农村饮水安全工程管道施工关键技术

摘要：文章以农村饮水工程连通配套项目为例，阐述地质复杂地区管道安装工程地质的复杂性，并结合不同地质条件与水压确定最安全、实用的工程管道定线与管材选择方案，重点就其中管道施工关键技术进行分析。

关键词：复杂地质;农村饮水工程;管道施工;技术

1工程地质概况

某工程地势总体呈现南高北低，管线途经多种地貌单元。河谷两侧地势落差较大，呈3级阶地分布。Ⅰ级分布面积较小，呈透镜体状；Ⅱ级阶地高于河床，地层以上为壤土砾石层、第3系和白垩系为主；Ⅲ级为基座阶地，主要分布在河床，基岩断续出露。工程设计与施工中，需在工程定线、管材选择及施工等方面设计有效的方案，保证工程建设运行的长效性。

2工程定线与管材选择分析

2.1工程定线

结合该工程地质条件，确定工程定线原则为5个方面。（1）尽可能避开地下水位高的地段，降低地下水对施工建设与构筑物安全造成的影响。（2）丘陵平缓带，沿山脊布置，以水平方向布置直线为优先选择，最大程度地降低管线长度与水头损失。（3）绕开地形突变段、地质不良段。（4）减少工程填方段。工程仅在一V字形河库段正交布置1条。（5）尽可能避开坟地、住所、寺庙等建筑场所，降低征地费用成本。

2.2管材选择

连通配套项目选择使用的管道材料有3种，分别为钢管、球墨铸铁管和PVC-M管。（1）钢管。管道线路穿过4条主要沟道，静水压力普遍较高，最大值可达到407.3m，为该地区压力最大的饮水工程。同时，由于4条主要沟道岩性不一，岩性差别大，承载力普遍较差，且都存在地表长流水。设计此区域连通配套管道，应选择压力钢管。管道连接采用刚性对接方式，并用钢垫进行密封处理。（2）球墨铸铁管。球墨铸铁管兼顾了铁管、钢管的优点，具有良好的抗腐蚀性、延展性和密封性。设计在水压1.6～3.5MPa的线段，采用球墨铸铁管。但需根据地形与地质条件的不同，调整管道型号。在软土地基、填方地段及安装坡度超过25°的线段，可能出现地基沉降现象，影响地基对管道的承载作用，进而引发管道的不均匀变形。此区域设计应选择自锚球墨铸铁管道，避免管道悬空而出现变形，保证管道通水的安全。其他线段应采用T型接口球墨铸铁管。（3）PVC-M管。PVC-M管最高压力等级为1.6MPa。但要求其基础承载结构合理，不允许出现承载力分布不均的情况。工程大部分管道地区位于黄土区域，黄土层厚度较大，可为管道提供均匀的承载力，适合采用PVC-M管。

3管道施工关键技术

3.1调蓄池引水管外侧封堵

工程调蓄池容量较大，引水管外侧需采取有效的封堵技术。调蓄池修建于山顶，四周为山谷，地基岩层以黄土主；调蓄池断面形状为梯形，规格为长108m×深7m×口宽68m。调蓄池引水管材料为球墨铸铁管，直径φ40cm，长度为38m。引水管从调蓄池底侧壁位置引出，上部回填土仍采用原沟道开挖土。如引水管外侧采用传统封堵技术，势必存在回填土密实度不达标的情况，进而出现渗漏出水现象，给工程引水安全造成威胁。针对这一情况，工程设计应采用“红胶泥”等类似不透水土代替“三七”灰土，作为引水管周围的填土，以增加管道填土的封堵效果。“红胶泥”取材后，需经过加工处理，采用浸泡、捣碎、踩踏等措施，并将土粉碎。施工中，应分层捣实，分层厚度控制在200mm，可视胶着物的不同，进行适当调整。同时，引水管道应分段焊接。通过这种方式，增加管道的渗径，以防管道在外部土作用下，产生推剪破坏。

3.2河道段管道安装

该线段管线施工时，沟槽开挖成型困难，地下水会涌入沟槽，并在管道安装时，进入管道内，对安全饮水造成污染。因此，应在沟槽开挖前，于一侧挖设1条排水坑，排水坑与沟槽间距控制在2m以上，不能对沟槽成型与管道安装施工造成影响。排水坑内，污水可通过水泵进行抽排，水泵规格参数应与坑内水量相适应。当管槽经过岩石出露地段，为避免岩石尖凸部与管道接触，并在外力作用下产生应力集中，进而对管壁造成破坏的情况出现，可在其间布置1层沙砾石垫层，厚度控制在100mm，要求垫层颗粒配级均匀，且最大粒径不超过2cm。

3.3T型接口球墨铸铁管安装

接口安装是球墨铸铁管施工的重要内容。安装前，要确保承接口的清洁，用润滑剂对密封圈内表面与槽口端部进行处理，避免润滑剂流入管槽。密封橡胶圈放入槽内之间，事先进行弯曲处理，呈“十”或“8”字形，能够提供一定的径向应力，保证密封圈与管槽的紧密结合。管道安装以葫芦、导链并结合人工调整为主，避免大型机械施工出现接口渗漏。若管口轴线坡度超过8°，则管道承接口方向需朝向山顶高处，山沟两侧管道可采用双承弯头进行承口方向的调整。

3.4镇墩布设

作为管线重要的支撑节点，镇墩对于整个管道的安全有着重要的影响。工程对镇墩建设技术并没有特殊要求，但因农村安全饮水工程管道线路长，沿途地势起伏变化较大，在镇墩布设方面需严加注意。在地质突变和地形起伏较大的位置，需注意镇墩的布设。镇墩规格应根据地质与水压的不同而适当进行调整。严格按照设计方案进行镇墩建设，不可肆意裁剪镇墩数量。工程北方部分地区地下水位较高，镇墩部分会浸在地下水中，由于水质中酸性物质含量较高，会腐蚀镇墩建筑物，因此，镇墩水泥材料选择应注重抗硫性，且做好其他方面的抗腐措施。管道安装转角以管道允许值作为参考标准。球墨铸铁管和PVC-M管的允许安装转角分别为3°和4°；钢管采用刚性连接的方式。对于管线安装角度较大的位置，应用弯头进行过渡。在平顺过渡段，不论何种管材都必须布设相应数量和规格的镇墩。

4结语

农村饮水安全工程管道安装施工设计点多、面广、线路长、地质条件变化较大。因此，很难以1种管线设计方案来确保整个饮水工程的经济与实用，需要结合管道水压和地质条件的不同，调整管材及其压力等级，且需要通过对应的施工技术，保障管线的安全运行。该饮水工程建设应根据不同的地质、地形条件，设计采用较为新颖的施工技术。

参考文献

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