供水工程管道安裝方案設計

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摘要：本文結合天水市城區引洮供水工程實踐,簡要介紹了第十二標段管道安裝方案設計，項目部根據現場實際地形、地質情況編制施工組織設計，細化管道安裝施工方案，精心施工，使得管道安裝分部工程順利實施。

關鍵詞：管道安裝；壓水試驗；方案設計

1工程概況

天水市城區引洮供水工程從引洮二期四干渠末端取水，設計引水流量2.1m3/s。主要建設內容有渠道工程、隧洞工程、輸水管道工程和調蓄水池工程等。前段渠道工程總長14.63km；中段輸水管道工程管線長48.199km，2#隧洞出口至楊家灣調蓄水池，管道長20.852km；楊家灣調蓄水池至水處理廠供水管道長2.02km。1座單池容積為1.55萬m3的調蓄水池以及進、出水構筑物。本標段為施工第十二標段：樁號20+709.28～111+015(31+997.13～106+335.28）段壓力管道、鎮墩、閘閥井及其他附屬建筑物的土建施工和設備安裝工程。管道管材為鋼管，全長15.97km，管徑Φ1200mm，管線全線設計為地埋式，鋼管連接方式為焊接，管節類型包括直管及彎管、三通等其他管件，連接方式為焊接，鋼管及管件主材均為Q345C。

2管道安裝主要施工方法

2.1交接樁及測量放線

管道安裝的第一項工作是管線鋪設沿線控制樁的交接，施工單位應由專業測量工程師根據設計單位提供的施工圖進行管路沿線的布控。控制樁主要有臨時性、永久性水準點，施工單位對測控原始資料進行核算，確保數據的正確性。完成控制樁交接后即進行測量放線，根據圖紙提供的樁點布設管線開挖中線，測量過程中對施工區外的控制樁進行引測，將其轉換為作業區內的控制樁。對沿線的所有控制樁均應進行樁號、里程、高程、轉角角度的核對。對地勢平坦的地段采取與管軸線等寬平行移動的方法移樁，控制樁一般移至與管道焊接安裝同側，以方便管道安裝，平移距離與管線作業區不超過1m。轉折點的控制樁應沿角度平分線向前布設。在平移控制樁的過程中要做好原始樁的保護措施，以防破壞，平移后的控制樁即為管道的控制線副樁。遇地形復雜坡陡溝深地段無法移動控制樁時，可采用引導法定位。將原始控制樁平移到可作業區范圍內后，就可以進行管道安裝線路的中心線和開挖作業區域。這時的線路不是很精確，需要在原有的控制樁基礎上加密，即增設百米樁。對轉折點角度較大的線路也要加設控制樁，達到精度要求。對于需要在地面布設曲線的彈性敷設管段或冷彎管管段，沿轉角的切線長度、外矢矩進行計算布置加密樁。如管道為預制彎管則需要根據其曲率半徑和角度布設曲線。

