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        饮水安全工程中输水配水管道设计

        摘要】从施工期准备、开挖管沟、安装塑料管、安装钢管、管道水压试验、管道回填6方面对农村饮水安全工程中的输配水管道进行设计与施工。

        关键词】农村;饮水安全;输配水管道;设计

        1引言

        至今为止,我国农村饮水安全工程的建设已持续了约10年,特别是针对部分农村地区长时间使用高氟水、苦咸水以及含钾量超标饮用水的问题,国家更是投入了大量的财力、物力来解决,力争3年后的2020年让所有农村地区的人民都能喝上安全的饮用水。作为农村水利基础设施建设,饮水安全工程在满足农村地区用水量的同时,更要保证让广大农民群众喝上放心水。

        2输配水管道的设计原则

        (1)管道的埋设与布置应考虑农村地区的整体规划,充分考虑近期、远期施工能否衔接良好,还要做好分步实施的准备。(2)管道应尽可能地避免和铁路、公路、河流相交,避开岩石、高地下水位、滑坡、沼泽、塌方、被流沙或河流冲刷掩埋的区域。如果管道必须经过以上区域,务必做好安全防护措施。(3)确保输水管道能够提供放心水,管道能短则短,尽量节约施工资金,而且短的管道更便于维护。(4)管道高程、平面布置、走向应该与该区域的管线规划要求相符,尽量沿着已有道路布置。(5)排气阀应安装在长距离输配水管道的突起处,其目的是将管内空气排空,或在输水管放空后将空气引入管道。泄水阀安装在输水管道的低洼点,泄水管直径应比输水管道小2/3。(6)为防止寒冷天气管道冻裂,应将管道埋设在冻层以下[1]。

        3输配水管道工程的设计与施工

        3.1施工前的准备

        输配水管道在施工前,要根据设计单位提供的资料和设计图纸反复检测。复测过程中,各施工桩号之间的距离不应超过30m,并标记好混凝土地段的桩号位置,如果要将临时水准点桩设置于非混凝土地段,各水准点之间的距离在500m左右为最适宜[2];保证复测时的精确度与施工规范要求相符,即准确绘制控制平面示意图、施工纵断面图,保证二者满足输配水管道的实际施工所需。通常,输配水管道会布置在相对平坦的公路两旁,由于公路基本不会存在起伏较大的情况,所以不必再次测量横断面。

        3.2管沟的施工技术

        挖管沟必须符合《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268―2008)中的相关标准,技术人员应充分考虑管道的埋设深度和管道直径,并准确计算管道的施工宽度,如果管道为钢管或塑料管,可用B=D垣2b计算管沟宽度。式中,b为管道侧面施工宽度,mm;D为管道埋设外直径,mm;B为管沟宽度,mm,若管径未超过500mm,则可按照300mm计算。明确了管沟施工宽度后,再根据复测的管线结果放线。挖管沟时,如果路段为混凝土,可以先将混凝土路面拆掉或切断后再挖;如果管沟的土质为黏性,那么当挖至300mm以上的设计标高后,可暂时中断,让土基保持原状,安装管道前再通过人工施工将管沟挖至设计标高。如此施工,可保证管道基础的稳固性,保证管道安装完成后管基不会沉陷。如果管沟土质为沙砾,挖掘深度要超出设计100mm,而且要将细颗粒的砂土铺设在上面,夯实后必须达到设计高程。若管沟深度跃2m,需要结合实际施工环境来选择放坡后再挖或采取支护措施。如果受到现场条件限制,需要把挖出的沟槽土堆放于管沟一旁,那么管沟和土堆的距离必须超过600mm才能保证施工安全。经实践验证,这种施工现场往往更便于安装管道,施工效率更高,能够充分保障未回填的管道及施工人员的安全性。若管沟与农渠相互交叉,那么在挖管沟时,深度一定要在1.5m以上,而且农渠底的高程应低于沟槽底;如果管道需要经农渠底部的洞口穿过农渠,必须首先衬砌管沟上端的农渠,以此避免管道中渗入农渠灌溉水而影响饮水工程完工后的正常使用[3]。

