城市供水管網工程施工優化策略

（中鐵二十局集團安哥拉國際有限責任公司，陜西西安 710016）

城市化進程持續推進，對城市供水管網的供水量及品質均提出更高的要求，而部分城市的現狀供水管網系統存在效率低、供水質量欠佳等局限之處，與城市發展需求形成矛盾。對此，亟須以城市供水管網的現狀為立足點，探討相關優化策略。

1 工程概況

奎托供水項目原水管道采用承插式球墨鑄鐵管FFD PN16 DN500，長約4.5 km，水泵提升壓力供給。

原水凈化處理后，重力自流供至市區R1蓄水池，再供至RP蓄水池。配水支管網采用HDPE PE100 DN63～DN400，約90 km，入戶5 250戶。

2 市政供水管網工程施工要點

2.1 現場交樁

建設單位確定標高點、中心點等相關數據，將其完整轉交給施工單位，以便后續工作可有序開展。為確保施工的精確性，要求現場交樁點必須經過規劃部門的審核，閉合差需要被控制在許可范圍內。現場交樁過程中應加強對交樁點的防護，避免受損。組織勘察作業，目的在于揭露現場既有地下管網的分布情況，并多途徑收集資料，對現場建設條件形成全面認識，作為制定施工方案的基本依據。

2.2 現場踏勘

經過測量后確定供水管網敷設過程中的地形情況，根據所得信息繪制圖表，供施工人員參考，同時需形成完整的書面記錄，以作為工程結算的基本依據。測量過程中應充分關注既有建（構）筑物的分布情況，穿越障礙物時需要將具體內容告知建設等相關部門，經過簽字確認后采取合適的措施，協調好供水管網與建（構）筑物的空間關系。

2.3 測量放線

以設計圖紙為準，完成溝槽測量放線工作。結合現場地質以及工程規范，經計算后確定放坡寬度，同時測放溝槽低寬線和開挖邊線。對各測量放線結果進行全面檢查，以便為后續溝槽開挖作業提供參照基準。

2.4 開挖溝槽

溝槽開挖質量將直接影響到市政供水管網的最終施工效果，需嚴格控制溝槽開挖尺寸。以前一節段的放線結果為依據合理開挖，開挖期間利用經緯儀和水準儀等設備檢測，確定標高和中心線的具體值，將所得結果與設計要求展開對比分析，要求兩者完全重合或是產生的誤差在許可范圍內。

2.5 溝槽質量檢驗

經過溝槽的開挖作業后，若實測標高和中心線均滿足要求，則由施工人員全面清理溝槽，保證其維持潔凈的狀態。施工單位會同監理單位等部門共同組織溝槽施工的驗收工作，例如槽底的寬度、平整度、放坡情況、安全防護措施等方面，均要滿足要求，否則需及時整改。

2.6 砂墊層施工

根據要求掛線，依次為基準將中粗砂鋪設到位，應保證各部分的厚度具有均勻性，同時坡度需達標。砂墊層施工期間需加強質量監督管理，及時發現厚度、平整度等方面的不合理之處，快速將其處理到位，避免因某部分施工質量不到位而導致后續出現大范圍返工的情況。

2.7 安裝管道

經上述流程后，則正式進入供水管道安裝環節。施工前需檢查溝槽地基的處理效果以及管材的質量情況，達標后方可安裝管道。按順序依次將成型的管節下放至溝槽內，期間需嚴格控制管材的位置，避免管材與槽壁刮碰的情況。溝內運輸管道時采取防護措施，避免管道干擾原狀地基。從下游開始安裝管道，按施工方向逐步推進。管道安裝期間及時檢測，根據檢測結果調整好管節的中心和高程，在確保本段管道安裝到位后方可安裝下一節管，按照此方式重復操作，直至所有管道均安裝到位為止。

由于管道安裝期間易出現雜物混入的情況，此時需及時清理。各管道需緊密連接，以構成完整的管網系統。地面坡度超15%時將加大施工難度，在機械設備運行期間應采取防護措施，以免出現側翻現象。柔性接口管道安裝過程中，遇縱坡超18%的區段時，需采取防滑措施；剛性管道安裝期間，縱坡超過35%時依然需采取防滑措施。此外，管道安裝期間需逐個檢查管道閥門，及時發現問題并處理。

