供水工程管道安裝方案設(shè)計(jì)

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摘要：本文結(jié)合天水市城區(qū)引洮供水工程實(shí)踐,簡(jiǎn)要介紹了第十二標(biāo)段管道安裝方案設(shè)計(jì)，項(xiàng)目部根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形、地質(zhì)情況編制施工組織設(shè)計(jì)，細(xì)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(shí)施。

關(guān)鍵詞：管道安裝；壓水試驗(yàn)；方案設(shè)計(jì)

1工程概況

天水市城區(qū)引洮供水工程從引洮二期四干渠末端取水，設(shè)計(jì)引水流量2.1m3/s。主要建設(shè)內(nèi)容有渠道工程、隧洞工程、輸水管道工程和調(diào)蓄水池工程等。前段渠道工程總長(zhǎng)14.63km；中段輸水管道工程管線長(zhǎng)48.199km，2#隧洞出口至楊家灣調(diào)蓄水池，管道長(zhǎng)20.852km；楊家灣調(diào)蓄水池至水處理廠供水管道長(zhǎng)2.02km。1座單池容積為1.55萬m3的調(diào)蓄水池以及進(jìn)、出水構(gòu)筑物。本標(biāo)段為施工第十二標(biāo)段：樁號(hào)20+709.28～111+015(31+997.13～106+335.28）段壓力管道、鎮(zhèn)墩、閘閥井及其他附屬建筑物的土建施工和設(shè)備安裝工程。管道管材為鋼管，全長(zhǎng)15.97km，管徑Φ1200mm，管線全線設(shè)計(jì)為地埋式，鋼管連接方式為焊接，管節(jié)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(cè)量放線

管道安裝的第一項(xiàng)工作是管線鋪設(shè)沿線控制樁的交接，施工單位應(yīng)由專業(yè)測(cè)量工程師根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的施工圖進(jìn)行管路沿線的布控?？刂茦吨饕信R時(shí)性、永久性水準(zhǔn)點(diǎn)，施工單位對(duì)測(cè)控原始資料進(jìn)行核算，確保數(shù)據(jù)的正確性。完成控制樁交接后即進(jìn)行測(cè)量放線，根據(jù)圖紙?zhí)峁┑臉饵c(diǎn)布設(shè)管線開挖中線，測(cè)量過程中對(duì)施工區(qū)外的控制樁進(jìn)行引測(cè)，將其轉(zhuǎn)換為作業(yè)區(qū)內(nèi)的控制樁。對(duì)沿線的所有控制樁均應(yīng)進(jìn)行樁號(hào)、里程、高程、轉(zhuǎn)角角度的核對(duì)。對(duì)地勢(shì)平坦的地段采取與管軸線等寬平行移動(dòng)的方法移樁，控制樁一般移至與管道焊接安裝同側(cè)，以方便管道安裝，平移距離與管線作業(yè)區(qū)不超過1m。轉(zhuǎn)折點(diǎn)的控制樁應(yīng)沿角度平分線向前布設(shè)。在平移控制樁的過程中要做好原始樁的保護(hù)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(fù)雜坡陡溝深地段無法移動(dòng)控制樁時(shí)，可采用引導(dǎo)法定位。將原始控制樁平移到可作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)后，就可以進(jìn)行管道安裝線路的中心線和開挖作業(yè)區(qū)域。這時(shí)的線路不是很精確，需要在原有的控制樁基礎(chǔ)上加密，即增設(shè)百米樁。對(duì)轉(zhuǎn)折點(diǎn)角度較大的線路也要加設(shè)控制樁，達(dá)到精度要求。對(duì)于需要在地面布設(shè)曲線的彈性敷設(shè)管段或冷彎管管段，沿轉(zhuǎn)角的切線長(zhǎng)度、外矢矩進(jìn)行計(jì)算布置加密樁。如管道為預(yù)制彎管則需要根據(jù)其曲率半徑和角度布設(shè)曲線。