2.2管槽開挖

2.2.1管槽的幾何尺寸本標段6.17km管線布設在藉河Ⅰ級階地之上，管道設計挖深3～4m，管基巖性為Q42alp沖洪積砂礫石。Q42alp沖洪積砂礫石厚度4.5～10m，結構稍密，其上為1.5～2m的沖洪積砂壤土。管道地下水埋深2～4m，賦存于Q42alp砂礫石中，地下水對砼無腐蝕性。0.95m布設在藉河河床中，管槽設計挖深3～4m，管基巖性為Q43alp沖洪積砂礫石。藉河河床砂礫石厚度6～10m，結構松散，具強透水性，賦存地下水，滲透系數20～35m/d，地下水水質良好，對砼無腐蝕性。管槽設計挖深3～4.5m，管基巖性為Q43alp洪積砂礫碎石。地下水埋深4～5m。0.28m布置在牛堯溝及其洪積扇之上，管槽設計挖深3～4.5m，管基巖性為Q43alp洪積砂礫碎石，地下水埋深4～5m。管道溝槽的開挖尺寸包括管槽的深度、上口寬、下口寬及邊坡坡度確定，同時考慮開挖土的級別，開挖的難易程度，結合現場的條件和開挖采用的方式（機械開挖還是人工開挖）進行設計。管槽下口寬度應根據鋼管外徑、開挖方法、管道組裝焊接形式及地形地貌結合地質因素確定，一般兩側要留出40cm的作業面。管槽底寬確定后，管道開挖坡度主要由土的級別、管道埋深決定，結合地質資料進行確定。管槽開挖放坡分為兩種情況：≤5m的管槽坡度和＞5m深度的坡度。本標段管槽開挖深度均小于5m，根據施工經驗，巖石取1∶0.3，土取1∶0.75，砂礫石介于二者之間，具體開挖尺寸以施工圖紙為標準。2.2.2管槽開挖開挖過程中要做好原有地下水管和地下光纜的防護工作，距地下設施兩側5m范圍內優先采用人工開挖，并對標明的地下設施采取有效的保護措施。覆蓋層剝離后，將雜草風化料棄之不用，可用來回填的土堆放在作業工序少的一側。管槽開挖中要防止邊坡塌方，根據土的力學性質確定適當的坡度，對于較深的溝槽宜分層開挖；管槽開挖完成后應在四周砌筑閉合土埂，做好排水溝、集水井，防止水流入管槽內。管槽底部不得超挖，其高程要隨時進行測量，使用機械開挖時，在管槽底部預留20cm土層，用人工清挖，如遇超挖，應填水夯料，其夯實后的密實度不能低于天然地基密實度；管槽開挖邊坡為1∶0.2；管槽深度符合設計要求，管槽底部高度、上口寬度、軸線、轉折點的偏差值均根據施工圖紙進行開挖，同時考慮施工安全和工程質量。管槽彎段應平滑過渡，轉彎半徑應滿足設計要求。完工后的管槽邊坡不得有危石，底部應清理平整。開挖后應及時檢查驗收，對不達標的管段進行修整。在邊坡開挖過程中，定期檢查開挖剖面規格和邊坡軟弱巖層及破碎帶等不穩定巖體的處理質量。

2.3管道布置、安裝

管件應完整，無缺損、變形，管材和管件的承插粘結面表面平整，尺寸準確。管材按不同的規格分別堆放，管件應按不同的品種、規格分別存放，并搭設防雨棚防銹蝕變形。正確計算管道鋪設長度，根據規范確定兩檢查井間管道長度、管子伸進檢查井內長度及兩管端頭之間預留間距，要嚴格控制。嚴格控制管道順直度和坡度，采取措施隨時檢查，安裝時要在管道半徑外掛邊線，線要拉緊，不能松弛，在調整每節管子中心線和高程時，要用石塊支墊牢固，相鄰兩管不得錯口；在澆筑管座時，要先用與管座同標號的細石混凝土把管子的兩側與平基相接處的三角部分填實，再在兩側回填。

