市政供水工程大口徑PE管道安裝施工技術研究

摘要：隨著城市人口的增長和城市化進程的加速，市政供水系統需要升級和擴展，大口徑PE（聚乙烯）管道作為市政供水工程的新興輸水管道，其安裝施工仍存在一些技術難題。文章研究市政供水工程大口徑PE管道安裝施工技術，通過施工前的材料檢查、地面準備和技術方案審查，施工中的焊接質量控制和尺寸檢查，以及施工后的驗收和文件管理等，實現管道安裝的高質量和標準化，確保供水系統運行的可靠性和持續性。

關鍵詞：PE管道；施工技術；市政供水工程

中圖分類號：TU991.36" " 文獻標識碼：A" " " 文章編號：1674-0688（2024）02-0121-04

0 引言

隨著城市人口的增長和城市化進程的加速，城市供水需求不斷增加，為了確保城市居民能獲得可靠、高質量的飲用水，市政供水系統需進行功能升級和擴展。PE管道強度高，具有良好的耐化學腐蝕性能和抗沖擊性能，因此越來越多的城市供水系統選用PE管道替代傳統的金屬管道。蘇萬倫［1］指出大口徑PE管道在安裝施工過程中仍存在一些技術和工程難題，如挖掘施工、管道連接和防腐保溫等方面的技術問題。呂志勇［2］針對管道連接的問題，提出研究開發更高效、可靠的連接技術，確保管道的密封性和穩定性。此外，周超［3］對管道防腐保溫措施的技術改進可以延長管道的使用壽命，降低運維成本。在城市化進程中，市政供水工程起著至關重要的作用，因此開展相關研究對保障城市供水安全和提升城市綜合競爭力具有重要意義。本文深入探討大口徑PE管道的安裝過程，提出創新的施工技術和解決方案，通過對挖掘施工過程的優化和改進，提高工程效率，減少工期和人力資源投入，確保供水系統的持續運行。

1 工程概況

某市政供水工程為 EPC（工程總承包） 項目，施工目的為修復和升級舊的水供應系統，施工內容為更新、修復管道、泵站等舊設施及新建其他基礎設施，確保這些設施能滿足現代城市供水的需求。配水中心通常是水處理和分配的關鍵設施，本工程新建4個配水中心，設有水池、砌筑井、水塔、加壓泵站、加氯室及警衛室等。管線建設項目涉及18 km的球墨鑄鐵管線和295 km的PE管線。PE管線具有質量輕、耐腐蝕、無毒、耐老化、柔韌性好、壽命長（通常達50年）、安裝勞動強度低及能適應各種環境等特點，在城市供水領域得到廣泛應用，產生了良好的社會效益和經濟效益。本供水項目采用現代的PE管道技術，可顯著提高管道的安裝效率，確保其運行的可靠性。

2 施工流程與技術要點

2.1 工藝流程及參數

經過大口徑管道熱熔對接試驗后確定焊接施工流程如下：施工準備→管材校對→端面銑削→加熱板升溫→熱熔焊接→保壓冷卻。分析大口徑 PE管道安裝施工工藝，確定管道焊接工藝曲線圖（見圖1）。

通過對焊接工藝的深入研究，持續優化焊接過程中的時間、溫度和壓力等關鍵參數。在充分了解連接端面的材料性能、幾何形態、應力狀態及焊接環境等因素后，制定出一系列技術措施，確保焊接效果。結合相關技術資料進行長時間的試驗，總結出焊接技術的各項參數（見表1和表2）。

根據表1中的數據，可以得出以下結論：①管壁厚度越小，預熱翻邊高度越小，預熱時間也相對較短。這是因為較薄的管壁在焊接過程中容易受到熱影響區的影響，所以需要的預熱時間短。②隨著管壁厚度的增加，預熱時間和允許的最大熔接時間也相應增加。這是因為較厚的管壁需要更長的時間預熱，確保焊接區域能達到適當的溫度；同時，由于較厚的管壁在熔接過程中需要更長的時間熔化，所以允許的最大熔接時間也相應增加。③在壓力狀態下，接縫的冷卻時間隨著管壁厚度的增大而增加。這是為了確保焊接后的接縫能夠得到充分冷卻，從而提高焊接的質量和強度。根據不同的管壁厚度、預熱翻邊高度、預熱時間、允許的最大熔接時間和壓力狀態下接縫的冷卻時間等參數，可以有效地控制和優化大口徑PE管道的焊接過程，提高焊接質量和效率。

