南水北調(diào)配套工程管道安裝技術(shù)要點(diǎn)

□李 朋

南水北調(diào)配套工程管道安裝技術(shù)要點(diǎn)

□李 朋

在南水北調(diào)配套工程中，多數(shù)采用埋地管道輸水方案。埋地管道輸水工程外部條件復(fù)雜，常需選擇多種管材組合構(gòu)成輸水管道體系，包括球墨鑄鐵管、鋼管等。結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)配套工程各種管材安裝、閥件連接等技術(shù)要點(diǎn)加以總結(jié)分析。

球墨鑄鐵管；安裝工藝；管道對(duì)接

目前，河北省南水北調(diào)配套工程建設(shè)進(jìn)入高峰期，多地配套工程均采用埋地管道輸水方案。根據(jù)工程條件的變化，常需選擇多種管材組合構(gòu)成輸水管道體系，管道安裝質(zhì)量對(duì)工程安全運(yùn)行影響重大。

1.球墨鑄鐵管道安裝

1.1 管道基礎(chǔ)開挖

鑄鐵管管道安裝敷設(shè)常用的方法有挖弧法和填弧法。挖弧法施工預(yù)先修整出與管道外輪廓吻合的120度圓弧槽，然后將管道放置于圓弧槽內(nèi)，超挖及管底腋角部位使用中粗砂找平并填充密實(shí)，該法適用于土質(zhì)條件良好，便于人工修弧的區(qū)段。

填弧法施工首先修整水平溝槽，然后沿溝槽軸線鋪設(shè)管道，最后在管道兩側(cè)均勻回填密實(shí)。該法適用于土質(zhì)條件較差，如土質(zhì)松軟，地下水位較高等不便于人工修弧的區(qū)段。

1.2 管道安裝

一是管道安裝。正常施工階段，鑄鐵管節(jié)安裝一般由下游向上游順序安裝，預(yù)先在第一節(jié)承口處安置好膠圈，將第二節(jié)插口清理干凈，最后利用機(jī)械裝置將插口插入承口規(guī)定深度。管道安裝包括直管段、水平彎頭、豎向彎頭以及各種閥件的安裝。

二是管道接口形式。管道接口形式常用的有T型接口及K型接口。應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件的不同，選擇不同的接口形式。T型滑入式接口具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，密封性較好的特點(diǎn)。與T型滑入式接口不同，K型機(jī)械式接口是靠壓蘭的作用使膠圈產(chǎn)生接觸壓力形成密封，因此，K型接口除具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，密封性較好等特點(diǎn)外，由于采用壓蘭、螺栓壓緊裝置，因此對(duì)管道的維護(hù)檢修很方便，可通過緊固螺栓或拆下壓蘭更換膠圈的辦法來消除管道接口處的滲漏。

除此以外，傳統(tǒng)的剛性接口，如法蘭型接口不具有柔性的特點(diǎn)，通常只在一些特殊的場(chǎng)所使用。如泵、閥門、消火栓及穿過基礎(chǔ)、墻體時(shí)避免管道影響時(shí)才使用。比如穿過井室墻體的盤承、盤插穿墻管等。

綜上所述，在設(shè)計(jì)、施工階段，應(yīng)根據(jù)具體的外部條件，選擇合適的接口形式。

1.3 管線允許借轉(zhuǎn)角度

管線較大轉(zhuǎn)角處均應(yīng)使用彎頭管件，但對(duì)于角度較小的轉(zhuǎn)角，可以通過借轉(zhuǎn)的方法實(shí)現(xiàn)管道曲線安裝。在鑄鐵管接口處允許有一定的偏轉(zhuǎn)角度，不同管徑下的允許偏轉(zhuǎn)角不同，管徑越大，允許偏轉(zhuǎn)角越小。

例如，對(duì)于公稱直徑為1200mm的鑄鐵管，若某拐點(diǎn)角度為2°，可以使用借轉(zhuǎn)的方法，用兩節(jié)管件，每節(jié)管件偏轉(zhuǎn)1°來實(shí)現(xiàn)。

2.鋼管安裝

2.1 鋼管使用位置及管材選取

在長距離球墨鑄鐵管輸水管道中，對(duì)于有特殊要求的地段，如穿越覆土深度較大的河堤以及鐵路、高等級(jí)公路等地段，進(jìn)行管節(jié)敷設(shè)安裝難度較大時(shí)，通常采用頂管施工方法，選用鋼管替代球墨鑄鐵管。頂管管材采用鋼筋混凝土管，內(nèi)套鋼管作為輸水管道。套管內(nèi)吹填中粗砂。目前較常用的鋼管為非金屬保護(hù)層型的鋼塑復(fù)合管（SP管）。

2.2 混凝土頂管內(nèi)套鋼管的安裝

根據(jù)頂管穿越長度，將鋼管管節(jié)（一般10m或12m一節(jié)）焊接為一管段，焊接質(zhì)量應(yīng)滿足《給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。鋼管下管前應(yīng)先檢查內(nèi)外防腐層，若有損壞應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，合格后方可下管。關(guān)于鋼管下管過程，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

