自來水廠給排水管道設計與施工研究

摘要：自來水廠給排水管道設計與施工在城市基礎建設中具有重要作用，由于大部分的給排水管道都處于地下，因此，相關部門應合理設計排水管道，進行科學施工，以此確保工程質量。本文結合長沙市第六水廠給排水管道設計與施工工程實例，分析自來水廠給水系統給排水管道的設計與施工，以供參考。

關鍵詞：自來水廠；給排水管道；設計；施工

給排水管道設計與施工是一種復雜的工程，既要滿足工程要求，又要考慮施工環境的各種影響因素。同時，為了確保給排水系統的工程質量，也為了防止工程對其他埋設管道造成影響，必須在施工時注意各種問題。在給水排水管道工程中，不論是在設計還是在施工方面，存在問題都會影響給水排水管道工程的質量。所以，設計者要充分考慮各種因素，進行科學的工藝設計。

一、項目概述

長沙市第六水廠于2016年3月開始投入建設，2018年3月正式投產運行。該廠位于長沙市開福區芙蓉北路與興聯路的交匯處西北角，總占地面157.36畝，該工程的設計規模為Q=500000m3/天，分三期建設實施，目前投入運行的一期工程設計規模為9萬m3/天。采用的原水為株樹橋水庫水，原水輸水管線工程從株樹橋引水管線工程棲鳳路與陡嶺路處開梯取水，管線全長約8.1km。該廠是一個采用新工藝、新設備的水廠，采用折板絮凝池、平流沉淀池、V型濾池、氯氣消毒、臭氧消毒、活性炭深度處理、中水回用以及污泥脫水無害化處理等先進技術，出廠水可達到直飲標準。

廠區建構筑物包括預處理池、絮凝沉淀池、清水池、V型濾池、臭氧接觸池、活性炭吸附池、抽水泵房、加藥間、反沖洗泵房、臭氧車間、廢水池、污泥濃縮池、儲存池、污泥脫水間、提升泵站、機械間、倉庫、生產管理間、保安間等。

二、水廠給排水管道的設計

長沙市第六水廠廠區原水管道設計管中心標高為

39.745～47.35m，雨水管管底標高為35.42～47.75m，管徑為DN300－1000，污水管管底標高為38.04～47.0m，管徑為DN300－400，路基填筑至管道頂部0.5m位置時，反開挖管溝槽進行管道安裝及檢查井砌筑，管道安裝、回填及檢查井做法均按設計及規范要求進行施工。

合理的設計是成功實施的先決條件，必須針對具體的施工地點及工程需求進行合理的配管設計。在施工前，第一，工作人員要到工地實地考察，全面了解具體情況，結合現場地形情況并充分考慮各處理工藝的給排水管線進水、出水高程，盡量通過重力進入下一處理工藝，減少處理水源的二次增壓提升，在用地范圍內合理布置水處理構筑物。第二，分析工程的深度，明確給排水管道的規格，并以特定環境為依據，選擇管道的材料，確保材料能與環境相適應，從而延長管道的使用壽命。第三，規范管道的測試壓力，結合地下水埋深等因素，確定管道的強度要求。第四，考慮加固水管的問題，在綜合考慮多種因素后，制定一套合理的施工計劃，從而確保施工進度和工程質量。

三、選材

在生產過程中應注重選材，尤其要注意耐腐蝕性能。為此，必須在管道中設置防腐絕緣層，延長管道的使用壽命。埋地鋼管的內防腐層通常為水泥砂漿，外防腐層為石油瀝青和環氧煤焦油。在選材時，還要檢查原料的質量，選擇不會傷害人體的材料。在本項目中，主要原料經有資格的生產廠家項目部驗收后，擇優采購。在選材過程中，應至少向三家預定的主要材料供應商及牌子，并與建筑公司及監理公司共同訂貨。模板及木吊桿由項目部購買，實現較優的價格及較少的運輸費用。管道組成件必須具有質量證明書或合格證，管道組成件有使用前應進行外觀檢查。施工前，按相關規范檢查施工中需要使用的材料，包括材料的外觀質量、包裝情況、質量保證書與合格證等。

