給排水施工及管道安裝技術研究

趙 康

廣州市城市排水有限公司 廣東 廣州 510000

隨著城市化進程的加速，給排水工程的建設和改造日益增多，給排水施工及管道安裝技術的研究變得尤為重要。在建設和改造過程中，給排水施工技術的好壞和管道安裝的質量直接影響著工程的安全性、可靠性、運行成本和環保效益等多個方面。因此，對給排水施工及管道安裝技術的研究和探討具有重要的現實意義和社會價值。國內外對該領域的研究較多，但仍存在一些難點和亟待解決的問題。本文旨在對給排水施工及管道安裝技術的相關理論和實踐進行全面系統的研究，深入剖析施工過程中的關鍵技術和難點，探索解決方法和優化措施，為相關領域的工程實踐提供有益的借鑒和參考，為給排水工程的建設和改造提供技術支撐和保障。

1 給排水施工中的關鍵技術和難點

1.1 土建工程施工技術

土建工程是給排水工程建設的基礎和保障，施工技術的優劣直接影響著整個工程的質量和效益。在土建工程施工中，首先需要考慮的是施工的基礎和地基處理技術，因為基礎和地基的承載能力和穩定性直接決定了建筑物和管道的安全性和使用壽命。其次，需要注意土方開挖和回填技術，保證施工的平整、順利和高效[1]。同時，在施工過程中還需注意磚砌、混凝土澆筑、鋼筋加工、拱形結構施工等方面的技術細節，確保施工質量和效果。此外，還需重視施工現場管理，嚴格遵守安全、環保等相關規定，保證施工過程的安全、衛生和環保。

1.2 給排水設備選型和配置技術

在設備選型時，應綜合考慮施工要求、工程特點和經濟效益等因素，選擇適合的設備，并根據具體情況進行配置。配置應根據實際需要，對設備的數量、類型、規格和性能等進行合理搭配，以保證施工質量和效率。同時，應對設備進行技術參數的細致分析，對設備的性能、質量和使用壽命等進行全面評估和把控，避免因設備問題導致施工進度延誤或質量問題，不同建筑類型的給排水設備的選型和配置技術如表1所示。

表1 給排水設備選型及配置技術

1.3 給排水工程的檢測與驗收技術

給排水工程的檢測與驗收技術是保證工程質量和安全的關鍵環節，也是評價施工質量的重要標準之一，主要包括工程驗收的程序和標準，以及施工中的質量檢測和技術監控手段。其中，工程驗收的程序包括初驗、復驗和終驗，涵蓋了工程全過程的各個階段，要求檢測人員嚴格按照驗收標準進行檢查，并填寫相應的驗收記錄。在施工中，通過使用各種先進的檢測手段，如測量儀器、無損檢測技術、水質檢測設備等，對給排水工程進行實時監控和質量檢測，及時發現問題并采取措施加以處理[2]。同時，對于各種檢測結果和監測數據，還要進行科學分析和評價，提出改進和優化的建議，以保證給排水工程的高質量和長期穩定運行。

2 給排水工程中地下污水管道施工工藝

2.1 開挖工程

（1）開挖方式選擇

在地下污水管道施工中，為了確保施工質量和工期，選擇合適的開挖方式非常關鍵。常用的開挖方式包括手工開挖和機械開挖。手工開挖雖然成本低，但工期長，且不適用于大規模工程；機械開挖效率高，但需要選擇適合的機械設備，并要考慮施工環境和土體情況。此外，為了保證開挖施工的安全性和可靠性，還需考慮施工期間的支護和排水等問題，以確保開挖工程順利完成。

（2）土方開挖機械選擇

一般情況下，挖掘機是最常用的開挖機械設備，其具有成本低、施工靈活等優點。然而，對于復雜的地質情況或需要進行大面積開挖的工程，挖掘機的效率較低，且施工周期長。此時，可選擇掘進機或隧道掘進機(TBM)等機械設備進行開挖。掘進機和TBM適用于復雜地質條件和大面積開挖工程，其具有自動化程度高、施工效率高等優點。但是，這些機械設備的使用需要具備一定的技術水平和資金投入。因此，在選擇土方開挖機械時，需要綜合考慮施工環境、工程要求、經濟成本等因素，以確定最優的機械設備選擇。同時，在機械設備使用過程中，還需進行科學的調試和維護，以保證機械設備的穩定性和安全性。