3 城市供水管網優化設計的基本原則及方法

供水管網的優化設計需以城市各領域用水需求為導向，實現彈性設計，以滿足后續的擴容需求。設計階段兼顧供水區域內的各類管網，切實保證供水質量及供水數量。避免冗余設計，提高管網的獨立性，以免因局部供水異常而引發大范圍供水癱瘓的情況。此外，做好對管線敷設方案的優化工作，減小對城市其他建（構）筑物的干擾，降低成本。

管道施工主導工程的核心內容為DN500、DN600球墨鑄鐵供水主管網的安裝，兼顧入戶配水管網施工需求，兩者采取平行施工模式；主管網分為兩個施工段，遵循平行施工原則，具體包含土路施工段的原水管道和供水主管道、公路施工段的供水主管道和HDPE管。

管道施工期間遇大坡度斜坡區時，按自下而上的方式有序安裝到位；以管網沿線地形起伏狀況為基本依據，分段有序完成工作面的開挖作業，以便管道可快速安裝到位。每間隔1 000 m左右組織試壓（為確保試壓結果的可靠性，間隔距離不宜過大），用于分析管道的運行狀況，實測指標滿足要求后即可回填管道。

（1）挑選恰當的管材。

管材種類各不相同，有金屬與非金屬之分，在這兩類下也分為多種，且我國供水網領域在這方面的研究尚不成熟，有必要加強管材選擇方面的研究。此外，所選管材要達到安全性、可靠性、衛生環保等要求，更好為城市建設服務。

（2）提升漏滴檢測水平。

供水管網探漏是一項系統性的工作，進行檢漏時，必須制定有效的分析方案，綜合分析供水管網損壞情況，只有全面、準確地了解管道情況，才能做好管道更換維修工作，大幅度提升供水質量，避免出現漏水的現象。同時，要為供水管網配置相關的探漏設備，加強測工作者專業知識和業務水平的培訓，加強檢測效率，對獲得準確地檢漏側漏信息具有重要的意義。此外，應組織相關人員進行巡視檢查，保障供水管網的安全，減小管網遭受破壞的概率。必須注意，不可盲目進行施工，預防對已損壞供水管網實施不恰當的維護，及時消除隱悲。

（3）優化設置供水管網。

將達到設計年限的供水范及規模，充分考慮己有給水管網利用情況，進一步完善城市供水系統。此外，重新布置城市供水管網，通過一系列的管網優化措施，最終明確供水管網設置方案。在對配水管網進行設計時，要最大化將各配水管線連接起來，借此保障安全、穩定的供水。

（4）做好給水管網養護工作。

市政府及相關部門要加大對給水管網的維修及檢查，注重做好給水管網的養護工作同時，對存在問題的給水管網進行有效處理，進一步減少管道滿、跑等現象出現，有效提升管網供水質量，減少水資源的耗費情況。

4 城市供水管網施工優化比選

4.1 管材的選擇

管材是城市供水管網的核心組成部分，包含金屬和非金屬兩類，對于現階段城市供水管網相關工作，在管材的分析及應用方面存在不足之處。鑒于此，需要強化對管材的研究，遵循因地制宜的原則，確保投入使用的管材具有安全性、可靠性及環保性，從源頭上減少后期的質量問題，球磨鑄鐵管及HDPE管管材分析及適用條件如表1所示。

表1 球磨鑄鐵管及HDPE管管材分析及適用條件

4.1.1 球墨鑄鐵供水主管網

以支墩中心線、道路走向為基準，按照與之相平行的方式布設管線，并配置控制導線，用于提高管線走向的規范性。引入極坐標法和角度交會法，經計算與分析后精確定位管線。通常測角精度取30″，量距精度取1/5 000，及時測量管線轉折點夾角，要求實測結果與設計值誤差不超過±1′。為解決施工圖設計管線位置因地形測量精細程度原因與現場實際不符的情況，依據施工圖管線位置為參考，結合現場實際建筑物、障礙物具體位置，合理調整管線鋪設位置，避讓結構物。

組織管道水壓試驗，合理規劃工作內容，保證支墩、排氣閥等關鍵部位均有專員檢查。以供水管網系統的高程為基本依據，將其分為每公里試壓段，在各段的最高端、最高點加裝排氣裝置，在最低端、最低點加裝打壓裝置以及排水裝置。