四、自來水廠給排水管道的施工

（一）測量

在測量初期，首先要測量峰頂及軸心控制點，確保測量結果的精確性。按照測量規范，采用三層高程控制體系，并采用空中交通控制網。確定控制點時，還需要一些條件，一般都要在線路上的彎折點上，確保與建筑物的距離不遠。為了更好地進行測量，項目部配有1臺2″液位全站儀、1臺紅外水位儀、2臺J6經緯儀、5臺DS3液位儀、3臺5m塔尺、2條50m鋼帶、2把測量傘。在使用前檢查所有的檢測設備。

（二）挖掘與防腐

管道鋪設要求挖溝。在基坑開挖時，如果出現疏漏，就會影響地下管道。為此，必須在基坑開挖前，勘察基坑的施工現場，了解埋管狀況。同時，與相關部門溝通，明確管道的布局，在確定地下管道的布置情況后實施挖溝作業。溝槽必須嚴格控制，如果尚未安裝管道，挖掘深度必須低于標準，一般在5cm以下。在埋設管道時，要做好排水措施，確保排水溝的水深達到規范要求；在管基工程中，對軟弱地基，要清理干凈不同的土層后再回填，一般采用砂礫作填充物；注好水后，鋪設管道；施工人員要測量中軸，確定其位置，同時了解地基的邊界；在溝槽底端安裝保護設備，施工時將建材攤開間隔5m左右。

（三）安裝管道

1.廠內給排水管道

管道工程施工原則應遵循埋深較淺的避讓埋深較深的，優先施工地下的，之后施工地上的，壓力管道避讓重力管道，優先施工管徑大的，之后施工管徑小的順序，科學進行管線設計，有序進行交叉管線施工。

在室內管道的安裝中，要注意以下問題：第一，管道的安裝要按順序。熱介質管道在冷介質管道上，氣體管道在液體管道上，保溫管道在非保溫管道上，金屬管道在非金屬管道上。第二，在管道的設計過程中，難免面臨管道的跨越問題。這時用主干代替分支管，用重流管代替壓力管，用軟管代替軟管。同時，按照施工要求嚴格檢驗各類設備及材料，確保管道不出現裂紋、管道的外形及表面沒有毛刺及光滑，并與插座配套。第三，管路安裝完畢后，仔細檢查管路，確保壓力測試前沒有問題。在工程建設的全過程中，要注意管道的施工工藝。在施工排水技術安裝的過程中，施工人員應具備較高的專業素質，在施工工作中要做到嚴謹、細致，嚴格控制施工中的每一環節，高度關注施工的難點和重點。管道施工程序如圖1所示。

施工前，要逐級進行技術交底，將工程內容、進度要求、安全質量標準、施工重難點及關鍵技術等對管理人員、作業人員進行書面交底，明確施工過程各崗位工作職責，作業人員必須持證上崗。同時，對所有參加施工的各級管理人員、施工作業人員進行三級安全教育和培訓。充分領會設計意圖，有助于提高施工效率，合理有序安排施工工序，減少后期返工整改，這都需要施工人員熟悉圖紙內容，特別是給排水工藝流程、管道的主要規格參數、管線的豎向標高和平面交叉位置等內容。施工勞務班組作為直接負責施工實施的隊伍，要注意兩方面內容：第一，選擇具備類似工程施工經驗的勞務隊伍；第二，勞務管理人員、班組長、班組施工人員責任心要強、技術力量配備充足。在機械方面，要配備滿足項目進度要求的施工機械機具及并在進場前確保檢測合格，配備專門的執證上崗機械操作人員，確保機械的種類、規格和數量滿足施工組織設計的要求，科學配置機械效率，確保在規定的工期內完工。對于重難點施工環節而言，按要求編制論證施工技術專項方案及作業指導書，確保施工準備階段的質量控制，防范預防相關隱患和風險。

在管道安裝前，應做好上一工序的交接檢查，具備安裝條件后組織施工。與設備進行管道連接時，應復核土建預留管位標高和水平位置，避免交叉管道沖突或影響制水工藝。按設計要求核對管道、管件和閥門等的規格、材質、型號，確認管道、管件和閥門等內部是否干凈，檢查管道、管件和閥門進場前、交接前、安裝前，確認其質量符合設計文件的要求以及與土建預留匹配復核，及時解決存在的不適配問題。預制管道應按設計圖紙進行編號，標注安裝方向，按順序號進行安裝。管道安裝的坡向、坡度應符合設計要求，安裝時做預先點焊固定，調整復核無誤后確保點焊牢固。穿池壁及過樓板的管道應在土建施工時提前預埋套管，且套管管徑大于設計管徑。