2.2 管道敷設工程

（1）管道敷設方式選擇

常見的管道敷設方式包括開挖式敷設和非開挖式敷設。開挖式敷設是指在開挖土方的同時，將管道敷設在開挖的土坑中，其施工效率高但對施工現場要求高，且容易受到地質條件的影響。非開挖式敷設是指采用無需開挖土方的方式進行管道敷設，包括越埋越淺法、管道頂升法和水平定向鉆穿法等。相較于開挖式敷設，非開挖式敷設可以有效減少對施工現場的破壞，且適用于復雜地質條件的敷設工程。但是，非開挖式敷設對施工設備的要求較高，施工成本較大。因此，在選擇管道敷設方式時，需綜合考慮地質條件、施工環境、工程要求和經濟成本等因素，以確定最合適的敷設方式。

（2）管道接口連接技術分析

常用的管道接口連接技術包括焊接、橡膠密封和法蘭連接等。其中，焊接技術適用于管道直徑較小的敷設工程，其接口強度高，但需要具備一定的焊接技術和設備支持。橡膠密封技術適用于管道直徑較大的敷設工程，其具有耐腐蝕性好、密封性好的優點。法蘭連接技術適用于需要頻繁拆卸的管道系統，其具有拆卸方便、施工周期短等優點。此外，隨著管道技術的不斷發展，還出現了預制接口和卡口接口等新型連接技術，其具有連接速度快、安全可靠等優點，被廣泛應用于地下管道敷設工程中[3]。因此，在選擇管道接口連接技術時，需要綜合考慮管道規格、施工要求和工程成本等因素，以確定最合適的管道接口連接技術。

2.3 固結與補償工程

（1）土體固結技術

在地下污水管道施工中，土體固結技術是保證管道施工質量和安全的重要環節。常見的土體固結技術包括鉆孔灌漿、注漿加固、凍結加固和固結樁加固等。鉆孔灌漿技術是指在管道周圍開挖鉆孔，將水泥漿灌入孔洞中，使土體得到加固，其施工簡便，但加固范圍和深度有限。注漿加固技術是指通過壓力將漿液注入土體中，使土體得到加固，其加固效果較好，但需要具備一定的注漿技術和設備支持。凍結加固技術是指將管道周圍的土體冷凍，使其固結，其加固效果優秀，但施工周期較長。固結樁加固技術是指在管道周圍打入鋼筋混凝土固結樁，使土體得到加固，其加固效果穩定可靠，但需要具備一定的樁基技術和設備支持。因此，在選擇土體固結技術時，需要綜合考慮地質條件、管道規格、工程要求和經濟成本等因素，以確定最合適的土體固結技術。

（2）管道補償技術

管道補償技術的主要作用是在管道因溫度膨脹或變形而產生的應力下，對管道進行補償和消除應力，以保證管道不發生破壞。常用的管道補償技術包括波紋管補償器、金屬彈簧補償器和橡膠軟接頭等。波紋管補償器具有彈性大、耐腐蝕、耐高溫等優點，適用于高溫和腐蝕性介質的管道系統；金屬彈簧補償器具有質量輕、耐壓性好等優點，適用于管道振動和位移較小的系統；橡膠軟接頭具有承載能力高、吸收噪音等優點，適用于水泵進出口管道和消防系統等。需要根據實際情況選擇合適的管道補償技術，同時還需注意其材料、尺寸和型號等參數的匹配，以確保管道補償技術的效果和安全性。

2.4 后續工程

（1）填埋回填工程

填埋回填工程主要包括回填土方、壓實和沉降觀測等。回填土方的選擇要求應符合相應的標準和規范，并嚴格控制土方的質量和含水率，以保證填充土方的穩定性和耐久性。壓實是將填充土方進行壓實，以提高土方的密實度和穩定性。壓實的方法包括機械壓實和水泥加固等。沉降觀測是對填埋回填工程的最后一個環節進行監測和檢測，以確保填充土方的穩定性和安全性[4]。填埋回填工程的質量直接關系到管道的使用壽命和安全性，因此，在進行填埋回填工程時，需要根據實際情況選擇合適的填埋材料和回填方法，并嚴格按照規范和標準進行施工和監測，以確保填埋回填工程的質量和效果。

