淺談漂管法施工在供水管道工程中的應(yīng)用

劉新杰

（平遠(yuǎn)縣石正鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，廣東 梅州514000）

所謂漂管法，就是借助水的浮力實現(xiàn)管道定位和安裝的一種施工技術(shù)，在供水管道工程中具有很高的實際應(yīng)用價值。但是該種施工方法較常規(guī)管道工程而言難度更大、工序更多、施工要求也更高，稍有不慎就有可能導(dǎo)致整個施工項目無法繼續(xù)進(jìn)行，延誤施工進(jìn)度，造成不可挽回的損失。所以相關(guān)施工人員必須充分理解該技術(shù)的施工原理，并熟練掌握相關(guān)施工技術(shù)要點，充分做好施工前準(zhǔn)備工作，并在施工中加強(qiáng)質(zhì)量管控，這樣才能全面確保各環(huán)節(jié)施工的正確性，進(jìn)而保證施工項目的順利有序進(jìn)行，最大程度發(fā)揮漂管法施工在供水管道工程中的應(yīng)用價值。

1 工程情況簡述

1.1 工程概況

本次案例針對平遠(yuǎn)縣石正鎮(zhèn)村村通自來水工程南臺村供水管線鋪設(shè)展開分析，該工程需求是以水源點風(fēng)窟里為起點，跨越現(xiàn)有的小（一）型水庫石徑水庫鋪設(shè)水下約1 千米供水管道，中間經(jīng)過一座山體，最后連接至新建的南臺村制水廠，補(bǔ)充南臺村村民的生活用水以及企業(yè)用水，其工程范圍跨度較大，難度較高。

1.2 施工區(qū)域地形、地貌及地質(zhì)

該項目具體地址位于在廣東省東北部，粵、贛、閩三省交界處，屬于丘陵山區(qū)，山地、丘陵占總面積的80.8%，其余為河谷盆地。地形平面呈四指并攏向上的巴掌狀。項目區(qū)內(nèi)場地穩(wěn)定性較好，未見有全新活動斷裂構(gòu)造通過的跡象。

1.3 工程規(guī)模

本項工程中平面長度大概在3.9 千米左右，管線預(yù)期的供水量為每天500 立方米。管線設(shè)計樁號范圍在0+0.000 到3+900 之間，工程量最大的部分在于供水管線鋪設(shè)。根據(jù)項目需求和實際地理地質(zhì)特征，本次工程的管材選用了PE 管，外徑值為110 厘米。為避免水壓對PE 管材質(zhì)量造成損傷，使供水管道結(jié)構(gòu)的整體性與水密性不足。本工程將水庫水位線以下的管道替換成了等直徑的鋼管，以便延長供水工程的使用壽命。根據(jù)施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在鋪設(shè)河底和河灘管線時，管頂?shù)淖钚「餐梁穸戎辽賾?yīng)為1.5 米，在管道的末端可以設(shè)置直徑為140 厘米的預(yù)留口來為后續(xù)其他施工提供便利。

2 工程測量及結(jié)果

工程測量是所有管道系統(tǒng)敷設(shè)的基礎(chǔ)，只有測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，才能使管道功能性得以保障，并更好的維持使用壽命。在測量過程中，為確保引測高程數(shù)據(jù)準(zhǔn)確且提取便利，測量人員可沿著管道敷設(shè)方向設(shè)立多個臨時測站，并基于設(shè)計單位給出的圖紙要求對高程控制點聯(lián)測，以便形成閉合的水準(zhǔn)路線，便于核查測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。以III 等水準(zhǔn)控制為基礎(chǔ)，確保整體測量精度人。臨時水準(zhǔn)點可以選擇在管線主點周圍的建筑物之上，確保其固定性與穩(wěn)定性。應(yīng)用極坐標(biāo)法來進(jìn)行管道中心線的定位，并在主點用木樁來標(biāo)定，測量過程中，測量人員需對每個測站轉(zhuǎn)折夾角進(jìn)行核對，并做好每個測站點之間的距離測量，并通過多次測量來控制誤差。在本項目當(dāng)中，經(jīng)過多次勘探與測量，發(fā)現(xiàn)其中多段都存在著一定的測量困難，河道由于經(jīng)過多年采砂，而導(dǎo)致河底結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，大約在河床基層部位的5-7m范圍內(nèi)均為卵石層，如果仍然應(yīng)用常規(guī)施工方式來開挖、并進(jìn)行回填，會額外造成大量施工成本，因而在該類區(qū)域進(jìn)行漂管施工，以起到節(jié)約成本的效果。

