城市供水管網(wǎng)工程施工優(yōu)化策略

（中鐵二十局集團(tuán)安哥拉國(guó)際有限責(zé)任公司，陜西西安 710016）

城市化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)，對(duì)城市供水管網(wǎng)的供水量及品質(zhì)均提出更高的要求，而部分城市的現(xiàn)狀供水管網(wǎng)系統(tǒng)存在效率低、供水質(zhì)量欠佳等局限之處，與城市發(fā)展需求形成矛盾。對(duì)此，亟須以城市供水管網(wǎng)的現(xiàn)狀為立足點(diǎn)，探討相關(guān)優(yōu)化策略。

1 工程概況

奎托供水項(xiàng)目原水管道采用承插式球墨鑄鐵管FFD PN16 DN500，長(zhǎng)約4.5 km，水泵提升壓力供給。

原水凈化處理后，重力自流供至市區(qū)R1蓄水池，再供至RP蓄水池。配水支管網(wǎng)采用HDPE PE100 DN63～DN400，約90 km，入戶5 250戶。

2 市政供水管網(wǎng)工程施工要點(diǎn)

2.1 現(xiàn)場(chǎng)交樁

建設(shè)單位確定標(biāo)高點(diǎn)、中心點(diǎn)等相關(guān)數(shù)據(jù)，將其完整轉(zhuǎn)交給施工單位，以便后續(xù)工作可有序開展。為確保施工的精確性，要求現(xiàn)場(chǎng)交樁點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)規(guī)劃部門的審核，閉合差需要被控制在許可范圍內(nèi)?，F(xiàn)場(chǎng)交樁過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)交樁點(diǎn)的防護(hù)，避免受損。組織勘察作業(yè)，目的在于揭露現(xiàn)場(chǎng)既有地下管網(wǎng)的分布情況，并多途徑收集資料，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)條件形成全面認(rèn)識(shí)，作為制定施工方案的基本依據(jù)。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)踏勘

經(jīng)過(guò)測(cè)量后確定供水管網(wǎng)敷設(shè)過(guò)程中的地形情況，根據(jù)所得信息繪制圖表，供施工人員參考，同時(shí)需形成完整的書面記錄，以作為工程結(jié)算的基本依據(jù)。測(cè)量過(guò)程中應(yīng)充分關(guān)注既有建（構(gòu)）筑物的分布情況，穿越障礙物時(shí)需要將具體內(nèi)容告知建設(shè)等相關(guān)部門，經(jīng)過(guò)簽字確認(rèn)后采取合適的措施，協(xié)調(diào)好供水管網(wǎng)與建（構(gòu)）筑物的空間關(guān)系。

2.3 測(cè)量放線

以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，完成溝槽測(cè)量放線工作。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)以及工程規(guī)范，經(jīng)計(jì)算后確定放坡寬度，同時(shí)測(cè)放溝槽低寬線和開挖邊線。對(duì)各測(cè)量放線結(jié)果進(jìn)行全面檢查，以便為后續(xù)溝槽開挖作業(yè)提供參照基準(zhǔn)。

2.4 開挖溝槽

溝槽開挖質(zhì)量將直接影響到市政供水管網(wǎng)的最終施工效果，需嚴(yán)格控制溝槽開挖尺寸。以前一節(jié)段的放線結(jié)果為依據(jù)合理開挖，開挖期間利用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀等設(shè)備檢測(cè)，確定標(biāo)高和中心線的具體值，將所得結(jié)果與設(shè)計(jì)要求展開對(duì)比分析，要求兩者完全重合或是產(chǎn)生的誤差在許可范圍內(nèi)。

2.5 溝槽質(zhì)量檢驗(yàn)

經(jīng)過(guò)溝槽的開挖作業(yè)后，若實(shí)測(cè)標(biāo)高和中心線均滿足要求，則由施工人員全面清理溝槽，保證其維持潔凈的狀態(tài)。施工單位會(huì)同監(jiān)理單位等部門共同組織溝槽施工的驗(yàn)收工作，例如槽底的寬度、平整度、放坡情況、安全防護(hù)措施等方面，均要滿足要求，否則需及時(shí)整改。

2.6 砂墊層施工

根據(jù)要求掛線，依次為基準(zhǔn)將中粗砂鋪設(shè)到位，應(yīng)保證各部分的厚度具有均勻性，同時(shí)坡度需達(dá)標(biāo)。砂墊層施工期間需加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)厚度、平整度等方面的不合理之處，快速將其處理到位，避免因某部分施工質(zhì)量不到位而導(dǎo)致后續(xù)出現(xiàn)大范圍返工的情況。

