自来水管道施工技术与经验分析

【摘 要】在自来水管网工程中，管道施工是重点，施工的质量对市政管网的正常运行具有直接的影响，因此应对管道施工的质量进行严格的控制。在自来水管道施工中，提高施工的技术水平，是保证管道施工质量的重要方面。文章将主要分析自来水管道的施工技术以及经验，以供参考。

【关键词】自来水管道施工；技术；经验；球墨管

近年来，随着城乡一体化进程的不断推进，各地的区域联网供水工作陆续开展起来，通过全区域铺设供水主管网，结合建设相应的供水增压站，实现城乡居民供水的同网同质目标，可以大大改善乡村用户的自来水水质。在实施过程中，提高施工的技术水平，是保证管道施工质量的重要方面，对确保管网的正常运行具有直接的影响。

目前自来水管道经常采用的管材包括球墨铸铁管、螺旋钢管、PE管和PP-R管四种管材。球墨铸铁管具有较好的延伸率、刚度和抗拉强度，耐腐蚀，使用寿命长，接口密封性好，安装简易维修方便，在自来水管道中得到了广泛的应用。

笔者就负责实施的南京市高淳区的区域联网供水管网工程，重点对球墨铸铁管道施工的前期准备、沟槽开挖、地基处理、管道施工及加固、试压、冲洗等方面进行探讨。

1 施工前的准备工作

对于自来水管道的施工工作，施工前做好准备工作是非常重要的。设计图纸应认真阅读，同时必须进行现场的勘察工作以了解施工现场的地质情况，熟悉管线的布置，掌握施工的工程量和施工的难点；对施工人员要进行合理的组织，做好施工材料、设备的准备工作，并采取一系列的安全措施。

在勘察现场时，应当和甲方代表、设计方以及监理人员一起，检查现场的障碍物、设计的变更工作、材料的存放条件等问题，以了解现场的条件能否满足施工的要求，并确保顺利开工。

进场以后的管材、管件应根据规格的不同，进行分类放置，并派专人负责看管，避免发生管件丢失的情况；管材排放应与施工管槽的方向相同，并间隔一定的距离进行堆放，为人工排管以及下管提供方便。

在施工中，施工的安全管理非常重要，必须采取一定的措施。对于施工的机具，必须检查性能；施工人员在工作的过程中，需要佩戴安全帽；结合施工的环境，对于施工中容易出现的问题进行仔细的分析，与施工人员进行交底工作；平时应注意加强施工人员的安全培训。在施工工地周围，适度地设立警示标志，如警示带、警示灯，人员车辆较多处设置护栏甚至围挡等，为施工周围的安全提供保证。

2 沟槽放线以及开挖工作

2.1 沟槽开挖

在施工之前，应及时与相关地下管线单位联系，查明其地下管线的具置，以便进行避让。

在放线之前，应设定好开挖的断面和开挖的宽度。在设定开挖深度时，主要是根据管材、土壤等，管道埋深需要考虑外部的荷载、管材的布置等。通常情况下，金属管道覆土深度不小于0.7m，非金属管道通常为1.0至1.2m。

沟槽的开挖可以选择两种方法：一种是人工开挖；一种是机械开挖，需要结合施工的现场条件而定。人工开挖应结合沟深进行，当沟深低于3m时必须分层开挖，每层深度不超过2m；在开挖的时候，土方通常是堆放在沟的两侧，堆土和沟槽距离应超过0.8m，堆土的高度不能大于1.5m，以防止出现塌方。机械开挖前，必须注意行走路线；为保证开挖槽底土壤的原样，在高于基底标高的基础上，留下约0.2m的土层，等待人工清挖；此外，如果机械开挖沟槽位置处于设备较多的区域时，需要由专门指挥员负责，避免对设备造成损坏。

2.2 垫层地基处理

该区域联网供水管网工程沿省级公路外侧铺设，管位大部分在农田或公路水沟外侧绿化带，设计对沟底的要求是自然的土层，如果沟底地基无法满足承载力要求，就需要对垫层进行处理，避免管道出现不均匀沉降的现象。例如在某河流两侧3公里范围内，主要土层为淤泥质粉质粘土、淤泥质亚粘土等，力学性能较差，经土工力学试验，这类土的承载力为7t/m3左右，基本满足工程管道地基的静态承载力要求。也有部分软弱地基地段，经测试无法满足承载力要求的，就需要进行加固处理。实际施工中主要采取了打杉木梅花桩、换填砂石垫层、抛大片石挤淤等地基处理措施，以确保管道承载地基的稳定性。

