供水工程管道安装方案设计

摘要：本文结合天水市城区引洮供水工程实践,简要介绍了第十二标段管道安装方案设计，项目部根据现场实际地形、地质情况编制施工组织设计，细化管道安装施工方案，精心施工，使得管道安装分部工程顺利实施。

关键词：管道安装；压水试验；方案设计

1工程概况

天水市城区引洮供水工程从引洮二期四干渠末端取水，设计引水流量2.1m3/s。主要建设内容有渠道工程、隧洞工程、输水管道工程和调蓄水池工程等。前段渠道工程总长14.63km；中段输水管道工程管线长48.199km，2#隧洞出口至杨家湾调蓄水池，管道长20.852km；杨家湾调蓄水池至水处理厂供水管道长2.02km。1座单池容积为1.55万m3的调蓄水池以及进、出水构筑物。本标段为施工第十二标段：桩号20+709.28～111+015(31+997.13～106+335.28）段压力管道、镇墩、闸阀井及其他附属建筑物的土建施工和设备安装工程。管道管材为钢管，全长15.97km，管径Φ1200mm，管线全线设计为地埋式，钢管连接方式为焊接，管节类型包括直管及弯管、三通等其他管件，连接方式为焊接，钢管及管件主材均为Q345C。

2管道安装主要施工方法

2.1交接桩及测量放线

管道安装的第一项工作是管线铺设沿线控制桩的交接，施工单位应由专业测量工程师根据设计单位提供的施工图进行管路沿线的布控。控制桩主要有临时性、永久性水准点，施工单位对测控原始资料进行核算，确保数据的正确性。完成控制桩交接后即进行测量放线，根据图纸提供的桩点布设管线开挖中线，测量过程中对施工区外的控制桩进行引测，将其转换为作业区内的控制桩。对沿线的所有控制桩均应进行桩号、里程、高程、转角角度的核对。对地势平坦的地段采取与管轴线等宽平行移动的方法移桩，控制桩一般移至与管道焊接安装同侧，以方便管道安装，平移距离与管线作业区不超过1m。转折点的控制桩应沿角度平分线向前布设。在平移控制桩的过程中要做好原始桩的保护措施，以防破坏，平移后的控制桩即为管道的控制线副桩。遇地形复杂坡陡沟深地段无法移动控制桩时，可采用引导法定位。将原始控制桩平移到可作业区范围内后，就可以进行管道安装线路的中心线和开挖作业区域。这时的线路不是很精确，需要在原有的控制桩基础上加密，即增设百米桩。对转折点角度较大的线路也要加设控制桩，达到精度要求。对于需要在地面布设曲线的弹性敷设管段或冷弯管管段，沿转角的切线长度、外矢矩进行计算布置加密桩。如管道为预制弯管则需要根据其曲率半径和角度布设曲线。

2.2管槽开挖

2.2.1管槽的几何尺寸本标段6.17km管线布设在藉河Ⅰ级阶地之上，管道设计挖深3～4m，管基岩性为Q42alp冲洪积砂砾石。Q42alp冲洪积砂砾石厚度4.5～10m，结构稍密，其上为1.5～2m的冲洪积砂壤土。管道地下水埋深2～4m，赋存于Q42alp砂砾石中，地下水对砼无腐蚀性。0.95m布设在藉河河床中，管槽设计挖深3～4m，管基岩性为Q43alp冲洪积砂砾石。藉河河床砂砾石厚度6～10m，结构松散，具强透水性，赋存地下水，渗透系数20～35m/d，地下水水质良好，对砼无腐蚀性。管槽设计挖深3～4.5m，管基岩性为Q43alp洪积砂砾碎石。地下水埋深4～5m。0.28m布置在牛尧沟及其洪积扇之上，管槽设计挖深3～4.5m，管基岩性为Q43alp洪积砂砾碎石，地下水埋深4～5m。管道沟槽的开挖尺寸包括管槽的深度、上口宽、下口宽及边坡坡度确定，同时考虑开挖土的级别，开挖的难易程度，结合现场的条件和开挖采用的方式（机械开挖还是人工开挖）进行设计。管槽下口宽度应根据钢管外径、开挖方法、管道组装焊接形式及地形地貌结合地质因素确定，一般两侧要留出40cm的作业面。管槽底宽确定后，管道开挖坡度主要由土的级别、管道埋深决定，结合地质资料进行确定。管槽开挖放坡分为两种情况：≤5m的管槽坡度和＞5m深度的坡度。本标段管槽开挖深度均小于5m，根据施工经验，岩石取1∶0.3，土取1∶0.75，砂砾石介于二者之间，具体开挖尺寸以施工图纸为标准。2.2.2管槽开挖开挖过程中要做好原有地下水管和地下光缆的防护工作，距地下设施两侧5m范围内优先采用人工开挖，并对标明的地下设施采取有效的保护措施。覆盖层剥离后，将杂草风化料弃之不用，可用来回填的土堆放在作业工序少的一侧。管槽开挖中要防止边坡塌方，根据土的力学性质确定适当的坡度，对于较深的沟槽宜分层开挖；管槽开挖完成后应在四周砌筑闭合土埂，做好排水沟、集水井，防止水流入管槽内。管槽底部不得超挖，其高程要随时进行测量，使用机械开挖时，在管槽底部预留20cm土层，用人工清挖，如遇超挖，应填水夯料，其夯实后的密实度不能低于天然地基密实度；管槽开挖边坡为1∶0.2；管槽深度符合设计要求，管槽底部高度、上口宽度、轴线、转折点的偏差值均根据施工图纸进行开挖，同时考虑施工安全和工程质量。管槽弯段应平滑过渡，转弯半径应满足设计要求。完工后的管槽边坡不得有危石，底部应清理平整。开挖后应及时检查验收，对不达标的管段进行修整。在边坡开挖过程中，定期检查开挖剖面规格和边坡软弱岩层及破碎带等不稳定岩体的处理质量。

