地質復雜地區農村飲水安全工程管道施工關鍵技術分析

【摘要】以農村飲水工程連通配套項目為例，闡述了地區工程地質的復雜性，并結合不同地質條件與水壓確定了最安全、實用的工程管道定線與管材選擇方案，重點就其中管道施工關鍵技術進行分析。

【關鍵詞】復雜地質；農村飲水工程；管道施工；技術

0前言

某飲水工程是該地區較為典型的工程之一，由于地區地質條件十分復雜，連通管網以及調蓄工程施工難度頗大。工程管線穿越多條河流和山地，工程設計與施工需要根據條件的不同進行調整，以保障整個工程建設與運行的安全與經濟。

1、工程地質概況

工程地勢總體呈現南高北低，管線途經多種地貌單元。飲水安全工程管線需穿越地區河道，且本河道段存在地表長流水與地下水兩個水源。地區地下水水位埋藏較淺，一般在～m，且主要分布在設計管線前段和有過溝建筑物的區域，可能給工程建筑物及管道安全造成威脅。同時施工區域存在不同程度的地質缺陷，這給飲水安全工程設計與施工帶來了極大的難度。

2、工程定線與管材選擇分析

2.1工程定線

結合本工程地質條件，確定工程定線原則為以下個方面：其一，盡可能避開地下水位高的地段，降低地下水對施工建設與構筑物安全造成的影響；其二，丘陵平緩帶沿山脊布置，以水平方向布置直線為優先選擇，最大程度地降低管線長度與水頭損失；其三，繞開地形突變段、地質不良段；其四，減少工程填方段，工程僅在一字形河庫段正交布置一條。

2.2管材選擇

連通配套項目選擇使用管道材料有種，其分別為鋼管、球墨鑄鐵管和管：

（1）鋼管。管道線路穿過了條主要溝道，靜水壓力普遍較高，最大值可達到m，為本地區壓力最大的飲水工程。同時，由于條主溝道地區巖性不一，巖性差別大，承載力普遍較差，且都存在地表長流水。設計此區域連通配套管道選擇壓力鋼管，管道連接采用剛性對接方式，并用鋼墊進行密封處理。

（2）球墨鑄鐵管。設計在水壓～MPa線段采用球墨鑄鐵管，但需根據地形與地質條件的不同調整管道型號。在軟土地基、填方地段以及安裝坡度超過25°的線段可能出現地基沉降現象，影響地基對管道的承載作用，進而引發管道的不均勻變形。此區域設計選擇自錨球墨鑄鐵管道，避免管道懸空而出現變形，保證管道通水的安全，其他線段采用型接口接口球墨鑄鐵管。

（3）管。管最高壓力等級為MPa，但要求其基礎承載結構合理，不允許出現承載力分布不均的情況。工程大部分管道地區位于上更新統風積黃土區域，黃土層厚度較大，可為其上管道提供均勻的承載力，適合采用管。

3、管道施工關鍵技術

3.1 調蓄池引水管外側封堵

工程調蓄池容量較大，引水管外側需采取有效的封堵技術。引水管從調蓄池靠底側壁位置引出，上部回填土仍采用原溝道開挖土。如引水管外側采用傳統封堵技術，勢必存在回填土密實度不達標的情況，進而出現滲漏出水現象，給工程引水安全造成威脅。針對這一情況，工程設計采用“紅膠泥”等類似不透水土體代替三七灰土，進行引水管周圍的填土，以增加管道填土的封堵效果。這種封堵技術一般適用于水頭壓力在30m以下的工程，而對于大水頭壓力存在不適應性。

3.2河道段管道安裝

本線段管線施工時溝槽開挖成型困難，地下水會涌入溝槽，并在管道安裝時進入管道內，對安全飲水造成污染。因此，在可在溝槽開挖之前，在一側挖設一條排水坑，排水坑與溝槽間距控制在m以上，不能對溝槽成型與管道安裝施工造成影響。排水坑內污水可通過水泵進行抽排，水泵規格參數應與坑內水量相適應。管槽如經過巖石出露地段，為避免巖石尖凸與管道接觸位置在外力作用下產生應力集中進而對管壁造成破壞的情況出現，可在其間布置一層沙礫石墊層，厚度控制在mm，墊層顆粒配級要求均勻且最大粒徑不超過cm。

3.3 型接口球墨鑄鐵管安裝

接口安裝是球墨鐵管施工的重要內容。安裝前需要確保承接口的清潔，用潤滑劑對密封圈內表面與槽口端部進行處理，避免潤滑劑流入管槽。密封橡膠圈放入槽內之間事先進行彎曲處理，呈“十”或“8”字形能夠提供一定的徑向應力，保證密封圈與管槽的緊密結合。管道安裝以葫蘆、倒鏈結合人工調整為主，降低大型機械施工出現的接口滲漏情況出現。如管口軸線坡度超過°，則管道承接口方向需朝向山頂高處，山溝兩側管道可采用雙承彎頭進行承口方向的調整。

3.4鎮墩布設

作為管線重要的支撐節點，鎮墩對于整個管道的安全有著重要的影響。在地質突變和地形起伏較大的位置需注意鎮墩的布設，鎮墩規格應根據地質與水壓的不同而適當進行調整，嚴格按照設計方案進行鎮墩建設，不可肆意裁剪鎮墩數量。工程北方部分地區地下水位較高，鎮墩部分會浸在地下水之中，由于水質中酸性物質含量較高，會腐蝕鎮墩建筑物，因此鎮墩水泥材料選擇應注重抗硫性，且做好其他方面的抗腐措施。管道安裝轉角以個管道允許值作為參考標準，球墨鑄鐵管和管的允許安裝轉角分別為°和°；鋼管采用剛性連接的方式，對于管線安裝角度較大的位置，應用彎頭進行過渡。在平順過渡段，不論何種管材都必須布設相應數量和規格的鎮墩。

4、結語

農村飲水安全工程管道安裝施工設計點多、面廣、線路長，地質條件變化較大。因此，很難以一種管線設計方案來確保整個飲水工程的經濟與實用，需要結合管道水壓和地質條件的不同來調整管材及其壓力等級，且需要通過對應的施工技術來保障管線的安全運行。該飲水工程建設根據不同的地質、地形條件，設計采用了較為新穎的施工技術，工程實踐表明技術可行、實用，可為相關工程施工設計提供借鑒。

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作者簡介：王愛敏，女，（1980.08—），山東菏澤人，畢業于山東水利職業學院，大專，工程師，研究方向：水利工程。