2.3 注意事项

沟槽开挖的质量在一定程度上影响到管道安装的质量，必须确保开挖合理性以及准确性。在进行开挖时，需要注意到以下几点：第一，基坑尺寸由施工的方案决定，根据设计的尺寸，便于进行排水来设置。在开挖之前，必须根据测量的中心线，确定开挖的边线。第二，开挖基槽不能超过基底的标高，在基底标高上，留置土层为20cm，待安装管材的时候再去开挖；如果采取抛大片石挤淤对地基进行处理措施时，应在其上铺10cm砂或石粉垫层并找平。第三，在下雨的情况下，做好排水处理，充分发挥排水沟的作用。第四，管道安装前，在接口处挖设工作坑，承口前大于等于600mm，承口后超过斜面长，两侧大于管径，深度大于等于200mm，以保证操作段管道承口悬空。

3 管道的施工

3.1 准备工作

在施工之前，需要做的准备工作包括以下几个方面：第一，检查合格证，在管道铺设以前，完成交接验收工序，对于待用管材，根据产品的标准进行质检，对于不合格的产品，做好标记，并及时移至指定地点，以免误装，质检合格后才予以排管。第二，对管材的要求，管材的表面应没有裂缝，没有机械损伤等情况，管道内外的防腐必须达到要求。第三，在安装之前，必须对管道的内部进行清理，并检查插口端部有否倒角，没有倒角时应用砂轮机将其打磨成45°倒角。

3.2 稳管

首先，结合管径的大小，考虑到沟槽以及施工的装备，把管道置入沟槽。应注意平稳下沟，避免管道的损坏。其次，下管时，应使管身保持平衡，均匀放置，避免管材滚入沟槽里。第三，采用吊车下管时，吊具采用专用高强尼龙吊装带，以免破坏管道表面。

3.3 管道安装

球墨管采用胶圈柔性接口，安装较为便利。在安装前，应铲除承口铁屑砂粒并用刷子刷净，再次扫除管内污物；将胶圈表面用软布擦去浮尘，拧成花瓣形放入承口的线槽内，然后用手压向管壁，到位后，用橡胶小锤子敲打凸起处，使胶圈均匀服帖地卡在槽内，胶圈放好后在其表面均匀地刷上油。

在安装的时候，将管道垫平，一侧管道插口与另一个管道的承口相接，插口端部在第一道白线外也刷上油，并要防止刷油后再沾上砂粒及水珠。定位时由吊车将管道提起。两人在管端用撬棍慢慢推向承口，使两根管道的承插口对接时沿周围缝隙均匀，并使接口两边的管道轴线在一直线上。顶进时用两台5吨手扳葫芦，手扳葫芦一头勾住承口，另一头用链子绕在已安装好的管道承口外面，操作两台手扳葫芦同时等速度渐渐顶进，保证胶圈同时到达工作面，当插口管端的两条白线刚好在承口管端的中间时，结束安装。对于小于3m的短管及套管的安装要注意在顶进时防止已装好的管道脱离，办法是：在安装时前面已装好的管道上的手扳葫芦及绳索暂时不要拆除。

管道到位后应立刻进行检查：用金属塞尺承口缝隙直至顶到胶圈，沿圆周检查，如果量得的插入深度尺寸一致，安装合格，可进行下一根管道的安装；反之则说明胶圈发生了扭偏、离槽等问题，必须立即拔出重装。一般胶圈发生扭偏、离槽的原因，一是承口内有水或者泥沙，二是顶进时两根管道不平直。对于安装不合格需要拆除重新安装的管道，实际施工中可用吊车把管道吊起左右慢慢晃动，使管道自动脱口。

每根管道安装好后要测量其管顶高程，符合设计要求后，在接口外的管身两侧立即覆土，立即覆土的作用一是防止管道移位，二是在雨季施工的时候，可防止管材浮漂。

当安装两根管道以后，可根据管沟走向把管道偏转一定的角度，但是，不能大于规定值。为了防止偏移角度过大，实际施工中可注意观察插口端部的两条白线的位置，内侧承口在两条白线中间、外侧能见到两条白线时为合格，反之，内外侧均能见到两条白线则超过了允许角度为不合格。

