浅谈DN600球墨铸铁管道施工方法

朱鹏飞

（中铁二十局集团第一工程有限公司，江苏 苏州 215151）

1 工程概况

奎托供水项目是2016年集团公司积极响应“走出去”战略进一步开拓国际市场，占领安哥拉主导地位中标项目之一，该项目的建成对集团公司拓展海外市场和增加国际影响力具有十分重要的意义。

奎托供水项目主要施工内容有取水泵站、水处理厂（ETA） 、管道、蓄水池、管网及入户等几大部分组成，其中水处理厂和主管道施工是该项目重难点控制工程。在没有过多经验借鉴和国际施工标准高的情况下，如何按期、顺利地完成管道铺设是项目组思考的课题。在球墨铸铁管道施工前，项目组组织了有经验的技术人员与施工人员探讨并与监理工程师反复沟通，最终制定了详细的施工方案，并进行模拟后施工。

2 球磨铸铁管道施工工艺方法

按照招标文件及DNA技术规范，经多方调查对比，主管道采用新兴铸管公司生产的K9级T型接口球磨铸铁管。在接口安装时，管子的插口外壁挤压安放在承口内的橡胶圈，使其压缩变形而产生一定的接触压力，利用橡胶圈的自密封作用来保持接口的密封性。该接口结构简单、安装方便、密封性能好，在承口结构上考虑密封圈的定位和接口的偏转，通过控制插口的安装深度，使得接口具有一定的轴向伸缩力。因此，T型接口能适应一定的基础沉降，同时可利用其偏转角实现管线长距离的转向安装。但T型接口没有防止管道滑脱的能力，因此必须在管线的拐弯处设置抵抗轴向力的支墩或铺设一定长度的自锚接口球磨铸铁管[1]。

3 T型球墨铸铁管道施工工艺

3.1 管道的运输、存储及吊装

3.1.1 管道的吊装

球墨铸铁管应采用吊带或专业工具起吊，装卸时应轻装轻放，在倒运、运输时应垫稳、垫牢，不得互相撞击，严格按照防护和紧固的要求进行操作，避免对管子及防护层的损坏[2]。

起吊可使用吊车、叉车，在起吊时应使用专用吊钩，专用吊钩应是在钢钩外包橡胶皮或使用尼龙绳吊带外包橡胶管的钢丝绳，使水泥内衬和外防腐涂层不被破坏，达到保护管子内外涂层目的。对于打捆包装的管道，要求使用吊带和专业吊具整捆兜底吊装。

3.1.2 管道的运输

（1） 采用汽车或火车运输，车厢必须清扫干净，不得有异物，同时根据运载工具兜底允许荷载制定装车方案。

（2） 采用汽车或火车运输，都应在车厢底板上放置两块或更多木块，以免管道承口直接与车厢底板接触；如采用平板车运输，管道置于木板上用楔块固定；管道伸出车体部分≤管长的1/4。

3.1.3 管道的存储

（1） 所选择存放球墨铸铁管的场地应平整、坚实，管子堆放时要避免斜坡、沼泽地、污染严重的地方及不平坦地方。

（2） 管道下面应加两道方木，避免管道直接与地面接触，所选用的垫木应结实。

（3） 长时间存储时，应用帆布或编织袋覆盖，避免管内落入灰尘或脏物。

（4） 管道堆放采用四方式或金字塔式，四方式堆放 （如图1所示） 应在底层放置垫木，并用楔木牢固，每层球墨铸铁管应将承、插口相间排列，上、下两层管方向垂直，每层管的排列宽度不应大于5.5 m；金字塔式堆放时 （如图2所示），底层应放置在平行的枕木上，枕木距管道两端约1 000 mm，枕木用楔子进行固定，每层管道的承、插口相间排列。

