大口徑輸水管線遷改設(shè)計(jì)及施工

張 云 健

(重慶高新區(qū)開發(fā)投資集團(tuán)有限公司，重慶 400039)

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大口徑輸水管線遷改設(shè)計(jì)及施工

張 云 健

(重慶高新區(qū)開發(fā)投資集團(tuán)有限公司，重慶 400039)

結(jié)合重慶高新區(qū)某道路建設(shè)涉及的輸水管道遷改工程實(shí)例，介紹了管線遷改設(shè)計(jì)的原則，主要從溝槽開挖與管道安裝兩方面，闡述了管道遷改施工的技術(shù)要點(diǎn)，以確保遷改后輸水管道的正常運(yùn)行。

道路，管道，管材，管溝

1 工程背景

重慶高新區(qū)生物產(chǎn)業(yè)基地東西線道路工程位于高新區(qū)拓展區(qū)生物產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)，起于金龍路下穿繞城高速公路處，接新鳳大道南延段。道路為城市次干道，設(shè)計(jì)時(shí)速40 km/h，標(biāo)準(zhǔn)路幅寬26 m，雙向四車道，全長1 713.106 m。在實(shí)施的道路工程K1+280處埋設(shè)有一條DN1 400的銅罐驛長江提水工程的輸水管道，管道管材為預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(簡寫PCCP),是采用帶有鋼筒的高強(qiáng)混凝土管芯上纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，再在其上噴致密的水泥砂漿保護(hù)層而制成的輸水管，現(xiàn)狀輸水管道主要為大學(xué)城片區(qū)服務(wù)，為城市輸水應(yīng)急管道，而且是單管敷設(shè)，是大學(xué)城片區(qū)的供水“生命線”。由于管道埋深淺，在道路設(shè)計(jì)標(biāo)高下1 000 m，承插式的PCCP抗壓能力、抵抗變形的能力差，很容易造成損壞漏水，無法滿足道路施工的要求，存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。

2 管線遷改設(shè)計(jì)原則

2.1 管道遷改定線及管徑方案選擇

給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)注意技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合、尊重事實(shí)，新建管道路與原有管道平行布置間距6 m，新管道在跨越擬建道路后就近順接原有管道，遷改起點(diǎn)處與原有管道順接配置19°鋼制彎頭，配PCCP鋼管轉(zhuǎn)接頭，遷改終點(diǎn)與現(xiàn)狀管道順接配18°鋼制彎頭，配PCCP鋼管轉(zhuǎn)接頭。設(shè)計(jì)中采用的直角彎頭，改變了原水流的水力條件，新建供水管總水頭損失將遠(yuǎn)大于現(xiàn)有供水管，設(shè)計(jì)中考慮適當(dāng)擴(kuò)大新建供水管管徑，遷改范圍之內(nèi)的管徑均由DN1 400擴(kuò)大為DN1 600。

2.2 管道管材選擇

在管道選擇上有灰鑄鐵管、鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管、PE管、硬聚氯乙烯(UPVC)管、鋼管、玻璃鋼復(fù)合管，由于鋼管的安全性能(抗震、承受內(nèi)外壓)較好，市場采購方便，設(shè)計(jì)中遷改管線選用焊接鋼管，在其起終點(diǎn)擬用PCCP—鋼管轉(zhuǎn)換接頭進(jìn)行連接。

2.3 附屬構(gòu)筑物

輸水管(渠)道的始點(diǎn)、終點(diǎn)、分叉處以及穿越河道、鐵路、公路段，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況和有關(guān)部門的規(guī)定設(shè)置閥(閘)門[1]。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，考慮到已有檢修閥兼顧距離過遠(yuǎn)，一旦中途出現(xiàn)事故，將給檢修帶來非常大的麻煩，造成資源的大量浪費(fèi)。同時(shí)該遷改工程起點(diǎn)正好位于穿越道路起點(diǎn)處，事故發(fā)生時(shí)，為能在第一時(shí)間搶修，減少水流對道路下方基礎(chǔ)的損壞，促進(jìn)道路的正常運(yùn)行，也為了減少水資源的浪費(fèi)，設(shè)計(jì)中在遷改段起點(diǎn)處設(shè)置一個輸水管道檢修閥。

根據(jù)GB 50013—2006室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范7.4.7節(jié)，輸水管(渠)道隆起點(diǎn)上應(yīng)設(shè)通氣設(shè)施，管線豎向布置平緩時(shí)，宜間隔一 定距離設(shè)一處通氣設(shè)施[1]。遷改后的管段相對于原管道新增多處轉(zhuǎn)彎，水流在此行進(jìn)過程中易積聚空氣，進(jìn)而易產(chǎn)生負(fù)壓以及發(fā)生水錘現(xiàn)象，對管道產(chǎn)生潛在的損壞。為保證遷改后管道的正常運(yùn)行，在起點(diǎn)附近設(shè)置一個排氣井，管道在穿越公路段采用C25的混凝土進(jìn)行包裹加固處理。

