城市供水管网工程施工优化策略

（中铁二十局集团安哥拉国际有限责任公司，陕西西安 710016）

城市化进程持续推进，对城市供水管网的供水量及品质均提出更高的要求，而部分城市的现状供水管网系统存在效率低、供水质量欠佳等局限之处，与城市发展需求形成矛盾。对此，亟须以城市供水管网的现状为立足点，探讨相关优化策略。

1 工程概况

奎托供水项目原水管道采用承插式球墨铸铁管FFD PN16 DN500，长约4.5 km，水泵提升压力供给。

原水净化处理后，重力自流供至市区R1蓄水池，再供至RP蓄水池。配水支管网采用HDPE PE100 DN63～DN400，约90 km，入户5 250户。

2 市政供水管网工程施工要点

2.1 现场交桩

建设单位确定标高点、中心点等相关数据，将其完整转交给施工单位，以便后续工作可有序开展。为确保施工的精确性，要求现场交桩点必须经过规划部门的审核，闭合差需要被控制在许可范围内。现场交桩过程中应加强对交桩点的防护，避免受损。组织勘察作业，目的在于揭露现场既有地下管网的分布情况，并多途径收集资料，对现场建设条件形成全面认识，作为制定施工方案的基本依据。

2.2 现场踏勘

经过测量后确定供水管网敷设过程中的地形情况，根据所得信息绘制图表，供施工人员参考，同时需形成完整的书面记录，以作为工程结算的基本依据。测量过程中应充分关注既有建（构）筑物的分布情况，穿越障碍物时需要将具体内容告知建设等相关部门，经过签字确认后采取合适的措施，协调好供水管网与建（构）筑物的空间关系。

2.3 测量放线

以设计图纸为准，完成沟槽测量放线工作。结合现场地质以及工程规范，经计算后确定放坡宽度，同时测放沟槽低宽线和开挖边线。对各测量放线结果进行全面检查，以便为后续沟槽开挖作业提供参照基准。

2.4 开挖沟槽

沟槽开挖质量将直接影响到市政供水管网的最终施工效果，需严格控制沟槽开挖尺寸。以前一节段的放线结果为依据合理开挖，开挖期间利用经纬仪和水准仪等设备检测，确定标高和中心线的具体值，将所得结果与设计要求展开对比分析，要求两者完全重合或是产生的误差在许可范围内。

2.5 沟槽质量检验

经过沟槽的开挖作业后，若实测标高和中心线均满足要求，则由施工人员全面清理沟槽，保证其维持洁净的状态。施工单位会同监理单位等部门共同组织沟槽施工的验收工作，例如槽底的宽度、平整度、放坡情况、安全防护措施等方面，均要满足要求，否则需及时整改。

2.6 砂垫层施工

根据要求挂线，依次为基准将中粗砂铺设到位，应保证各部分的厚度具有均匀性，同时坡度需达标。砂垫层施工期间需加强质量监督管理，及时发现厚度、平整度等方面的不合理之处，快速将其处理到位，避免因某部分施工质量不到位而导致后续出现大范围返工的情况。

2.7 安装管道

经上述流程后，则正式进入供水管道安装环节。施工前需检查沟槽地基的处理效果以及管材的质量情况，达标后方可安装管道。按顺序依次将成型的管节下放至沟槽内，期间需严格控制管材的位置，避免管材与槽壁刮碰的情况。沟内运输管道时采取防护措施，避免管道干扰原状地基。从下游开始安装管道，按施工方向逐步推进。管道安装期间及时检测，根据检测结果调整好管节的中心和高程，在确保本段管道安装到位后方可安装下一节管，按照此方式重复操作，直至所有管道均安装到位为止。

由于管道安装期间易出现杂物混入的情况，此时需及时清理。各管道需紧密连接，以构成完整的管网系统。地面坡度超15%时将加大施工难度，在机械设备运行期间应采取防护措施，以免出现侧翻现象。柔性接口管道安装过程中，遇纵坡超18%的区段时，需采取防滑措施；刚性管道安装期间，纵坡超过35%时依然需采取防滑措施。此外，管道安装期间需逐个检查管道阀门，及时发现问题并处理。

