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)分析

【摘要】以農(nóng)村飲水工程連通配套項(xiàng)目為例，闡述了地區(qū)工程地質(zhì)的復(fù)雜性，并結(jié)合不同地質(zhì)條件與水壓確定了最安全、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。

【關(guān)鍵詞】復(fù)雜地質(zhì)；農(nóng)村飲水工程；管道施工；技術(shù)

0前言

某飲水工程是該地區(qū)較為典型的工程之一，由于地區(qū)地質(zhì)條件十分復(fù)雜，連通管網(wǎng)以及調(diào)蓄工程施工難度頗大。工程管線穿越多條河流和山地，工程設(shè)計(jì)與施工需要根據(jù)條件的不同進(jìn)行調(diào)整，以保障整個(gè)工程建設(shè)與運(yùn)行的安全與經(jīng)濟(jì)。

1、工程地質(zhì)概況

工程地勢總體呈現(xiàn)南高北低，管線途經(jīng)多種地貌單元。飲水安全工程管線需穿越地區(qū)河道，且本河道段存在地表長流水與地下水兩個(gè)水源。地區(qū)地下水水位埋藏較淺，一般在～m，且主要分布在設(shè)計(jì)管線前段和有過溝建筑物的區(qū)域，可能給工程建筑物及管道安全造成威脅。同時(shí)施工區(qū)域存在不同程度的地質(zhì)缺陷，這給飲水安全工程設(shè)計(jì)與施工帶來了極大的難度。

2、工程定線與管材選擇分析

2.1工程定線

結(jié)合本工程地質(zhì)條件，確定工程定線原則為以下個(gè)方面：其一，盡可能避開地下水位高的地段，降低地下水對施工建設(shè)與構(gòu)筑物安全造成的影響；其二，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度與水頭損失；其三，繞開地形突變段、地質(zhì)不良段；其四，減少工程填方段，工程僅在一字形河庫段正交布置一條。

2.2管材選擇

連通配套項(xiàng)目選擇使用管道材料有種，其分別為鋼管、球墨鑄鐵管和管：

（1）鋼管。管道線路穿過了條主要溝道，靜水壓力普遍較高，最大值可達(dá)到m，為本地區(qū)壓力最大的飲水工程。同時(shí)，由于條主溝道地區(qū)巖性不一，巖性差別大，承載力普遍較差，且都存在地表長流水。設(shè)計(jì)此區(qū)域連通配套管道選擇壓力鋼管，管道連接采用剛性對接方式，并用鋼墊進(jìn)行密封處理。

（2）球墨鑄鐵管。設(shè)計(jì)在水壓～MPa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。在軟土地基、填方地段以及安裝坡度超過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)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，其他線段采用型接口接口球墨鑄鐵管。

（3）管。管最高壓力等級為MPa，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)位于上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土區(qū)域，黃土層厚度較大，可為其上管道提供均勻的承載力，適合采用管。

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)。引水管從調(diào)蓄池靠底側(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。針對這一情況，工程設(shè)計(jì)采用“紅膠泥”等類似不透水土體代替三七灰土，進(jìn)行引水管周圍的填土，以增加管道填土的封堵效果。這種封堵技術(shù)一般適用于水頭壓力在30m以下的工程，而對于大水頭壓力存在不適應(yīng)性。

3.2河道段管道安裝

本線段管線施工時(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)，對安全飲水造成污染。因此，在可在溝槽開挖之前，在一側(cè)挖設(shè)一條排水坑，排水坑與溝槽間距控制在m以上，不能對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)。管槽如經(jīng)過巖石出露地段，為避免巖石尖凸與管道接觸位置在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中進(jìn)而對管壁造成破壞的情況出現(xiàn)，可在其間布置一層沙礫石墊層，厚度控制在mm，墊層顆粒配級要求均勻且最大粒徑不超過cm。

3.3 型接口球墨鑄鐵管安裝

接口安裝是球墨鐵管施工的重要內(nèi)容。安裝前需要確保承接口的清潔，用潤滑劑對密封圈內(nèi)表面與槽口端部進(jìn)行處理，避免潤滑劑流入管槽。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、倒鏈結(jié)合人工調(diào)整為主，降低大型機(jī)械施工出現(xiàn)的接口滲漏情況出現(xiàn)。如管口軸線坡度超過°，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)墩對于整個(gè)管道的安全有著重要的影響。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)浸在地下水之中，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)角以個(gè)管道允許值作為參考標(biāo)準(zhǔn)，球墨鑄鐵管和管的允許安裝轉(zhuǎn)角分別為°和°；鋼管采用剛性連接的方式，對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

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，地質(zhì)條件變化較大。因此，很難以一種管線設(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)條件的不同來調(diào)整管材及其壓力等級，且需要通過對應(yīng)的施工技術(shù)來保障管線的安全運(yùn)行。該飲水工程建設(shè)根據(jù)不同的地質(zhì)、地形條件，設(shè)計(jì)采用了較為新穎的施工技術(shù)，工程實(shí)踐表明技術(shù)可行、實(shí)用，可為相關(guān)工程施工設(shè)計(jì)提供借鑒。

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作者簡介：王愛敏，女，（1980.08—），山東菏澤人，畢業(yè)于山東水利職業(yè)學(xué)院，大專，工程師，研究方向：水利工程。