图1 四方式堆放方式

图2 金字塔式堆放方式

3.2 开挖管道沟渠

（1） 土方开挖采用机械开挖，开挖过程中严禁超挖，以防扰动地基。对于有地下障碍物的地段由人工开挖，防止破坏。

（2） 沟槽开挖尽量按先深后浅顺序进行，以利排水。

（3） 挖槽土方处置，按现场暂存、场外暂存、外弃相结合的原则进行。回填土做好土方平衡少土方外运及现场土方调运。

3.3 铺设砂垫层及下管

首先测量垫层顶标高，再将砂垫层放入管沟，人工平整砂垫层，必要情况下要对砂垫层进行洒水密实。工作坑大小为方便管道撞口安装为宜 （如图3所示）。

图3 铺设砂垫层

3.4 管道安装

管道安装是整个工艺流程的重点，管道密封性能直接影响到试压结果，所以必须有专业技术人员现场指导，并随时监控管道竖曲线和平面线型，确保安装一次成功。

（1） 清理承口。清刷承口，铲去所有黏结物，如砂子、泥土和松散土涂层及可能污染水质、划破胶圈的附着物。

（2） 清理插口表面。在胶圈内表面和插口外表涂刷润滑剂，润滑剂均匀刷在承口内已安装好的橡胶圈表面，在插口外表面刷润滑剂刷到插口坡口处。

（3） 接口。插口对承口找正，在手板葫芦进行拉进时，用木撬杠上下撬动，活动间隙≤3 cm。如发现球墨铸铁管插入时阻力过大，应立即停止安装，将管子拔出来，检查密封胶圈的位置和管子的承插口，查明原因并妥善处理后再行安装。

（4） 安装注意事项。①汽车吊在管沟边进行吊装作业时，必须根据现场实际材料堆放情况、挖土对方情况、土层附着情况、风向情况等等因素合理支撑吊车位置。开始吊装前必须对缆绳吊带等承重辅助工具进行外观检查。②对球墨铸铁管进行现场切割时，操作人员必须佩戴护具，检查手提切割机防护罩是否牢固有效。

3.5 安放警示带

采用细粒土进行回填，回填分层进行。回填后管顶往上50 cm安放警示带，警示带顶面再采用细粒土回填至原地面，并碾压密实。警示带为聚乙烯材质，厚度为0.12 mm，警示带宽度与管道直径一致，正面注明管理单位和安全提示信息。

3.6 管道注水、试压

根据整体系统高程把施工管线分割为每公里试压段或者以阀门井为不超过1 km的试压段进行水压试验，在每个试压段的最高端最高点设置排气装置，在每个试压段最低端最低点设置打压装置及排水装置。

3.6.1 试压方法及参数

管道水压试验分为预试验和主试验段，试验合格的判定依据为允许压力降值。管道工作压力为1 MPa，试验压力≥1.5 MPa。

3.6.2 后背墙设计及计算

设计后背顶距离地面0.7 m，管道深按2.7 m，土壤内摩擦角θ=24.2°，土黏聚力C=7.6 kPa=7.6 kN/m2，土的自然重力密度r=19.6 kN/m3。

3.6.3 后背墙的受力宽度

后背放置横竖四排道木，道木前放2 cm×150 cm×150 cm钢板。

3.6.4 后背墙土层厚度

式中：L——沿后背受力方向的长度 （m）；B——后背受力宽度 （m）；R——管堵传递给后背土的力 （ kN）；Lr——附加安全长度 （m），沙土取2，亚沙土取1，黏土、压黏土为0。

3.6.5 进水管路、排气孔及排水孔设计

压力试验管道两端设盘承和盘插分别和堵板盘接。两个堵板最下部一侧设进排水管道，直径为Φ100 mm，一个堵板最上部一侧安装12.5 mm管道引至高处于地面平，安装阀门和压力表。另一端堵板最上部一侧设12.5 mm管道引至地面平分两路，一路安排气阀，另一路安阀门和压力表。

3.6.6 锁定承盘承插

为防水打压过程中后背墙位移，导致承盘承插脱落，分别在承盘及承插端加用两个5吨重的手拉葫芦，将承盘承插固定在管道上。

3.6.7 注水排气

从管道低处向管内缓慢注水时，先打开另一端管顶排气阀，将管道内气体排空 （当充水至排出的水流中不带气泡，水流连续，即可关闭排气阀停止冲水） 以免使管道发生水锤现象，对管道造成损坏。

3.6.8 水压试验注意事项

管道试压合格后，立即排水解除管道内水压力，再撤除试压后背、短管，封闭管线。试压完成后，打开排气阀放水降压。管线的卸压要缓慢进行，卸压速率不大于0.1 MPa/min。有连续打压，水源可连续使用。管道排水结束后，封堵管道口后，可以进行管道上方土方回填。雨季施工应搭设雨棚，防止后背墙被水浸泡，降低其承受荷载的能力。

4 结语

本施工工艺机械化程度高，劳动强度低，可按工序进行流水作业同时可多点施工，项目于2017年11月进行管道安装，工序娴熟的情况下每天可完成200 m管道安装，目前累计完成9.7 km管道安装，均验收合格。