3 城市供水管网优化设计的基本原则及方法

供水管网的优化设计需以城市各领域用水需求为导向，实现弹性设计，以满足后续的扩容需求。设计阶段兼顾供水区域内的各类管网，切实保证供水质量及供水数量。避免冗余设计，提高管网的独立性，以免因局部供水异常而引发大范围供水瘫痪的情况。此外，做好对管线敷设方案的优化工作，减小对城市其他建（构）筑物的干扰，降低成本。

管道施工主导工程的核心内容为DN500、DN600球墨铸铁供水主管网的安装，兼顾入户配水管网施工需求，两者采取平行施工模式；主管网分为两个施工段，遵循平行施工原则，具体包含土路施工段的原水管道和供水主管道、公路施工段的供水主管道和HDPE管。

管道施工期间遇大坡度斜坡区时，按自下而上的方式有序安装到位；以管网沿线地形起伏状况为基本依据，分段有序完成工作面的开挖作业，以便管道可快速安装到位。每间隔1 000 m左右组织试压（为确保试压结果的可靠性，间隔距离不宜过大），用于分析管道的运行状况，实测指标满足要求后即可回填管道。

（1）挑选恰当的管材。

管材种类各不相同，有金属与非金属之分，在这两类下也分为多种，且我国供水网领域在这方面的研究尚不成熟，有必要加强管材选择方面的研究。此外，所选管材要达到安全性、可靠性、卫生环保等要求，更好为城市建设服务。

（2）提升漏滴检测水平。

供水管网探漏是一项系统性的工作，进行检漏时，必须制定有效的分析方案，综合分析供水管网损坏情况，只有全面、准确地了解管道情况，才能做好管道更换维修工作，大幅度提升供水质量，避免出现漏水的现象。同时，要为供水管网配置相关的探漏设备，加强测工作者专业知识和业务水平的培训，加强检测效率，对获得准确地检漏侧漏信息具有重要的意义。此外，应组织相关人员进行巡视检查，保障供水管网的安全，减小管网遭受破坏的概率。必须注意，不可盲目进行施工，预防对已损坏供水管网实施不恰当的维护，及时消除隐悲。

（3）优化设置供水管网。

将达到设计年限的供水范及规模，充分考虑己有给水管网利用情况，进一步完善城市供水系统。此外，重新布置城市供水管网，通过一系列的管网优化措施，最终明确供水管网设置方案。在对配水管网进行设计时，要最大化将各配水管线连接起来，借此保障安全、稳定的供水。

（4）做好给水管网养护工作。

市政府及相关部门要加大对给水管网的维修及检查，注重做好给水管网的养护工作同时，对存在问题的给水管网进行有效处理，进一步减少管道满、跑等现象出现，有效提升管网供水质量，减少水资源的耗费情况。

4 城市供水管网施工优化比选

4.1 管材的选择

管材是城市供水管网的核心组成部分，包含金属和非金属两类，对于现阶段城市供水管网相关工作，在管材的分析及应用方面存在不足之处。鉴于此，需要强化对管材的研究，遵循因地制宜的原则，确保投入使用的管材具有安全性、可靠性及环保性，从源头上减少后期的质量问题，球磨铸铁管及HDPE管管材分析及适用条件如表1所示。

表1 球磨铸铁管及HDPE管管材分析及适用条件

4.1.1 球墨铸铁供水主管网

以支墩中心线、道路走向为基准，按照与之相平行的方式布设管线，并配置控制导线，用于提高管线走向的规范性。引入极坐标法和角度交会法，经计算与分析后精确定位管线。通常测角精度取30″，量距精度取1/5 000，及时测量管线转折点夹角，要求实测结果与设计值误差不超过±1′。为解决施工图设计管线位置因地形测量精细程度原因与现场实际不符的情况，依据施工图管线位置为参考，结合现场实际建筑物、障碍物具体位置，合理调整管线铺设位置，避让结构物。

组织管道水压试验，合理规划工作内容，保证支墩、排气阀等关键部位均有专员检查。以供水管网系统的高程为基本依据，将其分为每公里试压段，在各段的最高端、最高点加装排气装置，在最低端、最低点加装打压装置以及排水装置。