2.2管槽開挖

2.2.1管槽的幾何尺寸本標(biāo)段6.17km管線布設(shè)在藉河Ⅰ級(jí)階地之上，管道設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)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(duì)砼無腐蝕性。0.95m布設(shè)在藉河河床中，管槽設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)松散，具強(qiáng)透水性，賦存地下水，滲透系數(shù)20～35m/d，地下水水質(zhì)良好，對(duì)砼無腐蝕性。管槽設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shí)考慮開挖土的級(jí)別，開挖的難易程度，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的條件和開挖采用的方式（機(jī)械開挖還是人工開挖）進(jìn)行設(shè)計(jì)。管槽下口寬度應(yīng)根據(jù)鋼管外徑、開挖方法、管道組裝焊接形式及地形地貌結(jié)合地質(zhì)因素確定，一般兩側(cè)要留出40cm的作業(yè)面。管槽底寬確定后，管道開挖坡度主要由土的級(jí)別、管道埋深決定，結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)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(biāo)段管槽開挖深度均小于5m，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，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(biāo)準(zhǔn)。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(hù)工作，距地下設(shè)施兩側(cè)5m范圍內(nèi)優(yōu)先采用人工開挖，并對(duì)標(biāo)明的地下設(shè)施采取有效的保護(hù)措施。覆蓋層剝離后，將雜草風(fēng)化料棄之不用，可用來回填的土堆放在作業(yè)工序少的一側(cè)。管槽開挖中要防止邊坡塌方，根據(jù)土的力學(xué)性質(zhì)確定適當(dāng)?shù)钠露?，?duì)于較深的溝槽宜分層開挖；管槽開挖完成后應(yīng)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(nèi)。管槽底部不得超挖，其高程要隨時(shí)進(jìn)行測(cè)量，使用機(jī)械開挖時(shí)，在管槽底部預(yù)留20cm土層，用人工清挖，如遇超挖，應(yīng)填水夯料，其夯實(shí)后的密實(shí)度不能低于天然地基密實(shí)度；管槽開挖邊坡為1∶0.2；管槽深度符合設(shè)計(jì)要求，管槽底部高度、上口寬度、軸線、轉(zhuǎn)折點(diǎn)的偏差值均根據(jù)施工圖紙進(jìn)行開挖，同時(shí)考慮施工安全和工程質(zhì)量。管槽彎段應(yīng)平滑過渡，轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。完工后的管槽邊坡不得有危石，底部應(yīng)清理平整。開挖后應(yīng)及時(shí)檢查驗(yàn)收，對(duì)不達(dá)標(biāo)的管段進(jìn)行修整。在邊坡開挖過程中，定期檢查開挖剖面規(guī)格和邊坡軟弱巖層及破碎帶等不穩(wěn)定巖體的處理質(zhì)量。

2.3管道布置、安裝

管件應(yīng)完整，無缺損、變形，管材和管件的承插粘結(jié)面表面平整，尺寸準(zhǔn)確。管材按不同的規(guī)格分別堆放，管件應(yīng)按不同的品種、規(guī)格分別存放，并搭設(shè)防雨棚防銹蝕變形。正確計(jì)算管道鋪設(shè)長(zhǎng)度，根據(jù)規(guī)范確定兩檢查井間管道長(zhǎng)度、管子伸進(jìn)檢查井內(nèi)長(zhǎng)度及兩管端頭之間預(yù)留間距，要嚴(yán)格控制。嚴(yán)格控制管道順直度和坡度，采取措施隨時(shí)檢查，安裝時(shí)要在管道半徑外掛邊線，線要拉緊，不能松弛，在調(diào)整每節(jié)管子中心線和高程時(shí)，要用石塊支墊牢固，相鄰兩管不得錯(cuò)口；在澆筑管座時(shí)，要先用與管座同標(biāo)號(hào)的細(xì)石混凝土把管子的兩側(cè)與平基相接處的三角部分填實(shí)，再在兩側(cè)回填。

2.4管槽回填

鋼管吊入溝槽后應(yīng)及時(shí)回填，特別是山區(qū)、人口密集及雨季施工的管槽，下溝管道的端部應(yīng)預(yù)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(yīng)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(jìn)行，分段長(zhǎng)度50～100m分區(qū)控制?；靥钭韵露弦佬蚍謱舆M(jìn)行，即基礎(chǔ)翻夯→管身回填→管頂回填等。管身的回填材料用推土機(jī)、液壓挖掘機(jī)等配合均勻的散布在管溝內(nèi)，無法采用機(jī)械攤鋪時(shí)，采用人工進(jìn)行攤鋪，然后用3Y12型自行式振動(dòng)碾、LP750手扶式振動(dòng)碾、內(nèi)燃震動(dòng)沖擊夯、蛙式打夯機(jī)等型式振動(dòng)碾分層碾壓。但距離管道外壁0.3m范圍內(nèi)只能使用小型設(shè)備人工夯實(shí)。夯實(shí)過程中要十分小心，嚴(yán)禁夯打到管身上。管頂回填直接采用反鏟或T160推土機(jī)將回填料推移到溝槽區(qū)進(jìn)行回填；距離管道外壁1.0m時(shí)，液壓反鏟站在管道一側(cè)，將回填料均勻地?cái)備佋诠艿乐軅?cè)進(jìn)行碾壓，距離管道外壁0.5m范圍內(nèi)使用小型設(shè)備。建筑物基礎(chǔ)回填材料用裝載機(jī)和人工配合均勻散布在回填區(qū)域內(nèi)，采用機(jī)械配合人工的方式夯實(shí)。槽底到管頂以上500mm范圍內(nèi)不得含有機(jī)物以及大于50mm的磚、石等硬塊；密實(shí)度管道兩側(cè)為0.9，頂管以上高為500mm范圍內(nèi)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(gòu)（建）筑物應(yīng)先深后淺的原則。管道管頂最小覆土層厚度為1.5m；對(duì)于穿河溝位置管道，要求管頂埋設(shè)最小覆土層厚度為2.5m。管頂原狀自然土回填壓實(shí)系數(shù)不小于87%，管道兩側(cè)回填土的壓實(shí)度不應(yīng)小于93%，基礎(chǔ)回填壓實(shí)系數(shù)不小于95%。

