自來(lái)水管道工程施工的通病與防治分析

潘 棟

（梅州市梅江區(qū)水利工程建設(shè)管理中心,廣東 梅州 514000）

城北鎮(zhèn)隸屬于廣東省梅江區(qū),與多個(gè)小鎮(zhèn)接壤,全鎮(zhèn)總面積118.5 km2,下轄20 個(gè)村、5 個(gè)社區(qū)。梅江區(qū)城北鎮(zhèn)村村通自來(lái)水工程中,自來(lái)水管道工程施工質(zhì)量關(guān)系到居民日后的用水安全,所以必須要了解自來(lái)水管道工程施工的通病,并做好防治工作。自來(lái)水管道工程施工過(guò)程中,很容易出現(xiàn)一些常見(jiàn)通病,這些通病嚴(yán)重影響居民飲水與用水安全,所以需要及時(shí)做好防治工作,將通病扼殺在搖籃中。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及管理理念的發(fā)展,對(duì)于自來(lái)水管道工程施工的通病與防治得到不斷發(fā)展,自來(lái)水管道工程施工的整體質(zhì)量得到極大提升。

1 工程概況

根據(jù)城北鎮(zhèn)供水現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題,本次工程的任務(wù)為解決城北鎮(zhèn)新田、上村、扎下、楊文、三村、塔下、銀營(yíng)、扎上、干光、干才、群益、嶺上、玉西共13 個(gè)行政村的部分村組飲水問(wèn)題,共計(jì)20 個(gè)工程,涉及受益人口12608 人。城北鎮(zhèn)村村通自來(lái)水工程全部為自流供水,不需要建設(shè)泵站,因此本工程不涉及水泵設(shè)備選擇。本工程涉及的機(jī)電設(shè)備主要是一體化凈水設(shè)備,對(duì)居民相對(duì)集中,施工條件較為便利,管理相對(duì)到位的村組,擬采用自動(dòng)化相對(duì)較高的一體化水處理器與清水池配套的方案。本工程總投資為2752.99萬(wàn)元,包括建筑工程費(fèi)1968.14萬(wàn)元,金屬結(jié)構(gòu)及安裝工程費(fèi)253.0萬(wàn)元,臨時(shí)工程費(fèi)71.89萬(wàn)元,獨(dú)立費(fèi)用295.24萬(wàn)元,基本預(yù)備費(fèi)129.41萬(wàn)元,水土保持工程費(fèi)30.15萬(wàn)元,環(huán)境保護(hù)工程費(fèi)5.17萬(wàn)元。

2 自來(lái)水管道工程施工的通病

該項(xiàng)目工程中施工通病主要體現(xiàn)在材料、施工技術(shù)方面,如果對(duì)這兩個(gè)方面的通病發(fā)現(xiàn)不及時(shí),或者防治不合理,會(huì)嚴(yán)重影響自來(lái)水管道工程質(zhì)量,無(wú)法保證居民用水安全。

2.1 材料方面的通病

為保證項(xiàng)目工程的順利進(jìn)行,一般都會(huì)在施工過(guò)程中對(duì)施工設(shè)備、材料等進(jìn)行檢驗(yàn),確保設(shè)備、材料的數(shù)量、質(zhì)量等符合要求。但是在本項(xiàng)目中,由于缺乏對(duì)材料的有效檢驗(yàn),材料一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)管道工程施工的質(zhì)量與進(jìn)度。

2.2 施工技術(shù)方面的通病

在本項(xiàng)目工程施工過(guò)程中,存在的質(zhì)量通病主要表現(xiàn)為溝槽開(kāi)挖與回填問(wèn)題。在施工過(guò)程中,未能按照地基承載力與施工圖紙進(jìn)行操作,導(dǎo)致開(kāi)挖深度不符合要求[1]。當(dāng)發(fā)生設(shè)計(jì)變更時(shí),未能及時(shí)與設(shè)計(jì)單位協(xié)商就對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改,難以保障管道基座處在規(guī)定范圍內(nèi)的承載面上。同時(shí)由于當(dāng)?shù)赜晁^多,當(dāng)施工在雨季時(shí)未能做好基坑排水工作,也會(huì)發(fā)生基坑沉陷的情況,而且在實(shí)際管道鋪設(shè)與安裝過(guò)程中,未能按照相關(guān)工藝流程進(jìn)行操作。

