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市政排水管道安装施工关键技术

2023-02-09岳琪

建材发展导向 2023年1期
关键词:沟槽排水管道市政

岳琪

(太原市政建设集团有限公司, 山西 太原 030000)

市政排水管道属于地下隐蔽设施, 而地下空间复杂, 安装难度较大, 对施工技术提出较高的要求。勘察设计根据勘察单位提供的地勘报告中土质、 地下水位情况、 周边地理环境特点、 排水容量等设计管道或暗涵等, 设计支护开挖、 放坡开挖、 暗挖等各种沟槽开挖形式, 沟槽开挖后地基处理、 管道基础、 管道连接质量、 护管高度、 土方回填方式等、配套设施连接、 质量检验等各项工作后, 有利于提升市政排水管道的整体建设品质, 保障市政排水管道的正常使用。

1 市政给水管道布置技术

市政给水管道包含输水管网和配水管网两类,需根据功能特性和现场建设条件合理布置。

水源至水厂或水厂至配水管网的管线为输水管网, 用于转输水量, 沿线不与用户连接。

输水管线的水经由配水管网转至各分配管、 干管等设施, 进而为用户提供水资源供给服务。 在配水管网的建设中, 大型城市的干管直径通常在200mm以上, 中、 小型城市普遍在100mm以上。 道路下方敷设配水支管, 负责将干管的水输送至小区管道内, 实现向终端的供水。 配水管网的布设需考虑到城市消防用水量的要求, 其中大型城市的配水管的最小管径为150 ~200mm, 中型、 小型城市分别为 100 ~150mm、 75 ~100mm。 在敷设配水管的基础上, 设进户管, 实现市政用户与配水管的连接, 满足用户的水资源使用需求。 按照次序将各规格管网布设到位后, 构成完善的城市给水管网系统。

此外, 还需考虑市政给排水管道的总体布置图,明确各类管道的布置情况, 根据水系统的规模分期建设, 确保建成的水系统覆盖至整个给水服务区,为用户提供稳定可靠的供水服务。 严格控制供水区域的间距也具有必要性, 最大限度减小局部管网断裂时所导致的断水面积。 条件允许时, 宜采取短距离敷设管线的方法, 以便减少市政供水能耗, 降低市政供水的运行成本。

2 排水管道安装施工准备工作

2.1 管材检验

市政给排水管道的质量与管道使用的管材质量密切相关。 因此, 在具体的设计阶段, 设计师必须要严格控制建筑材料, 以下几点是设计师对建筑材料的控制方式: 1) 在进行工程设计时, 要对建筑材料的运用原理有一定的认识和掌握; 2) 通过对建筑单位的物料管理调查, 更好地确保了设计图纸与实际工作的一致性和结构的合理性。 在设计过程中,设计者必须对施工单位所提供的资料和施工要求进行严谨的剖析, 并制定严格的施工标准, 应用于市政给排水管道的施工工程中, 如建筑材料的结构标准及尺寸指标等等。 设计者在完成设计后, 还要通过工程监理和造价管理部门对工程项目进行监督和费用计算, 从而实现对施工过程中使用的建筑材料的数量、 价格以及种类的统一规划。

2.2 管道连接的技术要点

目前, 在管道连接工艺中, 通常采用的是螺纹连接以及法兰连接。 螺纹连接的施工工艺主要有以下三点: 1) 首先要对管道的螺纹进行检测, 以保证管道的螺纹符合管道的施工外径。 另外还要对管道进行下一步的质量检验, 如果发现管道的螺纹有缺陷, 就绝对不能再继续使用了; 2) 认真地控制螺旋接头的工艺与方法, 以确保工程的平稳进行; 3) 管道螺纹在拧紧后, 必须进行防腐处理, 因为长时间的埋藏在地下, 若不进行防腐处理, 管道将不可避免地发生腐蚀。

3 市政排水管道安装施工关键技术

3.1 沟槽开挖

根据设计施工图纸确定沟槽位置、 沟槽开挖深度、 沟槽底部开挖宽度, 确定沟槽边坡, 根据现场土质特性、 地下水位情况、 坡顶有无荷载等合理设计沟槽坡度, 因地制宜开挖。 一般情况下沟槽深度<3m时, 坡度 1∶0.75 ~1∶0.33; 沟槽深度为 3 ~5m时, 坡度以 1∶1.00 ~1∶0.5 为宜。 根据现场勘察结果和工程经验, 确定适宜的开挖方式, 做到安全开挖和精准开挖。 沟槽深度超过3m时, 分层有序开挖到位, 前期由挖土机高效率开挖, 距槽底高程约200 ~300mm时由人工开挖, 以防超挖。