3 采用漂管法施工的意義

首先，漂管法比較常規(guī)的降排水方案，在技術(shù)操作的便利性及經(jīng)濟(jì)性方面有顯著優(yōu)勢，不但能夠略去抽水與清淤等施工環(huán)節(jié)，使管道施工難度下降，同時也能夠極大縮減施工周期，保障工程施工質(zhì)量水準(zhǔn)；其次，漂管法的參照規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)較完善，基于國家、交通與水利部門的質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)，此類施工方法的環(huán)境適應(yīng)性也較強(qiáng)；再次，結(jié)合漂管法調(diào)查資料可知，受技術(shù)流程與施工控制影響，我國尚未發(fā)生過一例漂管法工程事故，并且隨著我國職業(yè)健康安全管理體系規(guī)范的不斷完善，漂管法也得到了廣泛的認(rèn)可；最后，從漂管法施工的環(huán)保角度來看，此類施工方法中所選的材料對環(huán)境無影響，且施工流程中無污染、水土流失或威脅河道安全等風(fēng)險，并且在嚴(yán)格的施工監(jiān)管環(huán)境中，漂管法施工現(xiàn)場環(huán)境能夠全程保持整潔與作業(yè)規(guī)范的要求，并無噪聲與空氣污染等情況。另外，在本文案例平遠(yuǎn)縣石正鎮(zhèn)自來水系統(tǒng)構(gòu)建時，就采用了這種施工方法，便于解決地域工業(yè)與居民的用水需求間的問題，進(jìn)一步提升地方居民的生活質(zhì)量水準(zhǔn)。

4 漂管法施工在供水管道工程中的應(yīng)用

4.1 施工原理

4.1.1 鋼管施工原理。利用水的浮力的原理，若水的浮力大于管段的自重，即可進(jìn)行漂管。單位鋼管自重及浮力（管徑Φ1.422 m）計算：G=π×（Φ-δ）×δ×ρ 鐵=0.49 tF=π×（Φ/2）2×ρ 水=1.59 t 式中：G 為管段自重；F 為鋼管浮力；Φ 為鋼管直徑，Φ=1.422 m；δ 為管壁厚度，δ=0.014 2 m；ρ 鐵為鋼板密度，ρ 鐵=7.85 t/m3；ρ 水為水密度，ρ 水=1 t/m3。計算可知：F-G=1.10 t，故將鋼管兩段封閉后，可輕易進(jìn)行漂管就位。4.1.2 PE 管施工原理。管道在現(xiàn)場拖動時，尤其是非開挖定向鉆孔施工時，一定要保證最大拖曳力(牽引力)不得大于(3)式計算出的F 值，否則應(yīng)考慮減少管道拖動長度(即焊接長度)，或加大管材強(qiáng)度：

式中：F——最大拖曳力，N; dn—— 管 道 公 稱 外 徑，m;SDR——標(biāo)準(zhǔn)尺寸比，即管材公稱外徑與壁厚的比值。SDR 反映了管材的強(qiáng)度，管材外徑一定的情況下，管壁越厚，SDR 值越小，強(qiáng)度越大。