3 自來(lái)水管道工程施工通病的防治

3.1 材料通病的防治

3.1.1 材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制

一是對(duì)材料供應(yīng)商的資質(zhì)、財(cái)務(wù)狀況及產(chǎn)品質(zhì)量等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),確保供應(yīng)商綜合實(shí)力符合本項(xiàng)目施工要求[2]。二是由材料供應(yīng)商提供產(chǎn)品合格證、質(zhì)量證書等質(zhì)量合格證明文件及檢測(cè)報(bào)告。應(yīng)符合國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)要求,并經(jīng)監(jiān)理工程師核查確認(rèn)。三是材料使用前,由監(jiān)理工程師見(jiàn)證取樣,送往有資質(zhì)的檢測(cè)單位檢測(cè),出具合格報(bào)告后方可使用。四是采購(gòu)計(jì)劃由采購(gòu)部門制定,材料按批次進(jìn)場(chǎng)。質(zhì)量管理人員、采購(gòu)人員與監(jiān)理需同時(shí)在場(chǎng)對(duì)材料進(jìn)行抽檢,符合要求的進(jìn)場(chǎng)存儲(chǔ),不符合要求的立即清退。進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量控制流程見(jiàn)圖1。

圖1 進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量控制流程

3.1.2 管材及管徑選擇

大口徑管道在該項(xiàng)目工程中的成本占比較高,所以需做好成本控制工作,經(jīng)過(guò)計(jì)算最終確定選擇直徑為600 mm～1600 mm的PE管道。管材見(jiàn)表1。

表1 常見(jiàn)管材

當(dāng)供水流量、壓力與水頭損失參數(shù)相同時(shí),不同管材的管徑有所不同。哈森·威廉斯公式可以方便不同管材管徑之間的比較,并能為最終的管徑確定提供支持。公式如下：

在該公式中hf、L、Q、d、c分別為管道沿程水頭損失、管道通過(guò)流量、管內(nèi)徑、沿程摩擦系數(shù)。

在供水流量、壓力與水頭損失相同的條件下,確定預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管；鋼管、球墨鑄鐵管；玻璃鋼夾砂管、聚乙烯管分別為d1、d2、d3,得出三者之間的關(guān)系為：d1=1.0372d2=1.167d3。

3.2 施工技術(shù)通病的防治

（1）溝槽開(kāi)挖質(zhì)量控制

溝槽在開(kāi)挖或者開(kāi)挖之后,會(huì)存在邊坡塌方、槽底泡水的問(wèn)題,這兩個(gè)問(wèn)題會(huì)影響施工的有序進(jìn)行,嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生危害。槽基在泡水之后,地基土質(zhì)變軟,嚴(yán)重影響其承載力。首先,坡塌方的防治[3]。需針對(duì)當(dāng)?shù)赝寥狼闆r,合理確定槽幫坡度,具體可以分為實(shí)施支撐的直槽操幫與打開(kāi)槽的槽幫坡度兩種,前一種采用1∶0.05,后一種見(jiàn)表2。當(dāng)溝槽塌方后,需及時(shí)清除塌方,并做好支撐加固工作。