遇沟槽部分地段放坡不足的情况时, 采用木撑板支撑和钢板桩, 应经计算确定撑板构件的规格尺寸, 撑板支撑应随挖土及时安装[1]。 每根横梁或纵梁不得少于两根横撑, 横撑的水平间距宜为1.5 ~2m, 垂直间距不宜大于1.5m。 在软土或其他不稳定土层中采用横排撑板支撑时, 开始支撑的沟槽开挖深度不得超过1m; 开挖与支撑交替进行, 每次交替深度宜为0.4 ~0.8m。 支撑应经常检查, 当发现支撑构件有弯曲、 松动、 移位或劈裂等迹象时, 应及时处理。

沟槽开挖结束后, 用水准仪测量槽底高程, 判断实测值与设计值的偏差是否在许可范围内, 避免任何超欠挖现象。 土方开挖时, 高程测量结果的偏差需在20mm以内; 石方开挖时, 偏差不超过20~30mm。

3.2 下管、 接管

下管的作业要点, 如下: 1) 检查钢管、 管件、闸门等各类配套设施是否保持干净, 若有杂物需清理; 2) 联合应用水准仪、 经纬仪等高精度的测量设施测定管道高程、 轴线, 根据测量结果采取控制措施, 使管道精准下放到位; 3) 严格依据设计图纸控制管道埋深。

接管的作业要点, 如下: 1) 对接管道的管径需保持一致, 对接前修口, 保证钢管端面坡口角度、圆度各项指标均无误。 对口损伤时, 适度修整内壁以便对齐整平。 接口内壁的检查用直尺完成, 着重评估是否具有光滑性。 环向焊缝距支架净距达到100mm或更多时, 按不少于200mm的间距设置环向焊缝。 对接的钢管在壁厚方面存在差异时, 要求钢管的壁厚不超过3mm, 以免影响对接的准确性; 2)接管时, 根据编号有序对接管道, 用300mm长的直尺在接口内壁周边贴靠, 要求错口量不超过壁厚的0.2 倍且需同时满足不大于2mm的要求; 3) 焊接作业由具有资质的焊工完成, 加强质量控制, 避免裂纹、 烧穿、 气孔、 夹渣等质量缺陷; 4) 焊接后,对管道做整体处置, 主要在于消除表面的锈迹, 恢复金属光泽。

3.3 阀门安装

安装前检查阀门, 例如: 检查阀杆的转动灵活性, 阀体是否存在裂纹、 砂眼, 止水线是否准确且清晰, 是否与管道形成配套关系。 在确认阀门无质量问题后, 垂直安放在支承座上, 要求阀门位置准确且维持稳定。

3.4 闭水打压试验

为检验管道输水性能、 管道严密性、 管材承受压力强度的特性, 需在管道安装完成后安排闭水打压试验[2]。 试验前检查管接口外观情况, 若有局部脱落、 裂缝等问题时采取处理措施, 而后用电动试压泵进行试验。 试验人员严格控制闭水打压试验参数, 加强对管道的观察, 准确判断管道的安装质量。如图1 所示。

图1 闭水试验

3.5 管壁砌筑

全面清理施工现场的杂物, 再安排管壁砌筑作业, 要求建设成型的井壁呈竖直状态, 结构完整稳定, 无通缝。 砌筑成型后, 安排砌缝打磨, 保证砌缝达到平整、 光滑的状态。 随后, 将配套的井圈和井盖布设到位。

3.6 竣工验收

闭水试验是检验管道安装质量的重要方式, 需按照科学的方法操作, 根据实际情况判断施工质量。

1) 闭水试验的操作方法。 从上游开始向下游推进, 有序完成闭水试验。 上游试验结束后, 向下游倒水, 此举在满足试验要求的同时还可减少水的用量, 契合绿色环保的工程理念。 根据井的布设间距分段试压, 上游设计水头未超过管顶内壁时, 根据上游管顶内壁加2m的数据计算试验水头, 计算确定的试验水头在10m以内但实际超过检查井井口时,根据上游井口的高度采取水头控制措施, 保证试验水头的合理性。 试验期间由专员监督, 提升操作的规范性。

2) 质量判断方法。 试验水头达到规定后, 观测管道的渗水量, 试验期间持续向管道注水, 进行不少于30min 的观测。 试验人员加强观测, 若结果显示排水管道存在渗漏现象, 需锁定渗漏的部位, 采取修复措施, 再次安排闭水试验, 直至试验结果显示管道无任何渗漏为止。

