供水工程改造升級中輸水管道關鍵技術要點分析

孟繁偉

中國土木工程集團有限公司，北京 100038

1 輸水鋼管施工關鍵技術

1.1 管溝開挖及基礎回填

（1）與管道交叉地下障礙物協商開挖方案。（2）機械開挖預留200～300㎜不動土，人工清底，保證標高。（3）放坡系數應符合要求。挖深＞4m，多層開挖。（4）管溝深度、曲率半徑按圖開挖。（5）復測。溝成型后進行復測，直線段、特殊段、縱向變坡、水平轉角測點應符合設計要求。管溝開挖示意圖見圖1。

圖1 管溝開挖示意圖

1.2 布管

（1）吊管機現場進行布管作業。（2）布管前，在管道長度中點劃出平分線，平穩吊裝。（3）施工作業帶管道組裝一側進行布管，管道距管溝邊緣≥1m。（4）吊管機布管時，進行單根吊運。（5）布管前，在布管中心線上堆好管墩。（6）布管后，檢查確定管壁厚、防腐等級分界點與設計要求相符。（7）布管時，坡度較大，在下坡位置設置支擋物。（8）布管時，起吊管道設備應在距已挖好管溝距離3m以外進行工作或停置。（9）布管完成后，將管節進行編號。（10）布管作業完成后應做好相關記錄。布管示意圖見圖2。

圖2 布管示意圖

1.3 鋼管施工

（1）鋼管溝上架管施工。①制作鋼管焊接專用支架。②平整施工作業帶鋼管焊接區域。③布置專用支架，1根管平均布置3個支架支撐。④鋼管吊運到焊接支架上，位置固定牢固，保證鋼管能360°旋轉，降低焊接難度及質量。⑤鋼管下溝前，在管溝上進行坡口處理，進行組裝、焊接。

（2）溝上組對、焊接。①在鋼管支架上調平，進行管口坡口處理。②外對口器對口，焊口整個圓周上均勻分布3～4處定位焊，定位焊長度不小于150mm。③管子或管子與管件對接，嚴禁斜口連接。④火焰切割管道前，管端（150±5）mm寬外進行防腐層清除，火焰切割去除氧化層。⑤管口組對錯邊，在圓環均勻分布，禁止以打擊方式強行組對。⑥組裝前在第一根管非組裝端焊接試壓用盲板封堵。

（3）鋼管焊接。①焊接流水作業，焊道起弧和收弧錯開應符合要求，坡口外管表面嚴禁起弧。焊接前修磨引弧點和接頭，對接接頭，坡口呈V形。②分層施焊，施焊層外坡口上不能引弧，坡口外管壁不能引弧。③焊接中，若發現藥皮脫落、引弧劑破損等現象，應停止焊接，重新處理并修磨接頭后施焊。④焊絲引弧前，去除前端10mm。⑤焊接后，將焊縫表面飛濺物、熔渣等清理干凈。

（4）鋼管下溝。①管道采用溝上組裝焊接完，分段下溝。②嚴禁單機作業。③管道下溝由起重工、測量工、質量員、安全監督員、警戒人員、防腐工配合完成，由專人統一指揮。④吊具用尼龍吊帶或橡膠輥輪吊籃，嚴禁直接使用鋼絲繩。⑤鋼管入溝安放應放到管溝中心線上與溝底密貼。

1.4 管溝回填

管溝回填時留出管端接口，管頂上覆土至少500mm。管溝回填示意圖見圖3。

圖3 管溝回填示意圖（單位：mm）

（1）回填土運入溝槽方法。按土類和壓實工具控制最佳含水量。回填前，管道兩側及管頂以上50cm范圍內回填土由人工填入，不得在影響壓實范圍內堆料。管頂50cm以上回填土由人工或機械均勻入槽。

（2）回填要求。均衡、對稱回填管子兩側，中粗砂回填管道中心夾角120°下管道兩側，管溝③區用原土回填。管溝①區內用原土回填，嚴禁機械碾壓；管溝②區用原狀土分層回填，層厚和密實度應符合要求。分段回填壓實，相鄰段接茬呈梯形。用壓實機械壓實，行駛速度不超2km/h。