表2 大開(kāi)槽槽幫坡度

其次,需做好槽底泡水的防治。在預(yù)防該問(wèn)題發(fā)生過(guò)程中,當(dāng)遇到雨季時(shí),需做好排水工作。治理期間,對(duì)已經(jīng)泡水的溝槽,需對(duì)降水設(shè)備進(jìn)行及時(shí)檢查,對(duì)排水溝進(jìn)行疏通,將水排干凈[4]。地基的擾動(dòng)在10 cm以內(nèi)時(shí),及時(shí)挖出擾動(dòng)土,填入級(jí)配砂石并夯實(shí)。如果擾動(dòng)深度在30 cm,但是下部堅(jiān)硬時(shí),需挖出擾動(dòng)土,并將大卵石填換進(jìn)行,空隙使用礫石填充[5]。

（2）回填質(zhì)量控制

①超厚回填的治理。做好技術(shù)人員的培訓(xùn)工作,提升技術(shù)人員的操作技能及綜合能力。同時(shí)也要開(kāi)展技術(shù)較低,嚴(yán)格規(guī)范操作流程。②傾斜碾壓的治理。利用水平分層方法在路基總寬度內(nèi)進(jìn)行填筑。當(dāng)橫坡與陡坡為1∶5 時(shí),需作臺(tái)階[6]。

3.3 配水管網(wǎng)節(jié)能設(shè)計(jì)

本工程設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)理念、工程布置、設(shè)備選型、施工組織、運(yùn)行管理等多個(gè)方面遵循國(guó)家的節(jié)能政策、法律、法規(guī)及行業(yè)的用能標(biāo)準(zhǔn),選用符合國(guó)家政策的節(jié)能設(shè)備,節(jié)能措施科學(xué)、有效,符合我國(guó)節(jié)能要求[7]。

在選擇管材時(shí)需科學(xué)合理,確保管材的安全性與可靠性,避免發(fā)生漏水問(wèn)題。同時(shí)在管道設(shè)計(jì)時(shí),盡量走直線,減少管配件的使用。

3.4 輸水管道的布置原則及要求

（1）輸水管道的布置要以供水安全為基本原則,線路要盡量保持最短,做好造價(jià)控制,并能便于后期的維護(hù)與檢修,避免占用農(nóng)田；

（2）輸水管線的走向、高程等設(shè)計(jì)與規(guī)劃需科學(xué),沿著當(dāng)前道路建設(shè)；

（3）避免出現(xiàn)交叉作業(yè),比如與公路、河流等產(chǎn)生交叉,管線設(shè)置要盡量避開(kāi)塌方、沼澤等區(qū)域。如果有穿越這些區(qū)域的管線段,一定要做好防護(hù)措施；

（4）堅(jiān)持綠色施工,為節(jié)約能源,需減少水頭損失,且轉(zhuǎn)角拐彎一定要少；

（5）要與當(dāng)?shù)匾?guī)劃相結(jié)合,滿足長(zhǎng)期發(fā)展需求；

（6）利用好地形優(yōu)勢(shì),重力輸水優(yōu)先考慮。

3.5 管道連接

操作人員在管道連接過(guò)程中,需嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)進(jìn)行操作,同時(shí)也要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及天氣狀況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（1）管道檢查。在連接前要對(duì)管材進(jìn)行檢查,確保管材規(guī)格、壓力等級(jí)等符合要求,同時(shí)也要檢查管材表面,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有劃傷等問(wèn)題時(shí)需及時(shí)進(jìn)行處理；

（2）清潔。使用干凈的布對(duì)管道進(jìn)行清潔,尤其是管道兩端的異物一定要清理干凈；

（3）緊固。在機(jī)架卡內(nèi)放置管材,不在管材機(jī)架內(nèi)端伸出的部分使用支撐托支撐,確保管材軸線與機(jī)架中心線高度一致,利用卡瓦緊固好；

（4）切屑。合攏管材兩端后打開(kāi)銑刀電源開(kāi)關(guān),適當(dāng)加壓,兩端連續(xù)切屑,且切屑厚度為0.8 mm左右時(shí),不用再施壓,片刻后退開(kāi)活動(dòng)架,將銑刀電源關(guān)閉。將銑刀取出,兩管端需合攏,對(duì)齊情況進(jìn)行檢查,管材兩端的錯(cuò)位量需合理控制,一般要控制在壁厚的10%以內(nèi)；

