該地區(qū)的地震動峰值為0.15～0.20 g，地震基本烈度為Ⅶ～Ⅷ度。彭陽縣北部安家川連通配套工程鋼管管道采用剛性連接，球墨鑄鐵管、PVC-m管等管道采用柔性連接。管道溝槽均采用原土回填，回填土壓實(shí)度按輕型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)施工。給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB 50268—2008）4.6.3第四項(xiàng)規(guī)定：溝槽在路基范圍外，剛性管道溝槽回填土壓實(shí)度胸腔部分的管側(cè)為90%，管頂以上500 mm為87%±2%，其他部分≥90%；柔性管道溝槽回填土壓實(shí)度管底基礎(chǔ)≥90%，管道兩側(cè)≥95%，管頂以上500 mm范圍內(nèi)的管道兩側(cè)≥90%，管道上部85%±2%。該工程技施設(shè)計(jì)給出的壓實(shí)度為管底基礎(chǔ)≥96%，胸腔部分≥92%，其他部分≥90%。

但在實(shí)際施工過程中，管基坡度大于5度，回填土壓實(shí)度達(dá)不到上述要求。在黃土丘陵區(qū)，絕大部分農(nóng)村飲水工程管道安裝坡度大于5度。因此，在施工現(xiàn)場進(jìn)行回填土壓實(shí)度試驗(yàn)：試驗(yàn)管床土體為黃土，回填土含水率為15.4%（接近最優(yōu)含水率），壓實(shí)機(jī)械為2T輕型振動式滾動壓實(shí)機(jī)，填土虛鋪厚度為220 mm，壓實(shí)6遍，每組取3個點(diǎn)，采用環(huán)刀法取樣，試驗(yàn)按《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50123）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。試驗(yàn)按不同的管基坡度進(jìn)行，管基坡度為5度時(shí)，實(shí)測回填土壓實(shí)度為90%；管基坡度為8度時(shí)，實(shí)測回填土壓實(shí)度為88%；管基坡度為10度時(shí)，實(shí)測回填土壓實(shí)度為85%，且土體有剪切破壞現(xiàn)象。當(dāng)管基坡度大于10度時(shí)，2T輕型振動式滾動壓實(shí)機(jī)無法使用，必須采用木夯、鐵夯等壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行夯實(shí)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，報(bào)設(shè)計(jì)單位復(fù)核同意并報(bào)工程審批單位同意后，按此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回填土施工質(zhì)量控制，該工程建成后運(yùn)行正常。因此，建議黃土丘陵區(qū)5度以上坡度農(nóng)村飲水工程管道管溝回填土壓實(shí)度規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)降低。