一是高程控制。為保證管道順利對(duì)接，頂管內(nèi)套鋼管底高程應(yīng)與上下游鑄鐵管高程銜接一致，為此，在完成頂管后，應(yīng)在混凝土套管內(nèi)鋪設(shè)中粗砂墊層至鋼管管底設(shè)計(jì)高程，并預(yù)留一定沉降量。

二是防腐層保護(hù)。對(duì)于頂管長度較短的套管內(nèi)鋼管安裝，一般采用直接拖拽法，該法簡便實(shí)用，但是容易對(duì)鋼管外防腐層造成損傷。套管內(nèi)鋪設(shè)的中粗砂墊層對(duì)鋼管防腐層起到一定的保護(hù)作用，因此，必須確保中粗砂細(xì)度及圓潤度，防止墊層中參入尖硬雜物。

3.管道對(duì)接

3.1 鑄鐵管之間的連接

正常施工階段，鑄鐵管節(jié)安裝一般由下游向上游順序安裝，但在實(shí)際施工過程中，往往會(huì)由于外界條件的限制不能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)安裝，對(duì)于該種情況，可以使用承套管件對(duì)中斷處管節(jié)對(duì)接。

上下游連接處所需管材長度不定，而廠家標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長度固定 （一般為6m 或8m）。因此，在安裝上下游連接處管節(jié)時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)進(jìn)行切管處理。

切管工作完成后用承套連接輸水管道上下游。承套兩端均為承口，中間一般為標(biāo)準(zhǔn)直管。

3.2 鋼管與球墨鑄鐵管的連接

鋼管作為輸水管材的區(qū)段，其上下游要與鑄鐵管連接。由于同一公稱直徑下的鋼管與鑄鐵管外徑不同，為便于連接，在鋼管上下游兩端需增設(shè)鋼制插口。鋼制插口的作用是使鋼管上下游端部外徑尺寸與鑄鐵管外徑尺寸一致，且應(yīng)將插口端磨光、倒角，以便與鑄鐵管連接。

3.3 閥門閥件與管道之間的連接

為確保正常輸水，在長距離輸水管道中，每隔一段距離都會(huì)設(shè)置相應(yīng)的排氣井、泄水井、檢修井等井室。井室內(nèi)布置相應(yīng)的排氣三通，泄水三通，檢修蝶閥等各種閥門閥件。管道穿越井室及井室內(nèi)閥門閥件與管道之間的連接應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

一是確定翼環(huán)在穿墻管上的焊接位置。在鑄鐵管道穿越檢修井、泄水井等井室墻體時(shí)，需要在穿墻管上焊接固定翼環(huán)，以確保穿墻管固定在墻壁上，同時(shí)起到防水作用。因井室尺寸一定，翼環(huán)在穿墻管上的焊接位置直接影響到井室內(nèi)穿墻管的有效長度及井室內(nèi)伸縮節(jié)、蝶閥的安裝。由于剛性翼環(huán)一般在出廠前焊接完畢。因此，工程設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)井室內(nèi)伸縮節(jié)、蝶閥等尺寸確定剛性翼環(huán)的焊接位置。只有確定剛性翼環(huán)的焊接位置，才能夠進(jìn)行井室內(nèi)部后續(xù)閥件安裝。伸縮節(jié)尺寸通常以產(chǎn)品質(zhì)量證明書中的安裝尺寸標(biāo)準(zhǔn)值為準(zhǔn)。

二是確定閥件上下游接口方式。一般情況下，管路上排氣三通、泄水三通均選擇承插三通，以便與上下游管路對(duì)接。但在穿越河渠、公路等倒虹吸處常采用鋼管，通常在鋼管上游側(cè)較低位置處設(shè)置泄水井，以便排出管內(nèi)沉積物或檢修時(shí)放空管道，此時(shí)泄水井三通直接與鋼管相連。該處泄水三通應(yīng)該選擇全承式三通，以便與鋼管對(duì)接。如果仍選用承插三通，三通與鋼管之間還需添加承套連接，將增加倒虹吸的施工難度及費(fèi)用。

因此，對(duì)于較復(fù)雜管路，應(yīng)根據(jù)前后不同的管材、管件形式，選擇適宜便捷的閥件接口方式。

4.結(jié)語

本文結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從管道溝槽開挖，鑄鐵管、鋼管安裝，管道對(duì)接及閥門閥件與管道之間的連接等幾個(gè)方面對(duì)南水北調(diào)配套工程中管道及閥門閥件的安裝技術(shù)要點(diǎn)加以總結(jié)分析。通過總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)得出，在南水北調(diào)配套管道工程設(shè)計(jì)、施工階段，應(yīng)充分考慮到長距離輸水管道工程影響因素較多的特點(diǎn)，根據(jù)具體的外部條件，選擇合適的管材、接口形式及施工工藝。

2017-01-12

李 朋，男，漢族，河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，工程師。