长距离输水管道工程施工技术分析

摘 要：我国西南地区虽然矿产资源颇为丰富，但由于人们生活水平的不断提高，为了解决更优质的水源问题，需要从较远的地区长距离输水到全国各地要用水的地方。以大理海东三岔河水库引水工程为例，文中结合施工积累的经验和心得体会，介绍了长距离管道输水工程的特点、施工工艺流程、施工技术要点和施工技术质量管理。以期为长距离输水管道工程施工提供有价值的参考。

关键词：大理；长距离；输水管道；施工技术；特点

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.077

1 长距离管道输水工程的特点[1]

1.1 土地资源占用少

长距离管道输水工程的永久性占地包含有安全监测用房、气阀井等极少量的建设用地，其它都是给施工现场来临时占用的。可以看出，长距离管道输水工程的建设占用的土地资源量非常少，且永久性占用地面积也很少，这在很大程度上节约了大量的土地可利用的资源。此外，众所周知，输水管道的施工建设在地下，这不仅节省了很多空间和大面积的土地资源，同时也为城市的快速发展建设提供了更多、更廣的资源。

1.2 水资源浪费少

长距离管道输水工程是通过输水管道来提供水资源，由于不被外露，蒸发量极少，渗漏等浪费现象也十分罕见。因此，水资源量浪费极少。此外，长距离管道输水工程由于被埋在地下，偷水盗水现象不多见，巡察管理的现场工作也很少，对施工单位的管理也大有裨益。

1.3 施工工期少

长距离管道输水工程的现场施工流程包括三个阶段：图纸设计阶段、管材建造阶段和现场施工阶段。长距离管道输水工程场地施工的节点不多，将已经加工好的输水管材用货车运往施工地，然后开挖、下管和回填即可完成施工。因此，现场施工的速度非常快，增强了土地资源的流转速度，节约了施工工期。

1.4 资金投入量较大

资金问题是长距离管道输水工程现场施工的后勤保障。只有资金落实到位，施工的流程才能合理地细分，施工质量才能做到精细和高标准。

2 项目概况

大理海东新区三岔河引水工程从洱源县三岔河水库调水，三岔河水库设计总库容1152万m3，死水位为2420.50m，调入区海东城市新区规划的最高点约为2190m。管线经三营、茈碧湖、右所、邓川、上关、双廊、挖色、海东八个乡镇，管道全程采用有压管埋地敷设，管道全长约92km。

根据工程需要采购无缝钢管6500多吨、阀门及设备156台（套）；管沟开挖92公里，开挖土石方约10多万立方米。该管道为高压管道，工作压力高达4.8Mp，对每一批管材按要求进行抽样检测；除要求各施工单位对每一条管道焊缝进行超声波探伤检测外，指挥部还委托大理佑丰建设工程检测有限公司作为检测管材和管道焊接质量检查的第三方检测单位对焊接质量进行抽检，最后再按水压试验要求，对每一段焊接抽检完成的管道进行水压试验，水压试验合格后方能进行回填。本工程管线长，地形地貌复杂，无施工道路，管材运输困难，施工难度大，有些地段山体坡度几乎接近90度。

3 施工工艺流程

4 施工技术要点

4.1 施工前准备

施工开始进场之前，项目负责人组织人严密检查各种施工材料的质量证明书及出厂合格证。输水管道在开始安装之前，保证做到与输水管道相关的建筑工程已经施工完成，并经有关人员（建筑与输水管道的安装单位）一同检查达到合格要求后，才开始办理施工工序的具体交接的手续，施工中的管件和阀件在具体安装之前达到“四预”合格。施工现场安装遵循的顺序原则为：“地下→地上、大→小、高→低、不锈钢管→碳素钢管、夹套管→单体管。”具体安装之前，施工人员仔细清理、严密检查和认真调试管材、管件，随之逐个地清除部件（管道）中的铁屑、熔渣和砂土及其它杂物，并严格按照设计的规范要求，对管道上的支架、吊架与导向支架进行仔细检查，核实支架的固定情况。