2.7 安裝管道

經(jīng)上述流程后，則正式進(jìn)入供水管道安裝環(huán)節(jié)。施工前需檢查溝槽地基的處理效果以及管材的質(zhì)量情況，達(dá)標(biāo)后方可安裝管道。按順序依次將成型的管節(jié)下放至溝槽內(nèi)，期間需嚴(yán)格控制管材的位置，避免管材與槽壁刮碰的情況。溝內(nèi)運(yùn)輸管道時(shí)采取防護(hù)措施，避免管道干擾原狀地基。從下游開始安裝管道，按施工方向逐步推進(jìn)。管道安裝期間及時(shí)檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整好管節(jié)的中心和高程，在確保本段管道安裝到位后方可安裝下一節(jié)管，按照此方式重復(fù)操作，直至所有管道均安裝到位為止。

由于管道安裝期間易出現(xiàn)雜物混入的情況，此時(shí)需及時(shí)清理。各管道需緊密連接，以構(gòu)成完整的管網(wǎng)系統(tǒng)。地面坡度超15%時(shí)將加大施工難度，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行期間應(yīng)采取防護(hù)措施，以免出現(xiàn)側(cè)翻現(xiàn)象。柔性接口管道安裝過(guò)程中，遇縱坡超18%的區(qū)段時(shí)，需采取防滑措施；剛性管道安裝期間，縱坡超過(guò)35%時(shí)依然需采取防滑措施。此外，管道安裝期間需逐個(gè)檢查管道閥門，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理。

3 城市供水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原則及方法

供水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)需以城市各領(lǐng)域用水需求為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)彈性設(shè)計(jì)，以滿足后續(xù)的擴(kuò)容需求。設(shè)計(jì)階段兼顧供水區(qū)域內(nèi)的各類管網(wǎng)，切實(shí)保證供水質(zhì)量及供水?dāng)?shù)量。避免冗余設(shè)計(jì)，提高管網(wǎng)的獨(dú)立性，以免因局部供水異常而引發(fā)大范圍供水癱瘓的情況。此外，做好對(duì)管線敷設(shè)方案的優(yōu)化工作，減小對(duì)城市其他建（構(gòu)）筑物的干擾，降低成本。

管道施工主導(dǎo)工程的核心內(nèi)容為DN500、DN600球墨鑄鐵供水主管網(wǎng)的安裝，兼顧入戶配水管網(wǎng)施工需求，兩者采取平行施工模式；主管網(wǎng)分為兩個(gè)施工段，遵循平行施工原則，具體包含土路施工段的原水管道和供水主管道、公路施工段的供水主管道和HDPE管。

管道施工期間遇大坡度斜坡區(qū)時(shí)，按自下而上的方式有序安裝到位；以管網(wǎng)沿線地形起伏狀況為基本依據(jù)，分段有序完成工作面的開挖作業(yè)，以便管道可快速安裝到位。每間隔1 000 m左右組織試壓（為確保試壓結(jié)果的可靠性，間隔距離不宜過(guò)大），用于分析管道的運(yùn)行狀況，實(shí)測(cè)指標(biāo)滿足要求后即可回填管道。

（1）挑選恰當(dāng)?shù)墓懿摹?/p>

管材種類各不相同，有金屬與非金屬之分，在這兩類下也分為多種，且我國(guó)供水網(wǎng)領(lǐng)域在這方面的研究尚不成熟，有必要加強(qiáng)管材選擇方面的研究。此外，所選管材要達(dá)到安全性、可靠性、衛(wèi)生環(huán)保等要求，更好為城市建設(shè)服務(wù)。

（2）提升漏滴檢測(cè)水平。

供水管網(wǎng)探漏是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，進(jìn)行檢漏時(shí)，必須制定有效的分析方案，綜合分析供水管網(wǎng)損壞情況，只有全面、準(zhǔn)確地了解管道情況，才能做好管道更換維修工作，大幅度提升供水質(zhì)量，避免出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。同時(shí)，要為供水管網(wǎng)配置相關(guān)的探漏設(shè)備，加強(qiáng)測(cè)工作者專業(yè)知識(shí)和業(yè)務(wù)水平的培訓(xùn)，加強(qiáng)檢測(cè)效率，對(duì)獲得準(zhǔn)確地檢漏側(cè)漏信息具有重要的意義。此外，應(yīng)組織相關(guān)人員進(jìn)行巡視檢查，保障供水管網(wǎng)的安全，減小管網(wǎng)遭受破壞的概率。必須注意，不可盲目進(jìn)行施工，預(yù)防對(duì)已損壞供水管網(wǎng)實(shí)施不恰當(dāng)?shù)木S護(hù)，及時(shí)消除隱悲。