（3）下溝管道端部留≥30m管段，連頭后回填。

（4）因土層沉降，回填高出地面應符合要求，覆蓋土厚度位于管溝中心，寬度為管溝上口寬度，做成梯形。

1.5 閥門安裝工藝

（1）吊車吊裝閥門到位。（2）安裝閥門時，使用經緯儀和水準儀將閥門調正調平。（3）干線閥門及支線閥門在安裝前按規范進行相應的檢試驗。（4）閥門底座進行防腐絕緣后安裝。焊接時，閥門全閉。焊完后，閥門應在全開位置。

1.6 鋼管線路試壓

（1）安裝調試。①封頭與管線、壓力表、注水排氣溢流管線、泵管連接。②試驗管線末段各安裝一塊合格壓力表。③注水管線安裝：管線安裝在下游封頭底部。④排氣溢流管安裝：管安裝在上游封頭頂部。⑤運行設備及進行管件連接調試檢驗。

（2）試壓。①由壓力泵通過注水管線將水緩慢注入管線，水滿后浸泡時間≥24h。②預試驗階段：升壓前將閥井中所有閥門打開，管道內水壓升至試驗壓力，穩壓30min。③主要試驗階段：停止注水補壓，穩定15min，鋼管段壓力降為0MPa，球墨鑄鐵壓力下降≤0.03MPa，降回工作壓力保持30min，無漏水；工作壓力下鋼管滲水量≤1.35L/(min·km)，球墨鑄鐵管道滲水量≤2.70L/(min·km)，試驗合格。鋼管線路試壓示意圖見圖4。

圖4 鋼管線路試壓示意圖

2 閥井施工方案

輸水管線閥井包括排氣閥井、排水閥井、檢修閥井，還包括單向調壓塔等。DN400主管線通過排氣閥井和檢修閥井，排氣閥井和檢修閥井先底板施工，預埋止水鋼板。底板達到強度后，敷設主管；管線敷設完成，試壓成功后，進行井壁及頂板施工，施工前完成蓋板預制。DN400主管線不直接通過排水閥井和單向調壓塔，通過三通引出支管后，主管線旁修建井體結構。

3 UPVC管道施工方案

3.1 管溝開挖

（1）溝槽開挖規定。溝底寬度為管外徑加0.5m，不撓動天然地基、堅硬土，坑底敷設砂土150～250mm防止劃傷管道。（2）管溝回填規定。溝槽回填分兩次進行：①在管道鋪設同時進行管道兩肋回填，一次回填高度應符合設計要求，振搗密實后回填第二層，回填到管頂上0.1m。②試壓符合要求后進行大范圍回填，在管道內充滿水時進行。管頂0.5m以上部分回填原土并夯實。

3.2 管道安裝

（1）管道下溝：用吊車吊裝管節平穩下溝。（2）安裝：用橡膠圈接口、法蘭連接。（3）支墩：進行接口閥門和管件安裝，采取相應措施防止造成外加拉應力。（4）彎曲：管道轉彎處設彎頭。

3.3 水壓試驗

（1）水壓試驗：對管道試壓系統要求高點設排氣裝置。（2）管道充水：緩緩進行管道充水，同時排出空氣。在管充滿水無壓情況下保持12h。（3）試壓：①嚴密性試驗管道充水12h后，將管內水壓加到0.35MPa，保持2h無滲漏合格；②嚴密性合格后進行強度試驗。

4 結束語

供水工程項目因所在國政治、經濟、技術及裝備水平等不同施工條件而各具特點，且城市供水工程項目具有施工條件復雜、涉及專業多、牽涉范圍廣等特點，因而在供水項目中，管網分散、施工范圍廣、地質條件復雜，管理和質量控制難度大。為保證工程整體質量，必須對施工全過程管理方案進行規劃設計，這樣才能保證供水工程輸水管網的順利改造升級。