        3.3安装塑料管

        PE塑料管是农村饮水安全工程中常用的输配水管道,安装前首先应保证PE管质量合格、完好无损,然后根据实际安装需要用切割器将PE管切割成合适的长度,管道切割完毕后在上面标记好焊接点及焊接深度。PE塑料管的焊接对温度有要求,应先调试好焊接工具的温度再进行焊接。把管道及管道配件压入焊接头,压入时分别在焊接头两端加压,以保证压入有效,加压时注意控制压力,避免压力太大导致管道扭断或弯曲,管道加热完成后再结束加压。值得注意的是,当管道加热完毕,要立即取出管道及管道配件,此过程中需要采取一定的措施防止管道配件变形扭曲[4]。

        3.4安装钢管

        如果路段无法埋设管道,需要将管道铺设在外面,此时就要选择钢管。当钢管达到施工场地后立即采取“两油三步”方法为钢管做防腐处理,钢管接口处预留出500mm,焊接安装完成后再做防腐处理。焊接前要根据相关施工要求修理钢管口,钢管处理妥当后再将其运送至工作点进行焊接,焊接时钢管与钢管对口间距应保持在1.5~2mm,先进行点焊固定,继而再逐层焊接,从而让防腐、焊接作业的质量均能得以保障。

        3.5管道水压试验

        安装输配水管道,管道的阀井、镇墩等设备应与管道施工同时展开,镇墩完成一周后,根据预先规划好的管道试压方案做水压试验,首先组装好打压套件,然后回填管道至距离管道顶面500mm处,这样在做水压试验时就不会造成管道的径向振动和轴向滑动。试验全过程都要严格遵守“分段试压”原则,将试压长度控制在500~1000m。试压套件与试压泵同样重要,它们甚至决定了管道水压试验的成功与否,试压套件的材料质量必须优于主管道的材料质量,加工时严格按照相关规范进行,试压泵与压力表的量程必须超过试验压力的1.3倍以上。排气装置应安装在管道上端,压力表应安装在试压管段下端和管道轴线呈直角的支管上,管道两端全部挖完后,管道和墙壁的角度最好接近90毅,试压管段的管道两端全部支持稳定后再进行加压,根据管道水压试验的要求,加压过程不宜太急,当管道中的水压达到水压试验要求后开始拍照,将试验照片作为验收资料妥善保管。

        3.6输配水管道的回填施工

        当安装完水压试验段的输配水管道后,首先回填的是管区,回填至管道顶端500mm高程处,倘若管区为PE管,可以把直径在10mm以内的颗粒当作回填材料。当跨路段管道经水压试验的检验合格后可再次回填,回填时采取分层夯实的方法。跨路段输配水管与若干支管如果位于乡村路段,路面宽度不会超过8m,如果路段来往车辆密集,安装管道时必然会对该路段交通带来影响,所以应迅速完成回填工作,以便车辆、行人能够正常通行。

        4结语

        输配水管道的施工在农村饮水安全工程建设中占据关键地位,光是用于管道施工的投资便高达70%,可见输配水管道对整个工程的重要性。工程完成后,管道是埋设于地下的,该部分的施工相对隐蔽,其施工质量不能一目了然,然而却能直接影响饮水安全工程的顺利运行。本文所述的6个环节均是输配水管道工程设计、施工中至关重要的内容,该阶段的质量控制也关系到整个饮水安全工程的建设。因此,无论是验收、试验、记录数据等必须严格按照《给谁排水管道工程施工及验收规范》(GB50268―2008)中提到的要求逐一进行,务必保证农村饮水安全工程质量。

        参考文献

        【1】吕晓丛.农村饮水安全工程中输水配水管道工程设计[J].水利科技与经济,2014(9):96-98.

        【2】张继鑫.农村饮水安全工程的设计与建设[J].城市建设理论研究(电子版),2012(6):32-33.

        【3】黄韦健.农村饮水安全工程输配水管道施工研究[J].河南水利与南水北调,2015(1):50-51.

        【4】郑艳.农村饮水安全工程配水管网设计探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2013(13):44-46.

        作者:王小玲 单位:垣曲县水利局

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