4.2 焊接

施工现场的管道组对进行焊接的时候，施工人员测量其平直度在距离管口中心20cm的地方。施工中的管子DN<10cm，偏差为0.8mm，符合1mm的规范标准。管口的现场焊接按焊接的工艺规范要求。在进行法兰组对之前，施工技术人员仔细检查法兰密封面和密封垫片，确保没有划痕、斑点等不良问题。法兰连接采用同一规格的螺栓，施工现场做到螺栓安装在同一方向。施工现场安装单头螺栓（在直立管道上）时，它的头部控制在法兰的上方。螺母之间保持紧固，与螺栓端面保持齐平，与法兰紧密相贴，做到没有楔缝。当添加垫圈的时候，每个螺栓为1个。

4.3 阀门安装

施工技术人员在进行阀门安装之前，按施工规范要求进行科学试验或仔细检查。尤其是高、中压阀门，如氮气（N2）、蒸汽（H2O）等进行压力试验。此外，根据施工现场阀门的内部结构形式及管道介质，来判断其施工安装的方向和阀杆的方向。施工中如果阀门和管道以法兰或螺纹的方式来连接的时候，事先通知关闭阀门。而如果阀门和管道以焊接方式来连接的时候，事先通知开启阀门装，施工中的焊接采用氩弧焊进行打底。

施工现场工程中运用的管道补偿器是平面铰链波纹管补偿器，现场安装的时候按方案设计的文件来进行预拉伸试验。施工时预拉伸受力保持均匀，事后进行临时固定工作，该工作等到管道安装固定之后再进行拆除。施工中的补偿器与管道同轴，做到平正。

4.4 压力试验

压力试验严格按照设计规范的要求来进行。施工采用液体介质和气体介质来进行试压，前者试压施工过程缓慢升压到试验压力。后者试压施工过程逐步缓慢进行升压，当压力（F）升到试验压力的50%（1/2）时，施工现场没有发现异常特殊情况，然后施工继续按照试验压力的10%来进行逐级升压，做到每级稳压达到3min，直到升到试验压力。施工中的液体和气体稳压均为10min，接着仔细核查每个焊口、阀门、法兰和补偿器等，没有出现泄漏、冒泡的现象。当输水管道安装完成且试压工作也完毕后，接着进行吹扫或清洗。施工中的气体管道吹扫采用自然气体（空气）或氮气（N2），管道干净整洁，没有铁锈（屑）等其它不干净物体，且使用靶板在最尾端刷有白漆。而液体管道采用干净的清水来反复冲洗，末端出口水没有脏物，且干净透彻。endprint

4.5 水锤的防护技术与安全技术措施

当长距离输水运用压力流进行输水时，施工运用调压井、液控蝶阀、水锤消除器、缓闭止回阀和旁通管泄压等诸多形式来预防水锤对泵站系统的危害。施工现场人为地将管线的布置成一个高点（驼峰处），并设有排气阀，且水平距段间距800m设置一个。长距离输水工程防护措施安全可靠、科学合理、经济可行，实施效果佳。但施工现场很难做到整体全部被清除，故设计时要多加斟酌此处。

4.6 管道基础处理及沟槽支护

（1）管道基础处理。施工中的管道基础处理深度分为三类：lm内、lm～4m范围内和大于4m以上范围，具体情形见表1。此外，施工中的管道如果遇到大范围的水塘，施工结构方式采用钢砼支架跨越管道。其中，钢砼支架选用钻孔灌浇桩的操作形式。该施工场地的形式，根据现场条件采用预应力钢筋砼预制管桩，施工迅速且经济。

（2）沟槽支护。所有管道进行基槽开挖时，都要认真做好施工的降水工作，认真做好基槽坑边的支护搭接工作，施工现场的基坑边没有堆放廢弃的土壤，没有重型和大型机械设备经过，保证基坑的稳定和安全。

4.7 穿越障碍物

4.7.1 管道穿越河流

当施工的输水管道穿越河道情形时采用沉管旌工的操作方式，因为此方式施工快速、投资少，但维修难，且要水下进行作业。河管设计时要注意以下3点：（1）要委托航道部门进行水下测量工作，且航道部门要根据现场情形提出规划设计的断面及施工技术的要求。一般情况下，过河管的管顶高程（△H）在规划设计河底高程1米以下，且在河底的直线段的管道需达到河道规划设计的断面宽度（W）要求。过河管沉管进行施工时，两侧斜管段上口要比河流的常水位高，当管道下沉到设计高程后，为了避免船只抛锚时不小心触碰到突出物，因此局部进行抛石来进行固定时，要摘掉突出物，如管道上吊耳；（2）回填沉管段沟槽内，碎石要到达现况的河底，两侧河岸管道施工是否用围堰施工，具体看设计的标高与水平位的数值关系；（3）管道如果穿堤要按水利部门的具体要求设置钢砼来包封，且设置止水环1个，间距3m。当管道施工完成后，要按航道部门的具体要求来设置标志，如果是沉管上下游河岸，要进行衬砌。

