地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)農(nóng)村飲水安全工程管道施工關(guān)鍵技術(shù)

馬會(huì)玉

（山東省鄒平縣韓店鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府，濱州 256209）

地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)農(nóng)村飲水安全工程管道施工關(guān)鍵技術(shù)

馬會(huì)玉

（山東省鄒平縣韓店鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府，濱州 256209）

文章以農(nóng)村飲水工程連通配套項(xiàng)目為例，闡述地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)管道安裝工程地質(zhì)的復(fù)雜性，并結(jié)合不同地質(zhì)條件與水壓確定最安全、實(shí)用的工程管道定線與管材選擇方案，重點(diǎn)就其中管道施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

復(fù)雜地質(zhì) 農(nóng)村飲水工程 管道施工 技術(shù)

1 工程地質(zhì)概況

某工程地勢(shì)總體呈現(xiàn)南高北低，管線途經(jīng)多種地貌單元。河谷兩側(cè)地勢(shì)落差較大，呈3級(jí)階地分布。Ⅰ級(jí)分布面積較小，呈透鏡體狀；Ⅱ級(jí)階地高于河床，地層以上為壤土礫石層、第3系和白堊系為主；Ⅲ級(jí)為基座階地，主要分布在河床，基巖斷續(xù)出露。工程設(shè)計(jì)與施工中，需在工程定線、管材選擇及施工等方面設(shè)計(jì)有效的方案，保證工程建設(shè)運(yùn)行的長(zhǎng)效性。

2 工程定線與管材選擇分析

2.1 工程定線

結(jié)合該工程地質(zhì)條件，確定工程定線原則為5個(gè)方面。（1）盡可能避開地下水位高的地段，降低地下水對(duì)施工建設(shè)與構(gòu)筑物安全造成的影響。（2）丘陵平緩帶，沿山脊布置，以水平方向布置直線為優(yōu)先選擇，最大程度地降低管線長(zhǎng)度與水頭損失。（3）繞開地形突變段、地質(zhì)不良段。（4）減少工程填方段。工程僅在一V字形河庫(kù)段正交布置1條。（5）盡可能避開墳地、住所、寺廟等建筑場(chǎng)所，降低征地費(fèi)用成本。

2.2 管材選擇

連通配套項(xiàng)目選擇使用的管道材料有3種，分別為鋼管、球墨鑄鐵管和PVC-M管。（1）鋼管。管道線路穿過4條主要溝道，靜水壓力普遍較高，最大值可達(dá)到407.3m，為該地區(qū)壓力最大的飲水工程。同時(shí)，由于4條主要溝道巖性不一，巖性差別大，承載力普遍較差，且都存在地表長(zhǎng)流水。設(shè)計(jì)此區(qū)域連通配套管道，應(yīng)選擇壓力鋼管。管道連接采用剛性對(duì)接方式，并用鋼墊進(jìn)行密封處理。（2）球墨鑄鐵管。球墨鑄鐵管兼顧了鐵管、鋼管的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的抗腐蝕性、延展性和密封性。設(shè)計(jì)在水壓1.6～3.5 MPa的線段，采用球墨鑄鐵管。但需根據(jù)地形與地質(zhì)條件的不同，調(diào)整管道型號(hào)。在軟土地基、填方地段及安裝坡度超過25°的線段，可能出現(xiàn)地基沉降現(xiàn)象，影響地基對(duì)管道的承載作用，進(jìn)而引發(fā)管道的不均勻變形。此區(qū)域設(shè)計(jì)應(yīng)選擇自錨球墨鑄鐵管道，避免管道懸空而出現(xiàn)變形，保證管道通水的安全。其他線段應(yīng)采用T型接口球墨鑄鐵管。（3）PVC-M管。PVC-M管最高壓力等級(jí)為1.6MPa。但要求其基礎(chǔ)承載結(jié)構(gòu)合理，不允許出現(xiàn)承載力分布不均的情況。工程大部分管道地區(qū)位于黃土區(qū)域，黃土層厚度較大，可為管道提供均勻的承載力，適合采用PVC-M管。

3 管道施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 調(diào)蓄池引水管外側(cè)封堵

工程調(diào)蓄池容量較大，引水管外側(cè)需采取有效的封堵技術(shù)。調(diào)蓄池修建于山頂，四周為山谷，地基巖層以黃土主；調(diào)蓄池?cái)嗝嫘螤顬樘菪?，?guī)格為長(zhǎng)108 m×深7 m×口寬68 m。調(diào)蓄池引水管材料為球墨鑄鐵管，直徑Φ40 cm，長(zhǎng)度為38 m。引水管從調(diào)蓄池底側(cè)壁位置引出，上部回填土仍采用原溝道開挖土。如引水管外側(cè)采用傳統(tǒng)封堵技術(shù)，勢(shì)必存在回填土密實(shí)度不達(dá)標(biāo)的情況，進(jìn)而出現(xiàn)滲漏出水現(xiàn)象，給工程引水安全造成威脅。針對(duì)這一情況，工程設(shè)計(jì)應(yīng)采用“紅膠泥”等類似不透水土代替“三七”灰土，作為引水管周圍的填土，以增加管道填土的封堵效果。