（3）優(yōu)化設(shè)置供水管網(wǎng)。

將達(dá)到設(shè)計(jì)年限的供水范及規(guī)模，充分考慮己有給水管網(wǎng)利用情況，進(jìn)一步完善城市供水系統(tǒng)。此外，重新布置城市供水管網(wǎng)，通過(guò)一系列的管網(wǎng)優(yōu)化措施，最終明確供水管網(wǎng)設(shè)置方案。在對(duì)配水管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要最大化將各配水管線連接起來(lái)，借此保障安全、穩(wěn)定的供水。

（4）做好給水管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)工作。

市政府及相關(guān)部門要加大對(duì)給水管網(wǎng)的維修及檢查，注重做好給水管網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)工作同時(shí)，對(duì)存在問(wèn)題的給水管網(wǎng)進(jìn)行有效處理，進(jìn)一步減少管道滿、跑等現(xiàn)象出現(xiàn)，有效提升管網(wǎng)供水質(zhì)量，減少水資源的耗費(fèi)情況。

4 城市供水管網(wǎng)施工優(yōu)化比選

4.1 管材的選擇

管材是城市供水管網(wǎng)的核心組成部分，包含金屬和非金屬兩類，對(duì)于現(xiàn)階段城市供水管網(wǎng)相關(guān)工作，在管材的分析及應(yīng)用方面存在不足之處。鑒于此，需要強(qiáng)化對(duì)管材的研究，遵循因地制宜的原則，確保投入使用的管材具有安全性、可靠性及環(huán)保性，從源頭上減少后期的質(zhì)量問(wèn)題，球磨鑄鐵管及HDPE管管材分析及適用條件如表1所示。

表1 球磨鑄鐵管及HDPE管管材分析及適用條件

4.1.1 球墨鑄鐵供水主管網(wǎng)

以支墩中心線、道路走向?yàn)榛鶞?zhǔn)，按照與之相平行的方式布設(shè)管線，并配置控制導(dǎo)線，用于提高管線走向的規(guī)范性。引入極坐標(biāo)法和角度交會(huì)法，經(jīng)計(jì)算與分析后精確定位管線。通常測(cè)角精度取30″，量距精度取1/5 000，及時(shí)測(cè)量管線轉(zhuǎn)折點(diǎn)夾角，要求實(shí)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)值誤差不超過(guò)±1′。為解決施工圖設(shè)計(jì)管線位置因地形測(cè)量精細(xì)程度原因與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不符的情況，依據(jù)施工圖管線位置為參考，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際建筑物、障礙物具體位置，合理調(diào)整管線鋪設(shè)位置，避讓結(jié)構(gòu)物。

組織管道水壓試驗(yàn)，合理規(guī)劃工作內(nèi)容，保證支墩、排氣閥等關(guān)鍵部位均有專員檢查。以供水管網(wǎng)系統(tǒng)的高程為基本依據(jù)，將其分為每公里試壓段，在各段的最高端、最高點(diǎn)加裝排氣裝置，在最低端、最低點(diǎn)加裝打壓裝置以及排水裝置。

管道接口工作落實(shí)到位且通過(guò)檢驗(yàn)后，對(duì)管段兩端及三通采取封閉措施，填土至管頂以上50 cm的位置（接口部分無(wú)須填土），適當(dāng)夯實(shí)以提高管段的穩(wěn)定性。管道試壓前技術(shù)人員針對(duì)試驗(yàn)管段兩端頭后背墻支撐反力進(jìn)行驗(yàn)算，并預(yù)留不小于1.1倍的安全系數(shù)，防止隨試驗(yàn)壓力逐步升高后背墻支撐反力不足而產(chǎn)生的安全事故或返工。全面檢查，保證閘門、后背等部位均可維持穩(wěn)定。采取低點(diǎn)進(jìn)水、高點(diǎn)排氣的方式，完成注水作業(yè)后持續(xù)浸泡24 h，調(diào)整試驗(yàn)壓力直至滿足設(shè)計(jì)要求，在此條件下檢測(cè)其壓力情況，應(yīng)保證10 min壓降不超過(guò)0.05 MPa。各試驗(yàn)段長(zhǎng)度以1 000 m為宜，分段依次組織試壓，分級(jí)提升壓力，單次增加量約0.2 MPa，每完成一次升壓后均要及時(shí)檢查，若無(wú)誤則進(jìn)入下一級(jí)升壓環(huán)節(jié)，否則需進(jìn)行調(diào)整。