2.廠外原水管道

在安裝原水管道前，必須核對出廠檢測報告，認真檢查每條球墨鑄鐵管道和螺紋鋼管的外觀，對于球墨鑄鐵管而言，特別要關注管道和配件是否存在砂眼、裂紋等質量問題。螺紋鋼管要重點校驗管道壁厚和出廠焊接質量，檢查管體和管口有無形變變形。一旦發現有質量問題，立即與供貨商聯系，要求退貨。管道調運時，也要注意吊點設置，采用吊帶吊裝，避免管口直接受力導致管道破損。挖溝時，要注意地基的高程，以免挖得過多，在挖溝深度達到規定深度前0.2～0.3m時，預留采用人工挖溝到規定的深度，避免超挖。在確保管基清潔度的前提下，做好管基清潔度的工作，使人、機緊密配合，提升工程進度。此外，在地基開挖的同時，充分認知施工現場的周圍環境、地質和水文狀況，確保地基群開挖的質量，對于距電桿、電線塔和建筑物過近時，為避免開挖放坡條件不足引發的安全隱患，可以采用支護開挖，例如，鋼板樁、頂管施工。埋地管道施工順序如圖2所示。

五、管道施工質量通病及治理措施

（一）管道位置偏移或積水

產生的原因主要是施工測量放線有偏差，主觀上施工走樣，客觀上管線線型變化，例如，排水管道在平面上產生位置偏移，立面上容易產生積水甚至倒坡現象。通過預防措施可有效改善：第一，施工前，嚴格按照相關規范要求和操作手冊保護和復核交接樁。第二，施工放樣要充分考慮水文地質的實際狀況，嚴格按照設計說明的埋深進行放樣，要求作業人員對工序進行自檢和交接檢，通過復測得出誤差，在允許范圍內并滿足規范后，進入下一道工序。第三，施工時，嚴格按照樣樁進行，例如，排水管道溝槽和平基要做好軸線和縱坡測量驗收。

（二）管道滲漏水以及功能性試驗不合格

產生的原因主要是基礎不均勻下沉，而管道與管道、管道與配件本身及接口處施工質量不合格、連接封堵不嚴密也容易引發滲漏現象。對此，可以采取如下措施：第一，認真按設計要求施工，確保管道材料質量，并確保地基具有足夠的承載力，尤其是自重較大的管道，為避免施工后地基不均勻沉降，可采用輕型動力觸探進行擊打實驗。第二，如果槽底土壤被擾動或受水浸泡，承載力達不到標準時，還應做地基換填或補強，例如，先挖除松軟土層并超挖部分深度，用雜砂石、碎石或三七灰土等穩定性好的材料回填密實換填，常見的可通過打入松木樁加片石鋪底、混凝土包管等措施，提高基槽底部的承載力，預防管道沉降引發的滲漏。第三，地下水位以下開挖土方時，應采取有效的降排水措施，確保干槽開挖，必要時在槽坑底預留20cm厚土層，待后續工序施工時隨挖隨清除。

（三）井壁和與其連接管的結合處滲漏

第一，檢查井、閥門井等井室處于市政道路上時，在設計上應優先考慮現澆混凝土或預制模塊式混凝土結構，更有利于結構的耐久性。對于綠化、人行道等位置可采用磚砌井室，但砌筑砂漿要飽滿，勾縫全面不遺漏，及時壓光收漿并養護。第二，與井室連接的管外表面應先預留套管，套管與管道之間要有良好的密封性，以防滲漏，設計管道為壓力管道時，還要考慮密封填充材料的抗震性和耐久性。

六、結語

綜上所述，自來水廠給排水管道設計與施工對城市給水管網的建設具有重要意義。在施工前，施工人員要細致調查施工場地，了解項目的具體要求，并制定一套科學的施工方案。在工程建設中，從實測到壓力測試，都由施工單位來完成，以此提升整個工程的質量水平。

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作者簡介：陳卓（1992），男，湖南省長沙市人，本科，工程師，從事市政給排水工程施工管理工作。