管道接口工作落实到位且通过检验后，对管段两端及三通采取封闭措施，填土至管顶以上50 cm的位置（接口部分无须填土），适当夯实以提高管段的稳定性。管道试压前技术人员针对试验管段两端头后背墙支撑反力进行验算，并预留不小于1.1倍的安全系数，防止随试验压力逐步升高后背墙支撑反力不足而产生的安全事故或返工。全面检查，保证闸门、后背等部位均可维持稳定。采取低点进水、高点排气的方式，完成注水作业后持续浸泡24 h，调整试验压力直至满足设计要求，在此条件下检测其压力情况，应保证10 min压降不超过0.05 MPa。各试验段长度以1 000 m为宜，分段依次组织试压，分级提升压力，单次增加量约0.2 MPa，每完成一次升压后均要及时检查，若无误则进入下一级升压环节，否则需进行调整。

4.1.2 HDPE管道

根据设计要求测量并在路面上标记开挖宽度边线，完成切缝作业，随后进入管道土石方开挖环节。为提高施工效率，以机械开挖方式为主，施工人员辅助修整及清理。管道开挖以直线形式为宜，槽底宽度至少应达到DN+0.30 m，局部路段遇到地下连接时，可在该基础上适当增加管道槽底宽度，至少需达到DN+0.50 m，否则不利于安装对接作业的顺利开展。随管沟开挖的持续推进，达到设计底标高后即可停止，并进行人工清槽，以确保其具有洁净性后再检查沟底土质。复测坡度桩，若无误则在该处拉线。

全面检查拉线，分析其与沟底是否保持一致，存在误差则需及时调整。管底应具有稳定性，因此宜采取夯实措施，每完成一次夯实作业后随即检测。

经沟槽隐蔽验收后，若实测结果满足要求，即可组织管道安装作业。对于沟槽周边空间不足的情况，则在沟槽内连接和安装；若沟槽周边拥有足够的场地，则在该处连接管路，再整体安装到位。安装前需全面检查各管材的质量，不可出现凹陷、裂痕等问题。在管道弯头、三通等关键部位施工时，宜设置支墩（以C20混凝土为基础材料制得），法兰阀门处的支墩则采取砖砌的方式，以达到加固的效果。

HDPE主管或支管安装期间存在与其他部件（阀门、金属管道等）连接的情况，此时较为可行的是采用塑钢过渡接头，以保证连接的紧密性。管段隆起段以及上坡段施工时均要加装排气阀，目的在于降低气、水所对管道所带来的冲击作用，维持管道的完整性与稳定性。考虑到HDPE管材具有较好柔韧性和伸缩性等特点，在此类管道安装过程中无须采用伸缩节。

4.2 探漏的工作要点

供水管网探漏是分析管道严密性的关键途径，但其涉及的因素较多，需要在探漏前根据供水管网的实际情况制定切实可行的方案。为提高供水管网探漏结果的准确性，需要配套专业的探漏设备，同时加强对参与人员的培训，提高其专业水平以及职业道德素养，协调好人、机的关系，高效完成探漏工作。期间应由专员巡视检查，及时发现供水管网的异常之处，采取相适应的处理措施，以免管网受损。在发现管网存在渗漏等问题后，需要分析具体的成因，采取行之有效的处理措施，从根本上消除隐患，以免对后续工作产生不良的影响。

4.3 优化设置供水管网

针对已达设计年限的供水管网，则需考虑其实际应用情况，贯彻物尽其用的理念，采取优化措施。此外，还可根据需求重新布置城市供水管网，提高供水能力。在配水管网的设计工作中，应紧密衔接各配水管线，构成完整的供水管网体系，确保供水的安全性和效率性，满足社会各界对供水提出的要求。

4.4 供水管网的维护

市政部门应当成为城市供水管网建设工作的重要参与者，积极做好日常检查与维修工作，采取可行的养护措施，从源头上避免质量问题。供水管网存在异常状况时，需要给予高度的重视，及时采取处理措施，避免因局部供水异常而导致用户无水可用的局面。

5 结语

综上所述，城市供水管网的运行水平应随着城市的发展逐步提高，对于城市供水管网供应能力不足、质量偏低等问题，相关人员需要进行全面分析，制定一套可行的优化方案，在既有城市供水管网的基础上采取优化、扩建等相关措施，以提高城市供水管网的综合服务水平。