管道接口工作落實到位且通過檢驗后，對管段兩端及三通采取封閉措施，填土至管頂以上50 cm的位置（接口部分無須填土），適當夯實以提高管段的穩定性。管道試壓前技術人員針對試驗管段兩端頭后背墻支撐反力進行驗算，并預留不小于1.1倍的安全系數，防止隨試驗壓力逐步升高后背墻支撐反力不足而產生的安全事故或返工。全面檢查，保證閘門、后背等部位均可維持穩定。采取低點進水、高點排氣的方式，完成注水作業后持續浸泡24 h，調整試驗壓力直至滿足設計要求，在此條件下檢測其壓力情況，應保證10 min壓降不超過0.05 MPa。各試驗段長度以1 000 m為宜，分段依次組織試壓，分級提升壓力，單次增加量約0.2 MPa，每完成一次升壓后均要及時檢查，若無誤則進入下一級升壓環節，否則需進行調整。

4.1.2 HDPE管道

根據設計要求測量并在路面上標記開挖寬度邊線，完成切縫作業，隨后進入管道土石方開挖環節。為提高施工效率，以機械開挖方式為主，施工人員輔助修整及清理。管道開挖以直線形式為宜，槽底寬度至少應達到DN+0.30 m，局部路段遇到地下連接時，可在該基礎上適當增加管道槽底寬度，至少需達到DN+0.50 m，否則不利于安裝對接作業的順利開展。隨管溝開挖的持續推進，達到設計底標高后即可停止，并進行人工清槽，以確保其具有潔凈性后再檢查溝底土質。復測坡度樁，若無誤則在該處拉線。

全面檢查拉線，分析其與溝底是否保持一致，存在誤差則需及時調整。管底應具有穩定性，因此宜采取夯實措施，每完成一次夯實作業后隨即檢測。

經溝槽隱蔽驗收后，若實測結果滿足要求，即可組織管道安裝作業。對于溝槽周邊空間不足的情況，則在溝槽內連接和安裝；若溝槽周邊擁有足夠的場地，則在該處連接管路，再整體安裝到位。安裝前需全面檢查各管材的質量，不可出現凹陷、裂痕等問題。在管道彎頭、三通等關鍵部位施工時，宜設置支墩（以C20混凝土為基礎材料制得），法蘭閥門處的支墩則采取磚砌的方式，以達到加固的效果。

HDPE主管或支管安裝期間存在與其他部件（閥門、金屬管道等）連接的情況，此時較為可行的是采用塑鋼過渡接頭，以保證連接的緊密性。管段隆起段以及上坡段施工時均要加裝排氣閥，目的在于降低氣、水所對管道所帶來的沖擊作用，維持管道的完整性與穩定性。考慮到HDPE管材具有較好柔韌性和伸縮性等特點，在此類管道安裝過程中無須采用伸縮節。

4.2 探漏的工作要點

供水管網探漏是分析管道嚴密性的關鍵途徑，但其涉及的因素較多，需要在探漏前根據供水管網的實際情況制定切實可行的方案。為提高供水管網探漏結果的準確性，需要配套專業的探漏設備，同時加強對參與人員的培訓，提高其專業水平以及職業道德素養，協調好人、機的關系，高效完成探漏工作。期間應由專員巡視檢查，及時發現供水管網的異常之處，采取相適應的處理措施，以免管網受損。在發現管網存在滲漏等問題后，需要分析具體的成因，采取行之有效的處理措施，從根本上消除隱患，以免對后續工作產生不良的影響。

4.3 優化設置供水管網

針對已達設計年限的供水管網，則需考慮其實際應用情況，貫徹物盡其用的理念，采取優化措施。此外，還可根據需求重新布置城市供水管網，提高供水能力。在配水管網的設計工作中，應緊密銜接各配水管線，構成完整的供水管網體系，確保供水的安全性和效率性，滿足社會各界對供水提出的要求。

4.4 供水管網的維護

市政部門應當成為城市供水管網建設工作的重要參與者，積極做好日常檢查與維修工作，采取可行的養護措施，從源頭上避免質量問題。供水管網存在異常狀況時，需要給予高度的重視，及時采取處理措施，避免因局部供水異常而導致用戶無水可用的局面。

5 結語

綜上所述，城市供水管網的運行水平應隨著城市的發展逐步提高，對于城市供水管網供應能力不足、質量偏低等問題，相關人員需要進行全面分析，制定一套可行的優化方案，在既有城市供水管網的基礎上采取優化、擴建等相關措施，以提高城市供水管網的綜合服務水平。