3 管道遷改施工

3.1 溝槽開挖

現(xiàn)狀管溝開挖深4 m，采用挖掘機(jī)和人工開挖相結(jié)合，開挖管溝與現(xiàn)狀管道在3 m范圍內(nèi)采用人工開挖，其余進(jìn)行機(jī)械開挖，開挖土石方棄置溝槽邊5 m以外，減小槽邊棄土對槽的側(cè)壓而造成塌方，溝槽內(nèi)挖設(shè)臨時(shí)積水坑，將雨水、滲水匯集到積水坑內(nèi)，通過潛水泵外排到梁灘河支流龍鳳河。管槽深度按設(shè)計(jì)深度超挖0.2 m，溝槽平整后夯實(shí)，在道路通行段下基底用C25混凝土澆灌墊層，在人行道、綠化帶下方采用砂墊層，換填的材料基礎(chǔ)填至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.2 管道安裝

1)管道吊裝。采購的管道先放置在施工現(xiàn)場平地處，由技術(shù)工人把管道口進(jìn)行處理，管口坡切成45°斜面，清理干凈。通過汽車吊先吊裝直線段，把直線段管道吊裝到位，管底用木支墩進(jìn)行固定，彎管吊裝與直線管進(jìn)行對接，調(diào)整好管口位置對正，保證較小的縫隙，邊吊裝邊進(jìn)行校線調(diào)整，通過在內(nèi)側(cè)用拉筋焊接初始固定。

2)管道焊接。分段吊裝完畢后對管道進(jìn)行焊接，管道焊接使用E422焊條，管子對口前，應(yīng)將焊接的坡口面及內(nèi)外管壁10 mm～15 mm范圍內(nèi)的鐵銹、泥土、油脂等臟物清除干凈，除銹級達(dá)到St3級。電焊分別從內(nèi)側(cè)和外側(cè)焊接，單側(cè)采用分層施焊，在焊接一層以前，清除上一層的焊渣和碎屑，分層施焊達(dá)到爆縫飽滿，焊接填縫金屬的組織成顆粒狀，外表整齊形成魚鱗狀，不得出現(xiàn)裂網(wǎng)、氣孔、夾渣等缺陷，焊縫面比管面高2 mm。

3)管道構(gòu)筑物安裝。在辦理的停水時(shí)間內(nèi)，實(shí)施管道的最后連接。安裝的閥門法蘭與其工作壓力、開孔尺寸一致，法蘭盤上螺栓孔中心位置的偏差小于0.5 mm，閥門須經(jīng)過試壓合格，進(jìn)行組裝完畢后的閥門吊裝到安裝位置與管道焊接，在鋼管與PCCP管道連接時(shí)，配置的PCCP鋼管轉(zhuǎn)接頭承插接入原PCCP管道并安裝牢固，以鋼管彎頭作最后的接口，通過鋼管的預(yù)留洞口進(jìn)入內(nèi)側(cè)施焊，再外側(cè)施焊、封堵預(yù)留洞口完成整個管道的安裝。

4)管道防腐。實(shí)施的管道在彎管處澆筑C25混凝土支墩，在道路下方采用C25混凝土進(jìn)行包裹，截面比管徑大于300 mm,非道路下方采用高分子系列防腐涂料防腐，襯涂前清除金屬表面的油污、塵土、焊渣、氧化物、浮銹等附著物，再用砂輪除銹處理，質(zhì)量達(dá)St3級，處理后的基層平整干燥無水跡。防腐施工中，在前一道涂漆干透后再進(jìn)行下一道涂漆。為了保證焊縫處的漆膜厚度，涂刷時(shí)應(yīng)先將焊縫部位涂刷兩道，然后再全面涂刷防腐漆。涂刷后的表面光潔，無流掛，無皺皮，無刷痕，無露底和開裂現(xiàn)象，涂層均勻。在每節(jié)管道兩端各留置100 mm不襯涂，管道安裝完畢后，再按要求進(jìn)行涂漆。

5)管槽回填。管道及構(gòu)筑物溝槽回填時(shí)，混凝土達(dá)到80%以上設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行，回填采用人工分層回填，管槽先用素土回填夯實(shí)，不能用石塊料直接接觸管道表面。管槽回填夯至管背上高度0.3 m后，再用機(jī)械選擇符合質(zhì)量要求的原土回填，壓實(shí)度道路路基密實(shí)度達(dá)到93%的要求，非道路下回填密實(shí)度達(dá)到90%。

4 結(jié)語

城市主干管供水使用的大口徑管道，它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和安全，影響著人們的日常生活和工作，通過對管線遷改設(shè)計(jì)和施工的管理，遷改后的輸水管道保持了與原有管道的輸水流量不變，測試的各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，遷改實(shí)施的管道達(dá)到了預(yù)期的目的。

[1] GB 50013—2006，室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

On reconstruction design and construction of large-diameter water-supply pipelines

Zhang Yunjian

(ChongqingHigh-TechZoneDevelopmentandInvestmentGroupCo.,Ltd,Chongqing400039,China)

Combining with the reconstruction project of the water-supply pipelines on some road construction in the High-Tech Zone of Chongqing,the paper introduces the principle for the design of the pipeline reconstruction,and illustrates the technical points for the pipeline reconstruction from the groove excavation and pipeline installation,so as to ensure the smooth operation for the water-supply pipelines.

road,pipeline,pipe material,pipe groove

1009-6825(2016)29-0109-02

2016-08-03

張?jiān)平?1968- )，男，高級工程師

TU990.3

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