自来水厂给排水管道设计与施工研究

摘要：自来水厂给排水管道设计与施工在城市基础建设中具有重要作用，由于大部分的给排水管道都处于地下，因此，相关部门应合理设计排水管道，进行科学施工，以此确保工程质量。本文结合长沙市第六水厂给排水管道设计与施工工程实例，分析自来水厂给水系统给排水管道的设计与施工，以供参考。

关键词：自来水厂；给排水管道；设计；施工

给排水管道设计与施工是一种复杂的工程，既要满足工程要求，又要考虑施工环境的各种影响因素。同时，为了确保给排水系统的工程质量，也为了防止工程对其他埋设管道造成影响，必须在施工时注意各种问题。在给水排水管道工程中，不论是在设计还是在施工方面，存在问题都会影响给水排水管道工程的质量。所以，设计者要充分考虑各种因素，进行科学的工艺设计。

一、项目概述

长沙市第六水厂于2016年3月开始投入建设，2018年3月正式投产运行。该厂位于长沙市开福区芙蓉北路与兴联路的交汇处西北角，总占地面157.36亩，该工程的设计规模为Q=500000m3/天，分三期建设实施，目前投入运行的一期工程设计规模为9万m3/天。采用的原水为株树桥水库水，原水输水管线工程从株树桥引水管线工程栖凤路与陡岭路处开梯取水，管线全长约8.1km。该厂是一个采用新工艺、新设备的水厂，采用折板絮凝池、平流沉淀池、V型滤池、氯气消毒、臭氧消毒、活性炭深度处理、中水回用以及污泥脱水无害化处理等先进技术，出厂水可达到直饮标准。

厂区建构筑物包括预处理池、絮凝沉淀池、清水池、V型滤池、臭氧接触池、活性炭吸附池、抽水泵房、加药间、反冲洗泵房、臭氧车间、废水池、污泥浓缩池、储存池、污泥脱水间、提升泵站、机械间、仓库、生产管理间、保安间等。

二、水厂给排水管道的设计

长沙市第六水厂厂区原水管道设计管中心标高为

39.745～47.35m，雨水管管底标高为35.42～47.75m，管径为DN300－1000，污水管管底标高为38.04～47.0m，管径为DN300－400，路基填筑至管道顶部0.5m位置时，反开挖管沟槽进行管道安装及检查井砌筑，管道安装、回填及检查井做法均按设计及规范要求进行施工。

合理的设计是成功实施的先决条件，必须针对具体的施工地点及工程需求进行合理的配管设计。在施工前，第一，工作人员要到工地实地考察，全面了解具体情况，结合现场地形情况并充分考虑各处理工艺的给排水管线进水、出水高程，尽量通过重力进入下一处理工艺，减少处理水源的二次增压提升，在用地范围内合理布置水处理构筑物。第二，分析工程的深度，明确给排水管道的规格，并以特定环境为依据，选择管道的材料，确保材料能与环境相适应，从而延长管道的使用寿命。第三，规范管道的测试压力，结合地下水埋深等因素，确定管道的强度要求。第四，考虑加固水管的问题，在综合考虑多种因素后，制定一套合理的施工计划，从而确保施工进度和工程质量。

三、选材

在生产过程中应注重选材，尤其要注意耐腐蚀性能。为此，必须在管道中设置防腐绝缘层，延长管道的使用寿命。埋地钢管的内防腐层通常为水泥砂浆，外防腐层为石油沥青和环氧煤焦油。在选材时，还要检查原料的质量，选择不会伤害人体的材料。在本项目中，主要原料经有资格的生产厂家项目部验收后，择优采购。在选材过程中，应至少向三家预定的主要材料供应商及牌子，并与建筑公司及监理公司共同订货。模板及木吊杆由项目部购买，实现较优的价格及较少的运输费用。管道组成件必须具有质量证明书或合格证，管道组成件有使用前应进行外观检查。施工前，按相关规范检查施工中需要使用的材料，包括材料的外观质量、包装情况、质量保证书与合格证等。