4.7.2 管道穿越道路

当管道施工如果穿越主要道路时，施工方式一般采用顶管，而开槽施工运用在一般道路的施工。

4.8 长距离输水管道考虑支墩选择及材料特性需求

长距离输水的止推礅、固定礅、防滑礅等形式设置要依据相关的管道技术规程。施工开始前要进行反复的勘察，施工完成后做好相关的复查工作。

4.9 防腐要求

施工敷设对管材防腐有特别严格的要求，因为它对安全输水有较大的影响。该工程施工管材采用钢管。钢管施工现场采用底油和三油两布，即环氧煤污青油和玻璃丝布来加强防腐措施（图2）。

5 施工技术质量管理

5.1 加强施工的现场管理

加强施工现场管理，尽最大努力健全施工的质量管理体系。（1）施工现场要求管理人员需要持证来上岗，以降低现场指导带来的责任事故；（2）加强现场施工技术人员的“魔鬼”培训，密切关注当地的天气情形。（3）在长距离输水管道的施工现场，既要仔细关注管材的具体施工过程，又要加强对施工过程的有力监督[4]，以减少由于误差造成的质量不合格问题，引起返工等现象发生。

5.2 严格保证好长距离输水管道材采购的质量

管材质量是否达标是确保长距离输水管道工程质量的首要因素。工程质量符合要求的基础是材料的合格，由于长距离输水管道施工存在特殊性，因此材料这一关要严格控制好，如图3所示，审计分局到施工现场进行跟踪审查。施工人员对于进场的长距离输水管道材，要进行仔细地检查采购产品的文字性材料，如质量相关说明书、有关的合格证、材料清单等。对于复检的管材，做到送检及时，如果出现不符合质量要求的，杜绝入场施工，防患于未然[5]。

5.3 保证基础和管道的稳定性

长距离输水管道和基础的稳定性是长距离输水管道的施工质量好坏最为关键的一环节，施工要保证到位，施工现场技术人员要严格按设计的图纸（蓝图）和有关规范程序施工，坚持做到不抢干和不蛮干，避免误差的发生，能最大程度地保证管道和基础的稳定性。在施工现场，如果碰巧遇到软弱土、杂填土与膨胀土等不均匀的地基务必要进行科学合理的加固处理，从而保证管道的施工质量，以便长期使用。

6 结语

总之，在长距离输水管道施工过程中，输水管道的金钱投资（即经济问题）占输水工程的比重很大，要科学合理地统筹安排，精心细致地规划组织，如管材、管径及工作压力的选择须根据工程的规模大小、重要性和地形地质等进行经济核算和比较，从而综合分析来最后确定。此外，要严格加强质量管理，如施工现场、管材的质量、基础和管道的稳定性，从而保证施工的有效进行。大理海东三岔河水库引水工程施工效果表现良好，对其它市政管道的施工起到一定的借鉴作用。

参考文献：

[1]方丽丽，赵科智.供水工程长距离输水管材的优缺点及选用原则[J].现代农业科技，2013，8（05）：32.

[2]韩溥.长距离输水管道工程的教训及兰新复线管道工程的设计施工[J].特种结构，2015，20（10）：60-62.

[3]王慧琼，李亚维.敷设长距离输水管道应注意的问题[J].科协论坛（下半月），2011，9（05）：78.

[4]夏丽，夏磊，乔立峰.长距离输水工程有关技术问题的探讨[J].山东水利，2004，13（06）：65.

[5]孙连溪.实用给水排水工程施工手册[J].北京：中国建筑工业出版社，1998，5（07）：23.

作者简介：杜德庆（1970-），男，给水排水工程师，主要从事城市给水排水管道施工。endprint