浅谈改进节水灌溉输水管道施工工艺的有效技术措施

摘 要：节水灌溉工程投资主要集中在管道系统。根据阜阳市颍州区多年来节水灌溉工程设计资料分析，固定式喷灌工程管道系统投资约占工程总价的70～75%、半固定式喷灌工程地埋管道部位投资占35%左右，其中各级管道的连接管件则分别占管道投资的26%和24%。鉴于这种情况，根据工程实践经验，针对以往管道结构存在的问题提出了一些新的改进思路。

关键词：供水管道；施工工艺；改进

中图分类号：TV21 文献标识码：A

1 概述

阜阳市颍州区位于安徽省西北部、淮北平原的南端，属黄淮海平原的一部分，地理位置为东经114°53′17″～116°37′30″，北纬32°23′34″～33°34′00″。全区国土面积529平方公里，辖13个乡镇、办事处，总人口63.30万人，其中农村人口42.32万人，全年全区生产总值34.56亿元，人均生产总值5459元，全年农业总产值56075万元，其中农业产值27196万元，2009年项目区国内生产总值2031.7万元，其中农业产值1395.4万元，工业总产值636.3万元，农业人均纯收入3337元。

项目区经济以农业经济为主，主要农作物有小麦、玉米、大豆等。

阜阳市颍州区属淮北冲积平原，有沙颍河、汾泉河从境内流过，河流的水量受季节影响较大，夏季流量较大，冬季流量较小，地表水资源较为匮乏。

根据安徽省地质局和323地质队及省地质局第一水文地质大队提供的《阜阳市农田水文地质勘探报告》资料可知，颍州区地下水资源较为丰富，主要有全新统、上更新统和中更新统三个水层。这三个含水层水量相当丰富、稳定。按地下水的埋藏条件和水力特征，地下水可分为浅层水和中深层水，浅层地下水贮存于40m以上的全新统和上更新统地层中，主要接受大气降水、农灌回归水的垂向补给以及河流等地表水的垂向与侧向补给，消耗于潜水蒸发及开采，水位埋深在1～3m，近年来随着水资源开采量增加、水位埋深有所下降，最深达8m左右。导致浅水井供水量锐减，严重影响了农田灌溉与农业生产的发展。因此节水灌溉工程对发展颍州区农业经济尤其重要，灌溉输水管道施工工艺的改进势在必行。

2 管道结构改进的思路

对普通的管道系统连接方式和连接部位进行重新制作，采取组装式管件新结构。它涉及到地埋塑料管道的所有部件，以及地埋管道与地面移动管道连接的新结构，经过阜阳市颍州区西湖镇节水灌溉示范工程实践应用证明，施工效率提高一倍以上，施工费用减少三分之二，管材损耗减少3.5%，施工质量具有一次成功的把握，管道部分工程造价可降低8%～10%，其中连接管道下降到管道总价的15%～20%，平均降低6%～11%，取得了比较理想的效果。

输水管道由管子与连接部件所组成。就后者而言，涉及到两个问题：一是连接的方式问题，二是连接部件的结构问题。总结以往的工程实践，大致有五个方面的弊端：一是施工难度大，费时费力，必须有熟练的操作工人才会安装施工；二是造价较高，无论是内接的焊制关键，还是外部套接的铸铁关键都比较贵；三是功能单一，只能用在特定位置，不能他用；四是维修管理不便，漏水和脱节的隐患较多；五是内接式管件水头损失较大，运行成本相对较高。针对上述问题，我们对管道结构的连接方式和结构形式作了根本性改进，使之结构更加经济合理，施工安装更加快捷，质量更加稳定可靠，维修管理更加方便。

2.1 连接方式的改进

新的连接方式不同于内接承插形式，也不同与外装套接形式，而是采用夹装密封形式，不受管材材质（PVC、PE）的影响，不受管壁厚薄（高、中、低压）的限制，不破坏管材整体结构。施工安装时只需在关键连接部位外侧（一侧或相对的两侧）用加热的专用打孔器冲制与连接管件相应直径的孔，再将组装好的管件用螺栓夹装成一体即可，无需特殊工具，其安装技术简便。其主要优点是：

（1）灵活性大，可在管道的任何地段，任何部位接装，封堵、改变结构，其灵活程度是以往任何管件所无法比拟的。

（2）改善流道结构，管壁内部不增加任何阻挡水流的部位，使管内水流水头损失减少到最低限度。现场测试表明，局部水头损失减少幅度可达80%以上，因此在实际使用中，管道直径可比设计直径减小一个尺码，或延长单根管道使用长度，这对管道用量较大的节水灌溉工程来讲，对降低工程造价具有十分重要的现实意义。

（3）在设计工作压力不变的情况下，可适当降低水泵扬程的选用，以降低能耗，减少运行费用。

（4）体积小，重量轻，易于运输和存放。

2.2 结构形式

新的管道结构采用组合拼装形式，用户可根据工程实际需要将几个母件辅以标注件组合所需关键，可就地组装、更改，灵活方便。母件的规格品种可根据实际需要而定。我区一般选定110mm、90mm、75mm、63mm塑料关键为主，用母件组装足以满足节水灌溉工程对连接管件的需求。实践证明，采用这种关键结构，连接部位漏水的可能性很小，因此施工安装和管沟回填可同步进行，以缩短工期，不误农时。

3 管道结构的应用特点

3.1 配套性强

管件组装适宜各种塑料管材配套使用，对材质、壁厚、公差均无特殊要求，施工单位可就近取材，尤其适应与PE管材配套，原因之一是克服了PE管材施工连接性能差的弊端，有利于提高施工质量；原因之二是直径63mm以下的PE管材一般均以盘卷捆扎出厂，单根长度可达数百米，可以使管道在长度方向的接头数量减少到最低限度，单根管道往往不出现一个接头、卷体性强，既减少了连接时的管材损耗和施工费用，为降低工程管道用量和工程造价创造了条件，又增强了管道使用的可靠程度，大大减少了接头处漏水和脱节的可能性，保障工程建成后的长期稳定使用，减少工程运行维修费用。

3.2 适用范围广

①固定式喷灌工程所有连接部件；②半固定喷灌工程地埋管道的所有连接部件；③微灌工程的地埋管道连接部件；④低压管道输水灌溉工程；⑤地面软管灌溉工程。

3.3 通用性强

新的关键组装，工艺简单、成本低、加上合理的结构设计，因而具有较量的通用性和互换性，方便安装且质量稳定可靠，给工程交付使用后的维修管理也带来极大方便。

目前，部分关键组装结构还有待进一步完善，但总体上比较满意，漏水部位的返修率还不到0.5%。据已建工程测算：固定式喷灌工程可降低造价8%～10%，半固定喷灌工程可降低5%～5.5%。因而，如今全市或更大范围推广，节省投资非常可观。从施工技术要求看，老百姓均可施工，而且工程质量稳定，维修管理方便。从使用寿命看比以往延长8～10年。

参考文献

[1]黄修桥.灌溉用水需求分析与节水灌溉发展研究[J].西北农林科技大学，2005.