4.1.2 HDPE管道

根據(jù)設(shè)計(jì)要求測(cè)量并在路面上標(biāo)記開挖寬度邊線，完成切縫作業(yè)，隨后進(jìn)入管道土石方開挖環(huán)節(jié)。為提高施工效率，以機(jī)械開挖方式為主，施工人員輔助修整及清理。管道開挖以直線形式為宜，槽底寬度至少應(yīng)達(dá)到DN+0.30 m，局部路段遇到地下連接時(shí)，可在該基礎(chǔ)上適當(dāng)增加管道槽底寬度，至少需達(dá)到DN+0.50 m，否則不利于安裝對(duì)接作業(yè)的順利開展。隨管溝開挖的持續(xù)推進(jìn)，達(dá)到設(shè)計(jì)底標(biāo)高后即可停止，并進(jìn)行人工清槽，以確保其具有潔凈性后再檢查溝底土質(zhì)。復(fù)測(cè)坡度樁，若無(wú)誤則在該處拉線。

全面檢查拉線，分析其與溝底是否保持一致，存在誤差則需及時(shí)調(diào)整。管底應(yīng)具有穩(wěn)定性，因此宜采取夯實(shí)措施，每完成一次夯實(shí)作業(yè)后隨即檢測(cè)。

經(jīng)溝槽隱蔽驗(yàn)收后，若實(shí)測(cè)結(jié)果滿足要求，即可組織管道安裝作業(yè)。對(duì)于溝槽周邊空間不足的情況，則在溝槽內(nèi)連接和安裝；若溝槽周邊擁有足夠的場(chǎng)地，則在該處連接管路，再整體安裝到位。安裝前需全面檢查各管材的質(zhì)量，不可出現(xiàn)凹陷、裂痕等問(wèn)題。在管道彎頭、三通等關(guān)鍵部位施工時(shí)，宜設(shè)置支墩（以C20混凝土為基礎(chǔ)材料制得），法蘭閥門處的支墩則采取磚砌的方式，以達(dá)到加固的效果。

HDPE主管或支管安裝期間存在與其他部件（閥門、金屬管道等）連接的情況，此時(shí)較為可行的是采用塑鋼過(guò)渡接頭，以保證連接的緊密性。管段隆起段以及上坡段施工時(shí)均要加裝排氣閥，目的在于降低氣、水所對(duì)管道所帶來(lái)的沖擊作用，維持管道的完整性與穩(wěn)定性?？紤]到HDPE管材具有較好柔韌性和伸縮性等特點(diǎn)，在此類管道安裝過(guò)程中無(wú)須采用伸縮節(jié)。

4.2 探漏的工作要點(diǎn)

供水管網(wǎng)探漏是分析管道嚴(yán)密性的關(guān)鍵途徑，但其涉及的因素較多，需要在探漏前根據(jù)供水管網(wǎng)的實(shí)際情況制定切實(shí)可行的方案。為提高供水管網(wǎng)探漏結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要配套專業(yè)的探漏設(shè)備，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)參與人員的培訓(xùn)，提高其專業(yè)水平以及職業(yè)道德素養(yǎng)，協(xié)調(diào)好人、機(jī)的關(guān)系，高效完成探漏工作。期間應(yīng)由專員巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水管網(wǎng)的異常之處，采取相適應(yīng)的處理措施，以免管網(wǎng)受損。在發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)存在滲漏等問(wèn)題后，需要分析具體的成因，采取行之有效的處理措施，從根本上消除隱患，以免對(duì)后續(xù)工作產(chǎn)生不良的影響。

4.3 優(yōu)化設(shè)置供水管網(wǎng)

針對(duì)已達(dá)設(shè)計(jì)年限的供水管網(wǎng)，則需考慮其實(shí)際應(yīng)用情況，貫徹物盡其用的理念，采取優(yōu)化措施。此外，還可根據(jù)需求重新布置城市供水管網(wǎng)，提高供水能力。在配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)緊密銜接各配水管線，構(gòu)成完整的供水管網(wǎng)體系，確保供水的安全性和效率性，滿足社會(huì)各界對(duì)供水提出的要求。

4.4 供水管網(wǎng)的維護(hù)

市政部門應(yīng)當(dāng)成為城市供水管網(wǎng)建設(shè)工作的重要參與者，積極做好日常檢查與維修工作，采取可行的養(yǎng)護(hù)措施，從源頭上避免質(zhì)量問(wèn)題。供水管網(wǎng)存在異常狀況時(shí)，需要給予高度的重視，及時(shí)采取處理措施，避免因局部供水異常而導(dǎo)致用戶無(wú)水可用的局面。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城市供水管網(wǎng)的運(yùn)行水平應(yīng)隨著城市的發(fā)展逐步提高，對(duì)于城市供水管網(wǎng)供應(yīng)能力不足、質(zhì)量偏低等問(wèn)題，相關(guān)人員需要進(jìn)行全面分析，制定一套可行的優(yōu)化方案，在既有城市供水管網(wǎng)的基礎(chǔ)上采取優(yōu)化、擴(kuò)建等相關(guān)措施，以提高城市供水管網(wǎng)的綜合服務(wù)水平。