（5）檢查加熱板。清除干凈加熱板表面的雜物,對(duì)加熱板溫度進(jìn)行檢查,確保溫度符合設(shè)定值。加熱板溫度符合要求后放入到機(jī)架；

（6）活動(dòng)架推開(kāi)后將加熱板取出,將兩管端合攏,在冷卻之后開(kāi)始卸壓,松開(kāi)卡瓦,將連接完成的管材取出；

（7）完成加熱工作之后,對(duì)接加熱板應(yīng)迅速脫離待連接件,連接面對(duì)接需頂緊,并保持光滑。確保卷邊凸緣寬度、高度分別為5 mm～8 mm與3 mm～5 mm。

3.6 管道敷設(shè)

PE自來(lái)水管道敷設(shè)期間,要考慮管道的使用壽命與鋪設(shè)質(zhì)量,同時(shí)也要確保管道輻射全過(guò)程的安全性、便捷性與經(jīng)濟(jì)性。同時(shí),當(dāng)管道穿越行車道時(shí),也要做好敷設(shè)工作,具體見(jiàn)圖1。在此基礎(chǔ)上需關(guān)注以下幾個(gè)要點(diǎn)：

（1）管材直徑不同敷設(shè)方法不同,當(dāng)≤315 mm時(shí),選擇人工配合吊車的方法,當(dāng)＞315 mm時(shí),選擇人工方法；

（2）溝底標(biāo)高和管溝地基質(zhì)量合格之后,才可以對(duì)PE管道進(jìn)行敷設(shè)；

（3）溫度應(yīng)力在PE管道敷設(shè)期間可以通過(guò)自身的柔性克服,但是彎曲度需控制在允許彎曲半徑之內(nèi)；

（4）在敷設(shè)過(guò)程中,避免對(duì)PE管道造成損傷。

圖2 Z0+180穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

3.7 管道試驗(yàn)

（1）后背安裝。預(yù)留一段溝槽不挖將其作為后備。按照土質(zhì)和試驗(yàn)壓力對(duì)后背墻支撐面積進(jìn)行確定,一般情況下土質(zhì)的承壓為15 t/m2。后背墻面垂直于管道中心線,將一排枋木橫放在后背墻,避免二者之間產(chǎn)生空隙,如出現(xiàn)空隙,可利用砂子填實(shí)。將3～4 根較大的枋木放置在橫木之前,為保證其牢固性,需使用千斤頂支撐。為防止發(fā)生偏心受壓而產(chǎn)生事故,試壓用的千斤需保證支穩(wěn)。

（2）排氣。排氣門均要設(shè)置在高點(diǎn),滿足排氣要求。兩端管堵應(yīng)有上下兩孔,上孔與下孔的作用是排氣、進(jìn)水和排水。做好排氣工作能確保管道的安全性,保證良好的試壓效果。

（3）試壓。按照分段試壓的方式進(jìn)行,每段超度需控制在1000 m以內(nèi),壓力一般需確定為1.1 MPa；專職人員監(jiān)視兩端管堵的試壓,確保試壓過(guò)程的合理性；試壓期間需逐步升壓避免發(fā)生事故。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過(guò)程中,飲水、用水工程成為重要的民生項(xiàng)目,自來(lái)水管道工程施工中存在一些通病,如何做好這些通病的防治,避免管道在運(yùn)行期間出現(xiàn)安全與質(zhì)量問(wèn)題,成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。做好材料、溝槽開(kāi)挖與回填質(zhì)量控制,開(kāi)展配水管網(wǎng)節(jié)能設(shè)計(jì),明確輸水管道的布置原則及要求,做好沉井施工質(zhì)量控制等,能有效預(yù)防各類管道施工通病,確保自來(lái)水管道工程的有效開(kāi)展,以及在后期運(yùn)行中的安全性與可靠性。