（2）地面復原工程

在地下污水管道施工完成后，需要對地面進行復原工程，以保護地面環境和美化城市景觀。地面復原工程主要包括道路復建、景觀綠化和沿線設施恢復等。道路復建是對施工過程中破壞的道路進行修復和恢復，以確保交通流暢和道路安全。景觀綠化是通過植樹造林、綠化帶建設等方式，將地面復原為自然的綠色景觀，增強城市生態環境和美化城市形象。沿線設施恢復是指對沿線建筑和設施進行修復和恢復，以保證沿線環境的和諧和安全。地面復原工程的質量直接關系到城市形象和居民生活質量，因此，在進行地面復原工程時，需要根據實際情況選擇合適的復原方案和方法，并嚴格按照規范和標準進行施工和監測，以確保地面復原工程的質量和效果。

3 給排水工程中地下污水管道工況

3.1 土體載荷特點分析

土體的承載能力受到地質條件、土體性質和施工過程等多個因素的影響。土體的載荷特點分析是為了更好地了解土體承載性能和設計管道敷設方案，從而提高管道的安全性和可靠性。土體的載荷特點主要包括土體的力學性質、固結性能和穩定性等。土體的力學性質包括強度、剛度和變形特性等，這些性質對于管道的承載能力和安全性具有直接的影響。土體的固結性能是指土體在經歷荷載后的恢復能力和穩定性，其包括固結時間、壓縮模量和固結比等[5]。土體的穩定性是指土體在承受外力作用下的抗破壞性能，其包括剪切強度、穩定性分析和地震影響等。在進行土體載荷特點分析時，需要根據實際情況選擇合適的分析方法和工具，以確定最優的管道敷設方案，以確保地下管道的安全性和可靠性。

3.2 水壓力特點分析

水壓力特點分析是為了了解管道系統內的水流動情況和管道的受力情況，從而提高管道的安全性和可靠性。水壓力特點分析主要包括水壓力的大小、分布、變化和對管道的影響等方面。水壓力大小取決于管道系統的水流量和管道的幾何形狀，水壓力分布則受到管道系統內水流動的阻力、摩擦力和渦流等因素的影響。水壓力的變化受到管道系統內水流動速度、管道截面形狀和流體性質等因素的影響。此外，水壓力對管道的影響還包括管道的應力、變形和穩定性等方面。在進行水壓力特點分析時，需要根據實際情況選擇合適的分析方法和工具，以確定最優的管道敷設方案，并進行適當的管道防水措施和管道支撐和固定，以確保地下管道的安全性和可靠性。

3.3 溫度影響分析

在地下污水管道施工中，溫度變化是管道安全性和可靠性的重要考慮因素之一。溫度影響分析是為了了解溫度變化對管道的影響，從而確定管道敷設方案和管道材料的選擇。溫度影響主要包括溫度變化對管道的應力、變形和穩定性的影響。當管道遭受溫度變化時，由于管道的線膨脹系數不同，會造成管道的應力和變形，進而影響管道的穩定性。溫度變化對于不同材料的管道影響不同，例如塑料管道受溫度變化影響較大，而金屬管道受影響相對較小。在進行溫度影響分析時，需要考慮管道的材料、管徑、敷設方式、環境溫度等多種因素，并根據實際情況選擇合適的管道材料和管道敷設方式，以降低溫度變化對管道的影響。此外，在管道敷設過程中，還需要采取適當的管道補償技術和管道固定和支撐措施，以保證管道的穩定性和安全性。

4 結語

本論文從給排水施工中的關鍵技術和難點的角度出發，對地下污水管道的施工工藝、管道敷設方式、土體固結技術、管道補償技術、填埋回填工程、地面復原工程等方面進行了深入的研究和探討。通過對土體載荷特點、水壓力特點和溫度影響分析的研究，進一步了解了地下管道安全性和可靠性的關鍵因素。本文的研究成果可以為地下污水管道施工提供科學、規范的指導和借鑒，為管道的安全性和可靠性提供保障。在未來研究中，應進一步探索地下管道施工工藝和技術，優化管道敷設方案，提高管道的質量和效率。同時，還將研究地下管道的智能化監測和維護技術，進一步提高管道的安全性和可靠性，為城市發展和生態環境保護做出貢獻。