“紅膠泥”取材后，需經(jīng)過加工處理，采用浸泡、搗碎、踩踏等措施，并將土粉碎。施工中，應(yīng)分層搗實(shí)，分層厚度控制在200 mm，可視膠著物的不同，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。同時(shí)，引水管道應(yīng)分段焊接。通過這種方式，增加管道的滲徑，以防管道在外部土作用下，產(chǎn)生推剪破壞。

3.2 河道段管道安裝

該線段管線施工時(shí)，溝槽開挖成型困難，地下水會(huì)涌入溝槽，并在管道安裝時(shí)，進(jìn)入管道內(nèi)，對(duì)安全飲水造成污染。因此，應(yīng)在溝槽開挖前，于一側(cè)挖設(shè)1條排水坑，排水坑與溝槽間距控制在2 m以上，不能對(duì)溝槽成型與管道安裝施工造成影響。排水坑內(nèi)，污水可通過水泵進(jìn)行抽排，水泵規(guī)格參數(shù)應(yīng)與坑內(nèi)水量相適應(yīng)。當(dāng)管槽經(jīng)過巖石出露地段，為避免巖石尖凸部與管道接觸，并在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中，進(jìn)而對(duì)管壁造成破壞的情況出現(xiàn)，可在其間布置1層沙礫石墊層，厚度控制在100 mm，要求墊層顆粒配級(jí)均勻，且最大粒徑不超過2 cm。

3.3 T型接口球墨鑄鐵管安裝

接口安裝是球墨鑄鐵管施工的重要內(nèi)容。安裝前，要確保承接口的清潔，用潤(rùn)滑劑對(duì)密封圈內(nèi)表面與槽口端部進(jìn)行處理，避免潤(rùn)滑劑流入管槽。密封橡膠圈放入槽內(nèi)之間，事先進(jìn)行彎曲處理，呈“十”或“8”字形，能夠提供一定的徑向應(yīng)力，保證密封圈與管槽的緊密結(jié)合。管道安裝以葫蘆、導(dǎo)鏈并結(jié)合人工調(diào)整為主，避免大型機(jī)械施工出現(xiàn)接口滲漏。

若管口軸線坡度超過8°，則管道承接口方向需朝向山頂高處，山溝兩側(cè)管道可采用雙承彎頭進(jìn)行承口方向的調(diào)整。

3.4 鎮(zhèn)墩布設(shè)

作為管線重要的支撐節(jié)點(diǎn)，鎮(zhèn)墩對(duì)于整個(gè)管道的安全有著重要的影響。工程對(duì)鎮(zhèn)墩建設(shè)技術(shù)并沒有特殊要求，但因農(nóng)村安全飲水工程管道線路長(zhǎng)，沿途地勢(shì)起伏變化較大，在鎮(zhèn)墩布設(shè)方面需嚴(yán)加注意。在地質(zhì)突變和地形起伏較大的位置，需注意鎮(zhèn)墩的布設(shè)。鎮(zhèn)墩規(guī)格應(yīng)根據(jù)地質(zhì)與水壓的不同而適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行鎮(zhèn)墩建設(shè)，不可肆意裁剪鎮(zhèn)墩數(shù)量。工程北方部分地區(qū)地下水位較高，鎮(zhèn)墩部分會(huì)浸在地下水中，由于水質(zhì)中酸性物質(zhì)含量較高，會(huì)腐蝕鎮(zhèn)墩建筑物，因此，鎮(zhèn)墩水泥材料選擇應(yīng)注重抗硫性，且做好其他方面的抗腐措施。管道安裝轉(zhuǎn)角以管道允許值作為參考標(biāo)準(zhǔn)。球墨鑄鐵管和PVC-M管的允許安裝轉(zhuǎn)角分別為3°和4°；鋼管采用剛性連接的方式。對(duì)于管線安裝角度較大的位置，應(yīng)用彎頭進(jìn)行過渡。在平順過渡段，不論何種管材都必須布設(shè)相應(yīng)數(shù)量和規(guī)格的鎮(zhèn)墩。

4 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)村飲水安全工程管道安裝施工設(shè)計(jì)點(diǎn)多、面廣、線路長(zhǎng)、地質(zhì)條件變化較大。因此，很難以1種管線設(shè)計(jì)方案來確保整個(gè)飲水工程的經(jīng)濟(jì)與實(shí)用，需要結(jié)合管道水壓和地質(zhì)條件的不同，調(diào)整管材及其壓力等級(jí)，且需要通過對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)，保障管線的安全運(yùn)行。該飲水工程建設(shè)應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)、地形條件，設(shè)計(jì)采用較為新穎的施工技術(shù)。

[1] 王繼飛．北票市農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)探析．地下水，2015，（06）：93～94

[2] 柴宣，李振，華聯(lián)軍．農(nóng)村地區(qū)安全飲水工程中管道施工技術(shù)分析．北京農(nóng)業(yè)，2014，（30）：255～256

[3] 董醇良．山區(qū)農(nóng)村飲水安全工程管道設(shè)計(jì)施工技術(shù)．中國(guó)水利，2010，（07）：47～49

[4] 劉學(xué)斌，張小平，劉奇．地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)農(nóng)村飲水安全工程施工關(guān)鍵技術(shù)探討．中國(guó)農(nóng)村水利水電，2016，（06）：133～135，138