四、自来水厂给排水管道的施工

（一）测量

在测量初期，首先要测量峰顶及轴心控制点，确保测量结果的精确性。按照测量规范，采用三层高程控制体系，并采用空中交通控制网。确定控制点时，还需要一些条件，一般都要在线路上的弯折点上，确保与建筑物的距离不远。为了更好地进行测量，项目部配有1台2″液位全站仪、1台红外水位仪、2台J6经纬仪、5台DS3液位仪、3台5m塔尺、2条50m钢带、2把测量伞。在使用前检查所有的检测设备。

（二）挖掘与防腐

管道铺设要求挖沟。在基坑开挖时，如果出现疏漏，就会影响地下管道。为此，必须在基坑开挖前，勘察基坑的施工现场，了解埋管状况。同时，与相关部门沟通，明确管道的布局，在确定地下管道的布置情况后实施挖沟作业。沟槽必须严格控制，如果尚未安装管道，挖掘深度必须低于标准，一般在5cm以下。在埋设管道时，要做好排水措施，确保排水沟的水深达到规范要求；在管基工程中，对软弱地基，要清理干净不同的土层后再回填，一般采用砂砾作填充物；注好水后，铺设管道；施工人员要测量中轴，确定其位置，同时了解地基的边界；在沟槽底端安装保护设备，施工时将建材摊开间隔5m左右。

（三）安装管道

1.厂内给排水管道

管道工程施工原则应遵循埋深较浅的避让埋深较深的，优先施工地下的，之后施工地上的，压力管道避让重力管道，优先施工管径大的，之后施工管径小的顺序，科学进行管线设计，有序进行交叉管线施工。

在室内管道的安装中，要注意以下问题：第一，管道的安装要按顺序。热介质管道在冷介质管道上，气体管道在液体管道上，保温管道在非保温管道上，金属管道在非金属管道上。第二，在管道的设计过程中，难免面临管道的跨越问题。这时用主干代替分支管，用重流管代替压力管，用软管代替软管。同时，按照施工要求严格检验各类设备及材料，确保管道不出现裂纹、管道的外形及表面没有毛刺及光滑，并与插座配套。第三，管路安装完毕后，仔细检查管路，确保压力测试前没有问题。在工程建设的全过程中，要注意管道的施工工艺。在施工排水技术安装的过程中，施工人员应具备较高的专业素质，在施工工作中要做到严谨、细致，严格控制施工中的每一环节，高度关注施工的难点和重点。管道施工程序如图1所示。

施工前，要逐级进行技术交底，将工程内容、进度要求、安全质量标准、施工重难点及关键技术等对管理人员、作业人员进行书面交底，明确施工过程各岗位工作职责，作业人员必须持证上岗。同时，对所有参加施工的各级管理人员、施工作业人员进行三级安全教育和培训。充分领会设计意图，有助于提高施工效率，合理有序安排施工工序，减少后期返工整改，这都需要施工人员熟悉图纸内容，特别是给排水工艺流程、管道的主要规格参数、管线的竖向标高和平面交叉位置等内容。施工劳务班组作为直接负责施工实施的队伍，要注意两方面内容：第一，选择具备类似工程施工经验的劳务队伍；第二，劳务管理人员、班组长、班组施工人员责任心要强、技术力量配备充足。在机械方面，要配备满足项目进度要求的施工机械机具及并在进场前确保检测合格，配备专门的执证上岗机械操作人员，确保机械的种类、规格和数量满足施工组织设计的要求，科学配置机械效率，确保在规定的工期内完工。对于重难点施工环节而言，按要求编制论证施工技术专项方案及作业指导书，确保施工准备阶段的质量控制，防范预防相关隐患和风险。

在管道安装前，应做好上一工序的交接检查，具备安装条件后组织施工。与设备进行管道连接时，应复核土建预留管位标高和水平位置，避免交叉管道冲突或影响制水工艺。按设计要求核对管道、管件和阀门等的规格、材质、型号，确认管道、管件和阀门等内部是否干净，检查管道、管件和阀门进场前、交接前、安装前，确认其质量符合设计文件的要求以及与土建预留匹配复核，及时解决存在的不适配问题。预制管道应按设计图纸进行编号，标注安装方向，按顺序号进行安装。管道安装的坡向、坡度应符合设计要求，安装时做预先点焊固定，调整复核无误后确保点焊牢固。穿池壁及过楼板的管道应在土建施工时提前预埋套管，且套管管径大于设计管径。