2.5管道壓水試驗(yàn)

管道安裝完成后要進(jìn)行嚴(yán)密性和強(qiáng)度的試驗(yàn)，試驗(yàn)用水為清潔水源，采用試驗(yàn)來檢驗(yàn)管道的安裝質(zhì)量。本標(biāo)段處于水質(zhì)清潔區(qū)域，符合壓水試驗(yàn)水質(zhì)要求。管道在試驗(yàn)前首先對(duì)管道進(jìn)行灌水浸泡，24h后觀察其穩(wěn)定性，如無滲漏、塌陷、崩管現(xiàn)象則進(jìn)行試驗(yàn)。壓水試驗(yàn)管的長(zhǎng)度選擇：對(duì)于中間沒有閥門等連接部件的管路選擇壓管段長(zhǎng)度，對(duì)無閥門等中間連接的管道選擇≤1.0km；否則進(jìn)行分段對(duì)有中間連接件的管道可根據(jù)其位臵分段進(jìn)行試壓。對(duì)不同材質(zhì)的管道要分別進(jìn)行試驗(yàn)，本標(biāo)段管材為同一材質(zhì)1.0km劃分為一個(gè)試驗(yàn)段，對(duì)中間連接管件比較多的管段根據(jù)實(shí)際進(jìn)行分段試驗(yàn)。壓水試驗(yàn)的靜水壓力不得小于設(shè)計(jì)值，且不得大于管材標(biāo)注值。嚴(yán)密性試驗(yàn)要根據(jù)管道的外徑進(jìn)行劃分，本標(biāo)段管徑為Φ1200mm，采用測(cè)定滲水量法進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)連接管件多、長(zhǎng)度較短的管道采用降壓法進(jìn)行檢測(cè)。本標(biāo)段管道的設(shè)計(jì)工作壓力為0.8MPa，試驗(yàn)壓力為0.75MPa，在全線灌水時(shí)旁通閥全部打開，自動(dòng)排氣閥排氣，加壓過程中打壓至試驗(yàn)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(yàn)段低點(diǎn)端與管軸線相垂直的進(jìn)水管上。對(duì)管道支墩的強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)核，保證錨固設(shè)施的牢固。將試壓段閘閥全部開啟，保證排水疏導(dǎo)措施完好，安全措施到位。壓水試驗(yàn)開始先從最低點(diǎn)慢慢注入，同時(shí)管頂高點(diǎn)處設(shè)排氣閥排除管道內(nèi)的氣體。試驗(yàn)過程中逐步升壓，將管道內(nèi)氣體排空。每次提高壓力級(jí)別都要檢查管道后側(cè)、管道鎮(zhèn)墩、支墩是否有位移，管道本身及各連接部位是否有錯(cuò)位，如無此類情況發(fā)生方可繼續(xù)進(jìn)行。試驗(yàn)過程中如出現(xiàn)不利情況，不得對(duì)管道進(jìn)行拉動(dòng)、敲打，如出現(xiàn)裂縫將不可進(jìn)行修補(bǔ)。升壓達(dá)到設(shè)計(jì)壓力值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行管道強(qiáng)度試驗(yàn)。達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后保持不變1h，管道滲漏水量小于檢測(cè)值，管道平穩(wěn)無擾動(dòng)時(shí)，試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)為合格。對(duì)局部小量滲漏水部位等試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行修補(bǔ)或更換。試驗(yàn)過程中要做好試壓數(shù)據(jù)的采集，填寫備查表，做好記錄，經(jīng)試驗(yàn)人員簽認(rèn)后歸檔保存。

3結(jié)束語

本工程項(xiàng)目管道安裝占投資比重較大，管線較長(zhǎng)，是影響工程全面竣工的關(guān)鍵線路，項(xiàng)目部根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形、地質(zhì)情況編制施工組織設(shè)計(jì)，細(xì)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(shí)施，得到了業(yè)主、監(jiān)理的一致認(rèn)可，為整個(gè)工程項(xiàng)目如期完工打下了良好的基礎(chǔ)。

作者：臧錦平 單位：甘肅省水務(wù)投資有限責(zé)任公司