4.2 漂管法施工要點。4.2.1 施工準(zhǔn)備。在施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，需要準(zhǔn)備好施工所使用的器械設(shè)備以及其他材料，如發(fā)電機(jī)、吊車、運輸車輛、電焊設(shè)備、挖掘機(jī)以及防腐、打壓設(shè)備等等。在施工用電準(zhǔn)備方面，則要做好各種電纜設(shè)備、配電箱的配備，同時也要有針對性地結(jié)合當(dāng)時的季節(jié)做好防雨與防風(fēng)準(zhǔn)備。4.2.2 施工材料質(zhì)量檢驗。在本工程當(dāng)中所應(yīng)用到的鋼材，規(guī)格為外徑142.2cm的螺旋焊接鋼管與TPEP 管道，進(jìn)場前需要供貨商提供全面的質(zhì)量說明文書材料以及質(zhì)檢報告，確保所有的技術(shù)指標(biāo)可以符合于本工程的使用需要與相關(guān)規(guī)定；針對裝卸車輛，需要應(yīng)用統(tǒng)一的專門吊具，并對管道的防腐層與絕緣層進(jìn)行必要的保護(hù)，同時嚴(yán)格管理，避免管端被摔碰造成物理損傷，影響正常使用。所運抵施工現(xiàn)場的施工材料需要逐一進(jìn)行嚴(yán)格驗收，驗收完畢方可辦理交接地。在焊材方面，則需要結(jié)合焊接工藝的需要來選擇焊接牌號，并出示質(zhì)量證書與質(zhì)量文件。針對鋼管接頭部位進(jìn)行防腐處理，外防腐應(yīng)用屏障GZ-2新型高分子防腐涂料，二布四油規(guī)格。結(jié)構(gòu)為底漆+玻璃布+底漆+玻璃布+面漆。本防腐結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的干膜厚度控制在0.3mm 左右；內(nèi)部防腐處理則應(yīng)用GZ-2 高分子防腐涂料，兩底兩面結(jié)構(gòu)。防腐層結(jié)構(gòu)為底漆兩道、面漆兩道，內(nèi)防腐層干膜厚度控制在0.1mm內(nèi)。4.2.3 地形清障與放線。測量人員需基于設(shè)計方案要求確定大致的管線敷設(shè)走向，通過全站儀等設(shè)備定位管溝的中心線。過程中，若是開挖區(qū)域與河道相鄰，則需要做好地下水系統(tǒng)、河道寬度、深度與坡度的勘測，并確定測站的標(biāo)高與坐標(biāo)點。若管溝周圍存有附著物、障礙物等，則需要將障礙物清除，避免對后續(xù)管道系統(tǒng)的敷設(shè)造成影響。4.2.4 管溝開挖?；跍y量數(shù)據(jù)確定管溝開挖的邊線與中線位置，而后采用后倒退的方式開挖，挖出廢渣理應(yīng)棄于溝槽兩側(cè)，待基本成型后，需由測量人員對管溝深度、寬度與坡度進(jìn)行測量，查看與設(shè)計圖紙內(nèi)容是否相符。4.2.5 漂管施工。PE 管材料膨脹系數(shù)較大，若敷設(shè)段低溫會造成影響，則需要將DN110 規(guī)格以下的管道蜿蜒狀敷設(shè)，以便抵消熱脹冷縮的影響；DN110 以上的管道受周圍土壤阻力的影響可降低溫度變化的應(yīng)力。另外，在管材彎曲過程中應(yīng)將彎曲半徑控制在25 倍管材外徑以上。4.2.6 金屬跟蹤線敷設(shè)。金屬跟蹤線需隨著管道走向敷設(shè)，材料采用電線包覆金屬絲，可與警示帶一同使用，也可單獨敷設(shè)。本工程從現(xiàn)場管理實際出發(fā)，沒有敷設(shè)警示帶。

5 結(jié)論

在前文分析中不難發(fā)現(xiàn)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與改進(jìn)，漂管沉降施工已經(jīng)較為成熟，并且在相關(guān)工程的建設(shè)工作當(dāng)中得到了一定的推廣與應(yīng)用。舉例來說，本施工方法對機(jī)械化水平要求不高，同時成本低廉，施工效率高等等，對于長輸管道的施工都有較高的應(yīng)用價值，值得推廣。本文基于某供水管道工程的施工針對漂管法的技術(shù)要點進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)合測量方法說明了一些施工方法并總結(jié)了工程效益，希望可以給相關(guān)施工工作的開展提供一些參考。