2.2 施工技術要點

2.2.1 施工準備工作

在施工開始前，需要仔細審查市政供水工程的規劃和設計文件，確保設計滿足城市供水在管道直徑、線路布局、連接點等方面的要求。管道材料的質量對工程是否成功至關重要，因此要確保已采購的PE管道材料符合規格并進行嚴格的質量檢驗。在開工前，還需進行詳細的地理調查，了解施工區域的地形和地質；檢查地下設施圖紙，避免施工設施與現有管道、電纜等沖突。進行環境影響評估時，要保證施工不會對周圍的生態環境造成不可逆轉的影響，必要時需采取相應措施減少施工對環境的影響。

2.2.2 管材的校對

校對管材前，需要對PE管進行調節，做好準備工作。通常需要將2根PE管調節成平整狀態，以便在焊接機架的固定端使用夾具緊固PE管。當PE管被夾緊放在焊接機架的固定端后，將2根管道的連接口對接，確保管道的中心線盡可能重合，這一步至關重要。中心線偏差量的檢查和校正可以確保2根管道連接的準確性，中心線偏差量不超過管道壁厚的10%，即可確保焊接可靠和堅固。2根PE管的中心線已校正且保持平整狀態后，使用夾具的螺栓將它們固定，確保管道在焊接過程中不會移動或變形。

2.2.3 連接端面銑削

進行連接端面銑削前，需要通過手輪調整焊接設備，使管道沿著焊接設備機架的軌道分開，確保管道準確定位，以便進行端面銑削。使用清潔抹布擦拭管道連接部位（通常約100 mm），去除塵土和雜質。

將端面銑刀放在2個管道之間，再次操作手輪將2個管道連接端面貼緊到銑刀上，然后啟動銑刀對管道的端面進行削切。在切削的過程中，觀察刀具兩側剝離的PE管材刨花的形狀。通常，連續卷狀的刨花（1～2圈）是削切成功的標志，一旦觀察到這種刨花形狀，就可以逐漸減速至停止切削。切削的主要目的是去除管材上的雜質和氧化部分，確保連接端面平整，以便焊接。

連接端面銑削的過程不僅是去除雜質和氧化部分，更是為了確保管道連接面平整，提高整體連接的可靠性和焊接的質量。沒有雜質且平整的連接端面能使焊接區域均勻受熱，減少焊接缺陷產生的風險，提高連接的可靠性和耐久性。總之，連接端面銑削是PE管道焊接前的關鍵步驟，必須按照規程進行，確保焊接質量。

2.2.4 熱熔焊接

在進行熱熔焊接前需要仔細研究技術指導書或制造商提供的相關文檔。這些文檔通常有PE管道材料的加熱技術數據（見表3），以便施工人員了解特定管道材料的最佳焊接參數。根據技術指導書的要求，需要調節熱熔焊機上的加熱溫度和加熱時間的限位值，這一步驟確保了焊接參數的合規性，避免加熱過度或不足。加熱溫度通常是關鍵參數，因為它會影響管道材料的熔化和融合，因此加熱溫度應設置在指導書建議的范圍內。此外，加熱時間也應根據指導書的建議進行調整，保證管道材料能充分融化和融合。如果溫度太高或加熱時間太長，會導致管道材料熱損傷或焊接區域過熱，從而降低焊接質量。相反，如果溫度不足或加熱時間太短，則會導致焊接區域不夠堅固。

