球墨铸铁管道高精度无覆土施工技术研究

孙磊

摘 要：球墨铸铁管道具有强度高，塑性好，耐腐蚀性强，使用寿命长等优点，被广泛应用于城镇及工业供水、燃气、给排水管网工程。传统的球墨铸铁管道施工存在过度依赖大型吊装机械、管道接口易开裂漏水、管道修复困难等难题，本文将针对上述难题开展研究，创新出多项施工工艺方法，总结形成球墨铸铁管道高精度无覆土施工技术。

关键词：球墨铸铁管道；高精度安装；无覆土打压；激光定位

中图分类号：TU991.36 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0336-02

1 绪 论

当今社会，球墨铸铁管道由于其特殊的性能，应用愈发广泛，但其安装存在很大难度，本文创新性采用了管道接口连接专用抱卡、高精度激光定位安装装置、无覆土打压实验等关键技术，解决了管道施工中接口连接不紧密、管道安装定位困难、打压试验发生漏水时管道修复难度大等问题。

2 工艺流程

土方开挖→垫层施工→管道就位→管道连接→压力试验→管道防腐→管道回填。

3 施工操作要点

3.1 沟道开挖及修整

3.1.1 测量放线

根据图纸要求，使用全站仪定位管道走向各基准点，在各基准点打入钢筋头做出标记，根据基准点的位置及管道走向，用石灰粉洒出白线。

3.1.2 土方开挖

根据白线位置，挖掘机进行土方开挖，开挖时在一旁支设水准仪，间歇复测开挖基地标高，注意控制开挖深度。

3.2 垫层浇筑及养护

3.2.1 基坑底部重新放线

对基坑底部重新测量放线，并用细绳拉设出管道中心线。

3.2.2 模板安装

以中心基准线为准，在两侧支设模板，注意保持模板平滑顺直。用水准仪测量出垫层顶标高，并在模板内侧做出标记，以作为垫层浇筑时的参考。

3.2.3 垫层浇筑

使用泵车或人工进行混凝土垫层的浇筑，注意控制垫层顶标高，垫层浇筑完毕后注意混凝土顶部的压光处理，确保垫层平整。

3.3 管道安装

3.3.1 施工准备

（1）紧固抱卡制作

紧固抱卡制作示意图详见图1。

紧固抱卡由80×5镀锌扁钢依据管道外径尺寸制作而成，上下抱卡间保持2～3cm的间距，在吊耳边缘位置预留孔洞。每种管径的管道施工时，制作的紧固抱卡不少于4套。

（2）激光定位装置制作

激光定位装置由激光发射器及管道靶牌组成，示意图详见图2。

3.3.2 定位放线

用全站仪在垫层表面放出基准点，用墨盒在垫层上弹出管道中心线以作参考。

3.3.3 激光定位装置安装与校验

将激光发射器安装在管道的起始端后方，利用铅垂及水准仪，精确调整激光发射器的位置及标高，确保射出的激光线水平，且激光线在地面上的垂直投影与管道轴线重合，激光线的标高与靶牌的中心标高一致。

3.3.4 管道连接施工

施工开始时，先将紧固装置分别固定于第一根及第二根球墨管道中心位置。将管道安放于垫层上，将管道的中心轴线与垫层上的弹线上下重合，保持管道水平。

在第一根及第二根球墨管道中心位置安装靶牌，靶牌安装在紧固抱卡受力方向后侧5cm左右，靶牌的中心应在管道的轴线上，靶牌垂直于管道。根据垫层上的弹线及管道靶牌上激光点的位置对第一根管道进行精确定位，然后用钢结构支架进行固定。

拆除第一根管道上的靶牌，用两个手拉葫芦分别固定在两侧的吊耳预留孔上，同时拉结紧固，确保管道均匀受力，直至承插口均匀密实连接，接口施工过程中时刻注意靶牌上激光点的位置，实时的对管道标高及轴线位置进行调整，确保管道的精确安装，管道连接完毕后，用钢结构支架对管道进行固定。