3.7 沟槽回填与恢复路面

排水管道通过闭水试验后, 表明管道安装质量无误, 需安排管槽回填, 填料和夯实机械设备主要根据现场施工条件和回填部位而定[3]。 管槽回填前,清理腐殖土、 垃圾土等不利于正常施工的杂物, 从管道的胸腔位置回填至管顶50cm, 采取振捣措施,提高回填料的密实度。 管道较窄时, 现场作业空间有限, 以人工打夯的方法处理填料, 或用微型压路机处理。 根据填料性质和填土厚度选择合适规格的夯压机械设备, 保证夯实效果的同时降低在机械设备方面的成本投入。 回填完成后, 进行路面恢复,使现场恢复正常。

4 市政排水管道安装中的问题与应对措施

4.1 管道维护槽开挖与施工测量的问题及其应对措施

施工人员根据管道的规格、 周边既有设施布设情况、 现场土质条件等确定合适的管道维护槽开挖方案。 施工前, 清理地面的障碍物, 维护槽排水施工时, 严格按照设计要求测量放样, 依据施工图纸规范开挖, 在保证维护槽开挖质量的同时减小对周边环境的影响。

4.2 管道安装时的问题及其应对措施

管道安装时可能存在如下问题: 管道安装的位置不准确, 或管道安装到位后未加固, 迫使管道偏位; 管道焊接作业人员的质量意识淡薄, 随意删减焊接工序, 焊后产生焊接裂缝, 管道中的水分经由裂缝泄漏至外界, 管壁可能遭到腐蚀。 例如, 在某市政排水管道工程中, 施工单位为赶工期盲目焊接,焊后的质量检验不到位, 未发现焊接期间产生的焊接裂缝, 导致管道在后续使用中出现异常, 存在质量和安全层面的隐患, 严重制约排水管道的排水功能。 因此, 为保证排水管道的施工质量, 需要由具有资质的员工参与其中, 严格按照规范和工程设计要求采取焊接措施, 配套质量达标的焊材和焊接作业设备, 焊接时精细化作业, 焊后安排质量检查,及时处理焊接产生的质量缺陷, 为排水管道的正常使用打下良好的基础。

4.3 管道材料问题

给排水管道的安装效果与管材的质量息息相关,管道材料的质量不达标时, 即便安装方法具有规范性, 安装效果仍难以满足要求[4]。 材料质量是保证给排水管道施工效果的重要前提, 因此必须按照质量标准选择适宜的给排水管材, 要求材料的尺寸具有合理性, 耐腐蚀、 抗压各方面的性能均达到要求。材料必须向具有资质的供应商采购, 材料进场时对各批次进行质量检验, 确认无误后入场。 进场但未随即投入使用的材料需得到防护处理, 以防变形、受损。 由专员定期盘点, 剔除不达标的材料, 根据材料数量缺口补进适量质量达标的材料。 排水管道安装完成后, 组织加压通水试验, 根据试验情况判断管道的密封性, 局部漏水时采取修补措施。 加压通水试验暴露出的问题必须得到反馈, 不可遗留至后期。 此外, 施工期间需加强对管道的防护, 以免由于磕碰导致管材变形、 受损。

4.4 管道闭水试验的问题及其应对措施

管道安装完成后, 各部分管道所在基础的特性存在差异, 可能由于基础稳定性不足导致管道下沉,例如局部基础承载性能偏低时发生下沉[5]。 受管道下沉的影响, 焊接部位可能产生裂缝, 且以焊接质量不可靠的部位更为明显, 内部的水向外渗出, 管道闭水试验结果无法达到要求。 为此, 可采取如下应对措施。

管道安装前做好现场勘察, 评价管道敷设现场的地质条件是否达到要求, 对于地质条件不合乎要求的, 可以调整安装地点, 由于空间限制无法在其它地质良好地段安装管道时, 根据地质特性采取改良措施, 为管道敷设创设良好的条件。 例如, 以换填的方法处理基槽底部的土壤, 提升承载性能。 换填的材料以砂石为宜, 原因在于砂石的稳定性较好,以免由于水的浸泡而导致槽底土失稳沉陷。 严格控制开挖换填的深度, 有效清理现场的松软土层, 换填后适度夯实, 保证换填部位的密实性。

5 结语

综上所述, 市政排水管道的建设有利于丰富市政基础设施配套, 优化城市发展环境, 促进城市的高效发展。 市政排水管道的安装细节多, 施工人员需注重管材选择、 现场处理、 沟槽开挖、 管道接长、正式安装等内容, 管道安装到位后做周全的质量检验, 例如采取闭水打压试验的方法, 发现管道安装的问题后随即采取处理措施, 确保管道整体安装效果达到设计要求。

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