農(nóng)村飲水安全工程管道施工關(guān)鍵技術(shù)論文
摘要：文章以農(nóng)村飲水工程連通配套項目為例，闡述地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)管道安裝工程地質(zhì)的復(fù)雜性，并結(jié)合不同地質(zhì)條件與水壓確定最安全、實用的工程管道定線與管材選擇方案，重點就其中管道施工關(guān)鍵技術(shù)進行分析。
關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì);農(nóng)村飲水工程;管道施工;技術(shù)
1工程地質(zhì)概況
某工程地勢總體呈現(xiàn)南高北低，管線途經(jīng)多種地貌單元。河谷兩側(cè)地勢落差較大，呈3級階地分布。Ⅰ級分布面積較小，呈透鏡體狀；Ⅱ級階地高于河床，地層以上為壤土礫石層、第3系和白堊系為主；Ⅲ級為基座階地，主要分布在河床，基巖斷續(xù)出露。工程設(shè)計與施工中，需在工程定線、管材選擇及施工等方面設(shè)計有效的方案，保證工程建設(shè)運行的長效性。
2工程定線與管材選擇分析
2.1工程定線
結(jié)合該工程地質(zhì)條件，確定工程定線原則為5個方面。（1）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。（2）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。（3）繞開地形突變段、地質(zhì)不良段。（4）減少工程填方段。工程僅在一V字形河庫段正交布置1條。（5）盡可能避開墳地、住所、寺廟等建筑場所，降低征地費用成本。
2.2管材選擇
連通配套項目選擇使用的管道材料有3種，分別為鋼管、球墨鑄鐵管和PVC-M管。（1）鋼管。管道線路穿過4條主要溝道，靜水壓力普遍較高，最大值可達到407.3m，為該地區(qū)壓力最大的飲水工程。同時，由于4條主要溝道巖性不一，巖性差別大，承載力普遍較差，且都存在地表長流水。設(shè)計此區(qū)域連通配套管道，應(yīng)選擇壓力鋼管。管道連接采用剛性對接方式，并用鋼墊進行密封處理。（2）球墨鑄鐵管。球墨鑄鐵管兼顧了鐵管、鋼管的優(yōu)點，具有良好的抗腐蝕性、延展性和密封性。設(shè)計在水壓1.6～3.5MPa的線段，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，進而引發(fā)管道的不均勻變形。此區(qū)域設(shè)計應(yīng)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。其他線段應(yīng)采用T型接口球墨鑄鐵管。（3）PVC-M管。PVC-M管最高壓力等級為1.6MPa。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)位于黃土區(qū)域，黃土層厚度較大，可為管道提供均勻的承載力，適合采用PVC-M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)。調(diào)蓄池修建于山頂，四周為山谷，地基巖層以黃土主；調(diào)蓄池斷面形狀為梯形，規(guī)格為長108m×深7m×口寬68m。調(diào)蓄池引水管材料為球墨鑄鐵管，直徑40cm，長度為38m。引水管從調(diào)蓄池底側(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度不達標的情況，進而出現(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)計應(yīng)采用“紅膠泥”等類似不透水土代替“三七”灰土，作為引水管周圍的填土，以增加管道填土的封堵效果�！凹t膠泥”取材后，需經(jīng)過加工處理，采用浸泡、搗碎、踩踏等措施，并將土粉碎。施工中，應(yīng)分層搗實，分層厚度控制在200mm，可視膠著物的不同，進行適當調(diào)整。同時，引水管道應(yīng)分段焊接。通過這種方式，增加管道的滲徑，以防管道在外部土作用下，產(chǎn)生推剪破壞。
3.2河道段管道安裝
該線段管線施工時，溝槽開挖成型困難，地下水會涌入溝槽，并在管道安裝時，進入管道內(nèi)，對安全飲水造成污染。因此，應(yīng)在溝槽開挖前，于一側(cè)挖設(shè)1條排水坑，排水坑與溝槽間距控制在2m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)，污水可通過水泵進行抽排，水泵規(guī)格參數(shù)應(yīng)與坑內(nèi)水量相適應(yīng)。當管槽經(jīng)過巖石出露地段，為避免巖石尖凸部與管道接觸，并在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中，進而對管壁造成破壞的情況出現(xiàn)，可在其間布置1層沙礫石墊層，厚度控制在100mm，要求墊層顆粒配級均勻，且最大粒徑不超過2cm。
3.3T型接口球墨鑄鐵管安裝
接口安裝是球墨鑄鐵管施工的重要內(nèi)容。安裝前，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、導(dǎo)鏈并結(jié)合人工調(diào)整為主，避免大型機械施工出現(xiàn)接口滲漏。若管口軸線坡度超過8°，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，鎮(zhèn)墩對于整個管道的安全有著重要的影響。工程對鎮(zhèn)墩建設(shè)技術(shù)并沒有特殊要求，但因農(nóng)村安全飲水工程管道線路長，沿途地勢起伏變化較大，在鎮(zhèn)墩布設(shè)方面需嚴加注意。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進行調(diào)整。嚴格按照設(shè)計方案進行鎮(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)墩部分會浸在地下水中，由于水質(zhì)中酸性物質(zhì)含量較高，會腐蝕鎮(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)角以管道允許值作為參考標準。球墨鑄鐵管和PVC-M管的允許安裝轉(zhuǎn)角分別為3°和4°；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)計點多、面廣、線路長、地質(zhì)條件變化較大。因此，很難以1種管線設(shè)計方案來確保整個飲水工程的經(jīng)濟與實用，需要結(jié)合管道水壓和地質(zhì)條件的不同，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)，保障管線的安全運行。該飲水工程建設(shè)應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)、地形條件，設(shè)計采用較為新穎的施工技術(shù)。
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