以此类推，逐步进行后续管道及支架的安装。

3.3.5 管道支架固定

预制短钢筋，钢筋长度最小需大于垫层厚度10cm。制作钢筋使用工程剩余废旧材料即可，原则上钢筋直径不小于12mm。

根据管道的宽度，用电钻在管道两侧的垫层上打眼，孔洞需将垫层穿透，孔洞直径与钢筋同等大小。

用锤子将预制的短钢筋打入钻好的孔洞中，并在垫层表面预留5cm的钢筋头。

在球墨铸铁管的接口处用钢支架进行固定，支架为门字型支架，由角钢焊接而成，支架的宽度及高度根据管道的外径现场进行确定。制作支架的钢结构材料使用工程剩余或拆除废弃的型钢即可。施工时先将管道支架两侧的立柱焊接在预留的钢筋头上，夹紧管道，最后焊接支架上部的横段。

3.4 管道水压实验

（1）管道连接施工完毕后，在管道两端配装密闭法兰板，中间使用硅胶板作密封。用螺栓紧固，并配置球阀。一端为进水口，一端为出水口（也做排气孔），并在进水口及出水口处，安装上压力表。

（2）由于管道各接口处已用钢结构支架固定，故无需进行回填即可开始打压流程。通过打压机，在无压力状态下，缓慢向管道内注入水。注水时，应注意打开排气孔，直至管道内充满水，关闭排气孔。

（3）逐步增加管道压力（可观察压力表），增至到试验压力并稳压30min。

（4）检查管道接口、配件等处有无渗漏现象。如有渗漏，应中止试压，查明原因并解决渗漏，再按步骤（5）进行组织试压。

（5）泄压至工作压力，再持续进行外观检查90in，如仍无渗漏，则试压合格。

3.5 管道防腐

（1）对打压合格的管道进行防腐处理，防腐要求为涂底漆一遍，环氧沥青漆四道，中间包玻璃布三层。

（2）防腐层干燥后，用电火花检测仪检测防腐的施工质量，确保防腐层密实可靠。

3.6 土方回填

（1）管道试压完毕后排除管道存水，恢复管道安装状态。回填开始时检查沟槽状态，确认沟槽内无杂物、存水。

（2）管道基础、管侧及管顶以上500mm内的沟槽回填沙，必须采用人工分层回填并压实；特别是在管顶以上500mm范围内不得用重型夯实。

（3）沟槽应分层对称回填、夯实，夯实中，应夯夯相连，不得漏夯。人工夯实每层回填厚度不应大于20cm，机械夯实每层回填厚度不应大于30cm。在管顶以上0.5m范围内回填土方，不宜采用重型机械夯实，应采用人工夯打或轻型机械压实，严禁压实机具直接作用在管道上。

（4）沟槽回填施工必须在管道两侧同步进行，严禁单侧回填，两侧填土填筑高差，不应超过一个上层厚度，填土应分层夯实。

4 总结、结论与展望

该技术降低了管道施工难度，提高了管道施工的速度，有效地保证了系统快速稳定的投入运行。通过实践，节省了大量人力、材料费用，同时大大提高了工程施工效率。每100m管道施工，人工费和材料费用可节省1.2万，缩短机组安装工期4d，节能、降耗优势明显，具有良好的经济和社会效益。

本技术中除管道吊装运输外，基本不需大型机械，施工更加安全高效。而且在很大程度上提高管道系统的使用年限，同时系统的运行也更加稳定，减少使用期间的检修次数，方便人民的生活及工作。

使用的辅材均为工程淘汰的废旧型材，节约了施工成本，避免了不必要的浪费。与其他种类管道相比，在保证国标公差壁厚可靠性与安全性的前提下，球墨铸铁管道壁厚减薄，节约了国家铁资源，推广应用价值极高。

参考文献

[1]王云岗，章 光，胡 琦.钻孔灌注桩孔壁稳定性分析.岩石力学与工程学报，2011.

[2]劉金砺，祝经成.泥浆护壁灌注桩后注浆技术及其应用.建筑科学，1996.

[3]李小青，乌效鸣.钻孔灌注桩孔壁稳定性分析.地质与勘探，2001.

收稿日期：2018-10-7