2.厂外原水管道

在安装原水管道前，必须核对出厂检测报告，认真检查每条球墨铸铁管道和螺纹钢管的外观，对于球墨铸铁管而言，特别要关注管道和配件是否存在砂眼、裂纹等质量问题。螺纹钢管要重点校验管道壁厚和出厂焊接质量，检查管体和管口有无形变变形。一旦发现有质量问题，立即与供货商联系，要求退货。管道调运时，也要注意吊点设置，采用吊带吊装，避免管口直接受力导致管道破损。挖沟时，要注意地基的高程，以免挖得过多，在挖沟深度达到规定深度前0.2～0.3m时，预留采用人工挖沟到规定的深度，避免超挖。在确保管基清洁度的前提下，做好管基清洁度的工作，使人、机紧密配合，提升工程进度。此外，在地基开挖的同时，充分认知施工现场的周围环境、地质和水文状况，确保地基群开挖的质量，对于距电杆、电线塔和建筑物过近时，为避免开挖放坡条件不足引发的安全隐患，可以采用支护开挖，例如，钢板桩、顶管施工。埋地管道施工顺序如图2所示。

五、管道施工质量通病及治理措施

（一）管道位置偏移或积水

产生的原因主要是施工测量放线有偏差，主观上施工走样，客观上管线线型变化，例如，排水管道在平面上产生位置偏移，立面上容易产生积水甚至倒坡现象。通过预防措施可有效改善：第一，施工前，严格按照相关规范要求和操作手册保护和复核交接桩。第二，施工放样要充分考虑水文地质的实际状况，严格按照设计说明的埋深进行放样，要求作业人员对工序进行自检和交接检，通过复测得出误差，在允许范围内并满足规范后，进入下一道工序。第三，施工时，严格按照样桩进行，例如，排水管道沟槽和平基要做好轴线和纵坡测量验收。

（二）管道渗漏水以及功能性试验不合格

产生的原因主要是基础不均匀下沉，而管道与管道、管道与配件本身及接口处施工质量不合格、连接封堵不严密也容易引发渗漏现象。对此，可以采取如下措施：第一，认真按设计要求施工，确保管道材料质量，并确保地基具有足够的承载力，尤其是自重较大的管道，为避免施工后地基不均匀沉降，可采用轻型动力触探进行击打实验。第二，如果槽底土壤被扰动或受水浸泡，承载力达不到标准时，还应做地基换填或补强，例如，先挖除松软土层并超挖部分深度，用杂砂石、碎石或三七灰土等稳定性好的材料回填密实换填，常见的可通过打入松木桩加片石铺底、混凝土包管等措施，提高基槽底部的承载力，预防管道沉降引发的渗漏。第三，地下水位以下开挖土方时，应采取有效的降排水措施，确保干槽开挖，必要时在槽坑底预留20cm厚土层，待后续工序施工时随挖随清除。

（三）井壁和与其连接管的结合处渗漏

第一，检查井、阀门井等井室处于市政道路上时，在设计上应优先考虑现浇混凝土或预制模块式混凝土结构，更有利于结构的耐久性。对于绿化、人行道等位置可采用砖砌井室，但砌筑砂浆要饱满，勾缝全面不遗漏，及时压光收浆并养护。第二，与井室连接的管外表面应先预留套管，套管与管道之间要有良好的密封性，以防渗漏，设计管道为压力管道时，还要考虑密封填充材料的抗震性和耐久性。

六、结语

综上所述，自来水厂给排水管道设计与施工对城市给水管网的建设具有重要意义。在施工前，施工人员要细致调查施工场地，了解项目的具体要求，并制定一套科学的施工方案。在工程建设中，从实测到压力测试，都由施工单位来完成，以此提升整个工程的质量水平。

参考文献：

[1]潘琴.浅谈给排水管道的施工技术[J].城市建筑，2014（12）：185.

[2]彭艳彬.新型给排水管道技术经济比较研究[J].装饰装修天地，2017（11）：202.

[3]杨梅花.新型给排水管道技术经济比较浅析[J].科技风，2011（09）：209.

[4]邬可胜.浅谈给排水管道防腐施工新技术研究应用分析[J].全面腐蚀控制，2016，30（09）：87-89.

作者简介：陈卓（1992），男，湖南省长沙市人，本科，工程师，从事市政给排水工程施工管理工作。