供水工程改造升级中输水管道关键技术要点分析

孟繁伟

中国土木工程集团有限公司，北京 100038

1 输水钢管施工关键技术

1.1 管沟开挖及基础回填

（1）与管道交叉地下障碍物协商开挖方案。（2）机械开挖预留200～300㎜不动土，人工清底，保证标高。（3）放坡系数应符合要求。挖深＞4m，多层开挖。（4）管沟深度、曲率半径按图开挖。（5）复测。沟成型后进行复测，直线段、特殊段、纵向变坡、水平转角测点应符合设计要求。管沟开挖示意图见图1。

图1 管沟开挖示意图

1.2 布管

（1）吊管机现场进行布管作业。（2）布管前，在管道长度中点划出平分线，平稳吊装。（3）施工作业带管道组装一侧进行布管，管道距管沟边缘≥1m。（4）吊管机布管时，进行单根吊运。（5）布管前，在布管中心线上堆好管墩。（6）布管后，检查确定管壁厚、防腐等级分界点与设计要求相符。（7）布管时，坡度较大，在下坡位置设置支挡物。（8）布管时，起吊管道设备应在距已挖好管沟距离3m以外进行工作或停置。（9）布管完成后，将管节进行编号。（10）布管作业完成后应做好相关记录。布管示意图见图2。

图2 布管示意图

1.3 钢管施工

（1）钢管沟上架管施工。①制作钢管焊接专用支架。②平整施工作业带钢管焊接区域。③布置专用支架，1根管平均布置3个支架支撑。④钢管吊运到焊接支架上，位置固定牢固，保证钢管能360°旋转，降低焊接难度及质量。⑤钢管下沟前，在管沟上进行坡口处理，进行组装、焊接。

（2）沟上组对、焊接。①在钢管支架上调平，进行管口坡口处理。②外对口器对口，焊口整个圆周上均匀分布3～4处定位焊，定位焊长度不小于150mm。③管子或管子与管件对接，严禁斜口连接。④火焰切割管道前，管端（150±5）mm宽外进行防腐层清除，火焰切割去除氧化层。⑤管口组对错边，在圆环均匀分布，禁止以打击方式强行组对。⑥组装前在第一根管非组装端焊接试压用盲板封堵。

（3）钢管焊接。①焊接流水作业，焊道起弧和收弧错开应符合要求，坡口外管表面严禁起弧。焊接前修磨引弧点和接头，对接接头，坡口呈V形。②分层施焊，施焊层外坡口上不能引弧，坡口外管壁不能引弧。③焊接中，若发现药皮脱落、引弧剂破损等现象，应停止焊接，重新处理并修磨接头后施焊。④焊丝引弧前，去除前端10mm。⑤焊接后，将焊缝表面飞溅物、熔渣等清理干净。

（4）钢管下沟。①管道采用沟上组装焊接完，分段下沟。②严禁单机作业。③管道下沟由起重工、测量工、质量员、安全监督员、警戒人员、防腐工配合完成，由专人统一指挥。④吊具用尼龙吊带或橡胶辊轮吊篮，严禁直接使用钢丝绳。⑤钢管入沟安放应放到管沟中心线上与沟底密贴。

1.4 管沟回填

管沟回填时留出管端接口，管顶上覆土至少500mm。管沟回填示意图见图3。

图3 管沟回填示意图（单位：mm）

（1）回填土运入沟槽方法。按土类和压实工具控制最佳含水量。回填前，管道两侧及管顶以上50cm范围内回填土由人工填入，不得在影响压实范围内堆料。管顶50cm以上回填土由人工或机械均匀入槽。

（2）回填要求。均衡、对称回填管子两侧，中粗砂回填管道中心夹角120°下管道两侧，管沟③区用原土回填。管沟①区内用原土回填，严禁机械碾压；管沟②区用原状土分层回填，层厚和密实度应符合要求。分段回填压实，相邻段接茬呈梯形。用压实机械压实，行驶速度不超2km/h。

（3）下沟管道端部留≥30m管段，连头后回填。

（4）因土层沉降，回填高出地面应符合要求，覆盖土厚度位于管沟中心，宽度为管沟上口宽度，做成梯形。

1.5 阀门安装工艺

（1）吊车吊装阀门到位。（2）安装阀门时，使用经纬仪和水准仪将阀门调正调平。（3）干线阀门及支线阀门在安装前按规范进行相应的检试验。（4）阀门底座进行防腐绝缘后安装。焊接时，阀门全闭。焊完后，阀门应在全开位置。

1.6 钢管线路试压

（1）安装调试。①封头与管线、压力表、注水排气溢流管线、泵管连接。②试验管线末段各安装一块合格压力表。③注水管线安装：管线安装在下游封头底部。④排气溢流管安装：管安装在上游封头顶部。⑤运行设备及进行管件连接调试检验。

（2）试压。①由压力泵通过注水管线将水缓慢注入管线，水满后浸泡时间≥24h。②预试验阶段：升压前将阀井中所有阀门打开，管道内水压升至试验压力，稳压30min。③主要试验阶段：停止注水补压，稳定15min，钢管段压力降为0MPa，球墨铸铁压力下降≤0.03MPa，降回工作压力保持30min，无漏水；工作压力下钢管渗水量≤1.35L/(min·km)，球墨铸铁管道渗水量≤2.70L/(min·km)，试验合格。钢管线路试压示意图见图4。

图4 钢管线路试压示意图

2 阀井施工方案

输水管线阀井包括排气阀井、排水阀井、检修阀井，还包括单向调压塔等。DN400主管线通过排气阀井和检修阀井，排气阀井和检修阀井先底板施工，预埋止水钢板。底板达到强度后，敷设主管；管线敷设完成，试压成功后，进行井壁及顶板施工，施工前完成盖板预制。DN400主管线不直接通过排水阀井和单向调压塔，通过三通引出支管后，主管线旁修建井体结构。

3 UPVC管道施工方案

3.1 管沟开挖

（1）沟槽开挖规定。沟底宽度为管外径加0.5m，不挠动天然地基、坚硬土，坑底敷设砂土150～250mm防止划伤管道。（2）管沟回填规定。沟槽回填分两次进行：①在管道铺设同时进行管道两肋回填，一次回填高度应符合设计要求，振捣密实后回填第二层，回填到管顶上0.1m。②试压符合要求后进行大范围回填，在管道内充满水时进行。管顶0.5m以上部分回填原土并夯实。

3.2 管道安装

（1）管道下沟：用吊车吊装管节平稳下沟。（2）安装：用橡胶圈接口、法兰连接。（3）支墩：进行接口阀门和管件安装，采取相应措施防止造成外加拉应力。（4）弯曲：管道转弯处设弯头。

3.3 水压试验

（1）水压试验：对管道试压系统要求高点设排气装置。（2）管道充水：缓缓进行管道充水，同时排出空气。在管充满水无压情况下保持12h。（3）试压：①严密性试验管道充水12h后，将管内水压加到0.35MPa，保持2h无渗漏合格；②严密性合格后进行强度试验。

4 结束语

供水工程项目因所在国政治、经济、技术及装备水平等不同施工条件而各具特点，且城市供水工程项目具有施工条件复杂、涉及专业多、牵涉范围广等特点，因而在供水项目中，管网分散、施工范围广、地质条件复杂，管理和质量控制难度大。为保证工程整体质量，必须对施工全过程管理方案进行规划设计，这样才能保证供水工程输水管网的顺利改造升级。