2.3管道布置、安装

管件应完整，无缺损、变形，管材和管件的承插粘结面表面平整，尺寸准确。管材按不同的规格分别堆放，管件应按不同的品种、规格分别存放，并搭设防雨棚防锈蚀变形。正确计算管道铺设长度，根据规范确定两检查井间管道长度、管子伸进检查井内长度及两管端头之间预留间距，要严格控制。严格控制管道顺直度和坡度，采取措施随时检查，安装时要在管道半径外挂边线，线要拉紧，不能松弛，在调整每节管子中心线和高程时，要用石块支垫牢固，相邻两管不得错口；在浇筑管座时，要先用与管座同标号的细石混凝土把管子的两侧与平基相接处的三角部分填实，再在两侧回填。

2.4管槽回填

钢管吊入沟槽后应及时回填，特别是山区、人口密集及雨季施工的管槽，下沟管道的端部应预留出50倍管径且不小于30m管段暂不回填。管槽回填土宜高出地面0.3m以上，覆土应与管槽中心线一致，其宽度为管槽上开口宽度。管道回填采用分段进行，分段长度50～100m分区控制。回填自下而上依序分层进行，即基础翻夯→管身回填→管顶回填等。管身的回填材料用推土机、液压挖掘机等配合均匀的散布在管沟内，无法采用机械摊铺时，采用人工进行摊铺，然后用3Y12型自行式振动碾、LP750手扶式振动碾、内燃震动冲击夯、蛙式打夯机等型式振动碾分层碾压。但距离管道外壁0.3m范围内只能使用小型设备人工夯实。夯实过程中要十分小心，严禁夯打到管身上。管顶回填直接采用反铲或T160推土机将回填料推移到沟槽区进行回填；距离管道外壁1.0m时，液压反铲站在管道一侧，将回填料均匀地摊铺在管道周侧进行碾压，距离管道外壁0.5m范围内使用小型设备。建筑物基础回填材料用装载机和人工配合均匀散布在回填区域内，采用机械配合人工的方式夯实。槽底到管顶以上500mm范围内不得含有机物以及大于50mm的砖、石等硬块；密实度管道两侧为0.9，顶管以上高为500mm范围内为0.85，其他均为0.9，位于道路处按道路要求办理；施工地基处理先浅后深，构（建）筑物应先深后浅的原则。管道管顶最小覆土层厚度为1.5m；对于穿河沟位置管道，要求管顶埋设最小覆土层厚度为2.5m。管顶原状自然土回填压实系数不小于87%，管道两侧回填土的压实度不应小于93%，基础回填压实系数不小于95%。

2.5管道压水试验

管道安装完成后要进行严密性和强度的试验，试验用水为清洁水源，采用试验来检验管道的安装质量。本标段处于水质清洁区域，符合压水试验水质要求。管道在试验前首先对管道进行灌水浸泡，24h后观察其稳定性，如无渗漏、塌陷、崩管现象则进行试验。压水试验管的长度选择：对于中间没有阀门等连接部件的管路选择压管段长度，对无阀门等中间连接的管道选择≤1.0km；否则进行分段对有中间连接件的管道可根据其位臵分段进行试压。对不同材质的管道要分别进行试验，本标段管材为同一材质1.0km划分为一个试验段，对中间连接管件比较多的管段根据实际进行分段试验。压水试验的静水压力不得小于设计值，且不得大于管材标注值。严密性试验要根据管道的外径进行划分，本标段管径为Φ1200mm，采用测定渗水量法进行检测；对连接管件多、长度较短的管道采用降压法进行检测。本标段管道的设计工作压力为0.8MPa，试验压力为0.75MPa，在全线灌水时旁通阀全部打开，自动排气阀排气，加压过程中打压至试验压力，10min压降小于0.05MPa为合格。压水过程中要将水泵、压力表安装在试验段低点端与管轴线相垂直的进水管上。对管道支墩的强度进行复核，保证锚固设施的牢固。将试压段闸阀全部开启，保证排水疏导措施完好，安全措施到位。压水试验开始先从最低点慢慢注入，同时管顶高点处设排气阀排除管道内的气体。试验过程中逐步升压，将管道内气体排空。每次提高压力级别都要检查管道后侧、管道镇墩、支墩是否有位移，管道本身及各连接部位是否有错位，如无此类情况发生方可继续进行。试验过程中如出现不利情况，不得对管道进行拉动、敲打，如出现裂缝将不可进行修补。升压达到设计压力值时，应进行管道强度试验。达到设计压力后保持不变1h，管道渗漏水量小于检测值，管道平稳无扰动时，试验所得数据为合格。对局部小量渗漏水部位等试验结束后进行修补或更换。试验过程中要做好试压数据的采集，填写备查表，做好记录，经试验人员签认后归档保存。

3结束语

本工程项目管道安装占投资比重较大，管线较长，是影响工程全面竣工的关键线路，项目部根据现场实际地形、地质情况编制施工组织设计，细化管道安装施工方案，精心施工，使得管道安装分部工程顺利实施，得到了业主、监理的一致认可，为整个工程项目如期完工打下了良好的基础。

作者：臧锦平 单位：甘肃省水务投资有限责任公司