2.2.5 焊接外觀質量檢查

首先，需要進行目視檢查。焊接完成后，檢查人員應仔細觀察焊縫區域，確保焊接外觀沒有明顯的缺陷。目視檢查包括焊縫是否均勻，表面是否平整，是否有孔洞、氣泡、裂紋或雜質，焊接區域是否有不正常的變色或熔化現象［4］。其次，需要測量焊縫的尺寸，驗證其是否符合設計規范和質量標準。使用卷尺或卡尺等測量工具測量焊縫的寬度、高度、傾斜度等，并將測量結果與規范中規定的要求進行比較。所有的焊接外觀質量檢查結果都應記錄，并且形成文件進行管理。這些記錄包括焊接的日期、時間、檢查人員的簽名、測量結果、照片及發現的缺陷等，可以用來跟蹤每個焊接過程的細節，確保焊接工藝的連續性和合規性。此外，這些文件能為未來的維護和審計工作提供有力的證據。

焊接外觀質量檢查是確保PE管道焊接質量的關鍵步驟，結合目視檢查和尺寸測量，以及記錄和文件管理，有助于確保焊接符合相關設計規范和質量標準，提高管道連接的可靠性和耐久性。

3 安裝施工質量控制

3.1 施工前的質量控制

在實際施工前，施工團隊需要進行質量控制，確保管道和相關設備的質量符合相關標準的要求。檢查內容包括以下幾個方面：①材料檢查。確保PE管道、接頭、支架、夾具等材料符合質量標準，材料檢查通常包括對外觀、尺寸、質量證書和批次追蹤的檢驗。②地面準備。埋設管道前對地面進行檢查和準備工作，確保地基穩固、平整。③技術方案審查。審查工程設計和施工圖紙，確保管道布局、支架位置等符合市政供水標準。

3.2 施工過程中的質量控制

在管道安裝過程中需持續進行質量控制，監測施工的準確性和一致性。檢查內容包括以下幾個方面：①焊接質量控制。檢查熱熔焊接和電熔焊接等管道連接過程，確保焊接堅固、均勻，沒有氣泡、孔洞或其他缺陷。②尺寸檢查。對焊接后的管道進行尺寸檢查，包括直徑、壁厚和傾斜度等，確保尺寸符合設計規范的要求［5］。③密封性檢查。在管道安裝完成后，進行水壓測試，驗證管道系統的密封性，如果發現泄漏則需立即修復。

3.3 施工后的質量控制和文件管理

施工完成后需進行質量控制和文件管理，記錄和追蹤整個工程的質量情況，主要包括以下內容：①施工驗收。進行最終驗收，確保所有工程步驟符合規范和標準。驗收通常包括現場檢查和測試，驗證供水系統是否能正常運行。②質量記錄和文件管理。所有施工過程中的記錄和文件，包括材料檢查、焊接記錄、尺寸檢查、水壓測試報告等，應妥善管理和存檔，這些文件對未來的維護和審計非常重要。

總之，市政供水工程大口徑PE管道的安裝施工質量控制是確保供水系統可靠運行的關鍵。通過施工前、施工中和施工后的質量控制措施，可以確保管道安裝符合規范和標準，提高供水系統運行的可靠性和持續性。

4 結語

市政供水工程大口徑PE管道的安裝施工技術研究旨在應對不斷增長的城市供水需求，確保城市居民能夠獲得高質量的飲用水。本文通過優化大口徑PE管道的安裝施工技術，提高了工程效率、減少了運維成本，確保供水系統的可靠、持續運行。下一步的研究中，可以持續改進本文提出的措施，確保城市供水系統安全、高效運行。

5 參考文獻

［1］蘇萬倫.市政工程的供水管道安裝技術及應用［J］.四川水泥，2020（7）：128-129.

［2］呂志勇.淺談建筑工程的供水管道安裝技術及應用［J］.居舍，2020（15）：49.

［3］周超.市政工程的供水管道安裝技術及應用［J］.居舍，2019（11）：77.

［4］楊卓.市政工程供水管道鋪設中水平定向鉆技術的應用［J］.住宅與房地產，2017（32）：207.

［5］王陸軍，馮亮.淺析市政工程的供水管道安裝技術及應用［J］.經貿實踐，2016（24）：270.