2.4管槽回填

鋼管吊入溝槽后應及時回填，特別是山區、人口密集及雨季施工的管槽，下溝管道的端部應預留出50倍管徑且不小于30m管段暫不回填。管槽回填土宜高出地面0.3m以上，覆土應與管槽中心線一致，其寬度為管槽上開口寬度。管道回填采用分段進行，分段長度50～100m分區控制。回填自下而上依序分層進行，即基礎翻夯→管身回填→管頂回填等。管身的回填材料用推土機、液壓挖掘機等配合均勻的散布在管溝內，無法采用機械攤鋪時，采用人工進行攤鋪，然后用3Y12型自行式振動碾、LP750手扶式振動碾、內燃震動沖擊夯、蛙式打夯機等型式振動碾分層碾壓。但距離管道外壁0.3m范圍內只能使用小型設備人工夯實。夯實過程中要十分小心，嚴禁夯打到管身上。管頂回填直接采用反鏟或T160推土機將回填料推移到溝槽區進行回填；距離管道外壁1.0m時，液壓反鏟站在管道一側，將回填料均勻地攤鋪在管道周側進行碾壓，距離管道外壁0.5m范圍內使用小型設備。建筑物基礎回填材料用裝載機和人工配合均勻散布在回填區域內，采用機械配合人工的方式夯實。槽底到管頂以上500mm范圍內不得含有機物以及大于50mm的磚、石等硬塊；密實度管道兩側為0.9，頂管以上高為500mm范圍內為0.85，其他均為0.9，位于道路處按道路要求辦理；施工地基處理先淺后深，構（建）筑物應先深后淺的原則。管道管頂最小覆土層厚度為1.5m；對于穿河溝位置管道，要求管頂埋設最小覆土層厚度為2.5m。管頂原狀自然土回填壓實系數不小于87%，管道兩側回填土的壓實度不應小于93%，基礎回填壓實系數不小于95%。

2.5管道壓水試驗

管道安裝完成后要進行嚴密性和強度的試驗，試驗用水為清潔水源，采用試驗來檢驗管道的安裝質量。本標段處于水質清潔區域，符合壓水試驗水質要求。管道在試驗前首先對管道進行灌水浸泡，24h后觀察其穩定性，如無滲漏、塌陷、崩管現象則進行試驗。壓水試驗管的長度選擇：對于中間沒有閥門等連接部件的管路選擇壓管段長度，對無閥門等中間連接的管道選擇≤1.0km；否則進行分段對有中間連接件的管道可根據其位臵分段進行試壓。對不同材質的管道要分別進行試驗，本標段管材為同一材質1.0km劃分為一個試驗段，對中間連接管件比較多的管段根據實際進行分段試驗。壓水試驗的靜水壓力不得小于設計值，且不得大于管材標注值。嚴密性試驗要根據管道的外徑進行劃分，本標段管徑為Φ1200mm，采用測定滲水量法進行檢測；對連接管件多、長度較短的管道采用降壓法進行檢測。本標段管道的設計工作壓力為0.8MPa，試驗壓力為0.75MPa，在全線灌水時旁通閥全部打開，自動排氣閥排氣，加壓過程中打壓至試驗壓力，10min壓降小于0.05MPa為合格。壓水過程中要將水泵、壓力表安裝在試驗段低點端與管軸線相垂直的進水管上。對管道支墩的強度進行復核，保證錨固設施的牢固。將試壓段閘閥全部開啟，保證排水疏導措施完好，安全措施到位。壓水試驗開始先從最低點慢慢注入，同時管頂高點處設排氣閥排除管道內的氣體。試驗過程中逐步升壓，將管道內氣體排空。每次提高壓力級別都要檢查管道后側、管道鎮墩、支墩是否有位移，管道本身及各連接部位是否有錯位，如無此類情況發生方可繼續進行。試驗過程中如出現不利情況，不得對管道進行拉動、敲打，如出現裂縫將不可進行修補。升壓達到設計壓力值時，應進行管道強度試驗。達到設計壓力后保持不變1h，管道滲漏水量小于檢測值，管道平穩無擾動時，試驗所得數據為合格。對局部小量滲漏水部位等試驗結束后進行修補或更換。試驗過程中要做好試壓數據的采集，填寫備查表，做好記錄，經試驗人員簽認后歸檔保存。

3結束語

本工程項目管道安裝占投資比重較大，管線較長，是影響工程全面竣工的關鍵線路，項目部根據現場實際地形、地質情況編制施工組織設計，細化管道安裝施工方案，精心施工，使得管道安裝分部工程順利實施，得到了業主、監理的一致認可，為整個工程項目如期完工打下了良好的基礎。

作者：臧錦平 單位：甘肅省水務投資有限責任公司