3.4 回填土的施工

由于管位在农田或绿化带，按照规范要求，回填土预留沉降量至地表以上10～15cm，表面整平即可。在管道试压合格后，即按要求进行全线管沟的回填土施工，回填时管道两侧应对称进行，防止管道发生位移或损伤。在管道与土壤这一体系中，由于管道与土壤的相对变性量不同，它们在外荷载作用下，将发生外荷载与土壤、管道抗力之间的相互作用，一般在回填一年后管顶土压力将趋向稳定。该工程全线总长28公里，2010年施工，2012年投运至今，施工中除局部地段采用外运黄土回填外，均就地原素土回填，从实际运行情况来看，未发生一起因回填土施工质量不稳定而产生管道不均匀沉降等损管事故。

3.5 相关注意事项

管件、阀门的安装：安装管件、阀门等应位置准确，闸阀安装应牢固、严密，启闭灵活，与管道轴线垂直，阀杆要垂直向上。

管道两端的临时封堵：给水管道暂时停止安装时（当天收工或遇雨停工），管道两端敞口应做临时封堵，以免污物进入管道。

4 管道加固及试压、冲洗

4.1 管道支墩和管件加固

管道在埋设过程中改变方向、设置三通等处，为防止管道试压及管道运行后受水力作用产生纵向或竖向拉力，施工时应对弯管、三通、堵头等处设置支（挡）墩或镇墩。管道支墩应在坚固的地基上采用混凝土浇筑，其强度等级不应低于C15。支墩施工前，应将支墩部位的管节、管件表面清理干净；支墩应在管节接口做完、管节位置固定后修筑，并与管道接触紧密，浇筑后应进行养护。当遇到管基、管沟均为回填土时，可在支墩处打入直径不小于10cm的木排桩，然后再浇筑支墩。

管件加固也非常重要，对于新旧管道碰头处的管件加固更要注意。如果加固没有达到要求，当顶出管件时，修复较为麻烦。例如在本地某区域联网供水主管网与乡镇管网对接装表时，装表处低于远端增压站24m，且表后几米处即为90°弯头，水表阀门处安装普通的松套伸缩接头，在正式供水时发生接头处推移大量漏水现象，改装为双法兰限位伸缩接头后，即解决了问题。

4.2 管道试压

管道试压的目的是对施工用管材、管件及施工质量的检查，以便提早发现问题、及时整改，确保管道投运后的长期正常运行。试压前应编制方案，包括管口的封堵、进水管路、排水口和排气孔的设置，加压设备、压力计的选择和安装，电力供应，升压分级的划分和观测计划，以及试压管段的安全措施等。试压工作应统一指挥，分工明确。

试压管道长度应根据实际情况而定，以不大于1.5公里为宜。充水应由低处缓慢进水，高点设置排气阀排气。由于球墨铸铁管内衬水泥有吸水作用，试压前应充分浸泡，浸泡时间不少于48小时。

试压段最低点压力由管道工作压力确定，工作压力0.5MPa以下的，试验压力为工作压力的2倍；工作压力大于0.5MPa的，试验压力为工作压力加0.5MPa。

预试验阶段：将管道内水压缓缓地升至试验压力并稳压30min，期间如有压力下降可注水补压，但不能高于试验压力；检查管道接口、配件等处有无漏水、损坏现象；有漏水、损坏现象时应及时停止试压，查明原因并采取相应措施后重新试压；

主试验阶段：停止注水补压，稳定15min，当15min后压力下降不超0.03MPa时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30min，进行外观检查，若无漏水现象，则水压试验合格；

注意事项： 管道升压时，管道的气体应排除，升压过程中，当发现压力计表针摆动、不稳，且升压较慢时，应重新排气后再升压；应分级升压，每升一级应检查后背、支墩、管身及接口，当无异常现象时再继续升压；水压试验过程中，后背顶撑、管道两头严禁站人。

4.3 管道冲洗

冲洗前的准备：管道冲洗流速应大于1m/s，为保证冲洗水的通畅性，一般应保证出水口截面积不小于管道截面积的三分之一。

冲洗要求：管道在冲洗时应保持连续性，当冲洗到出水口与入水口的水质浊度在颜色、透明度一致时，结束第一次冲洗；第二次冲洗前，用有效氯离子含量不低于20mg/L的清洁水浸泡管道24小时，然后再用清洁水进行冲洗，直至相关水质监测部门取样化验合格。

5 结语

笔者结合自己的施工管理经验，分析自来水管道施工的工序，对于施工前的准备工作、沟槽放线和开挖、管道的施工、覆土回填、管道加固及试压冲洗进行详细的分析，并提出沟槽开挖以及保证施工质量的措施，增强自来水管道施工的安全性，保证管道安装的经济性，为设计人员提供参考。

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