给排水施工及管道安装技术研究

赵 康

广州市城市排水有限公司 广东 广州 510000

随着城市化进程的加速，给排水工程的建设和改造日益增多，给排水施工及管道安装技术的研究变得尤为重要。在建设和改造过程中，给排水施工技术的好坏和管道安装的质量直接影响着工程的安全性、可靠性、运行成本和环保效益等多个方面。因此，对给排水施工及管道安装技术的研究和探讨具有重要的现实意义和社会价值。国内外对该领域的研究较多，但仍存在一些难点和亟待解决的问题。本文旨在对给排水施工及管道安装技术的相关理论和实践进行全面系统的研究，深入剖析施工过程中的关键技术和难点，探索解决方法和优化措施，为相关领域的工程实践提供有益的借鉴和参考，为给排水工程的建设和改造提供技术支撑和保障。

1 给排水施工中的关键技术和难点

1.1 土建工程施工技术

土建工程是给排水工程建设的基础和保障，施工技术的优劣直接影响着整个工程的质量和效益。在土建工程施工中，首先需要考虑的是施工的基础和地基处理技术，因为基础和地基的承载能力和稳定性直接决定了建筑物和管道的安全性和使用寿命。其次，需要注意土方开挖和回填技术，保证施工的平整、顺利和高效[1]。同时，在施工过程中还需注意砖砌、混凝土浇筑、钢筋加工、拱形结构施工等方面的技术细节，确保施工质量和效果。此外，还需重视施工现场管理，严格遵守安全、环保等相关规定，保证施工过程的安全、卫生和环保。

1.2 给排水设备选型和配置技术

在设备选型时，应综合考虑施工要求、工程特点和经济效益等因素，选择适合的设备，并根据具体情况进行配置。配置应根据实际需要，对设备的数量、类型、规格和性能等进行合理搭配，以保证施工质量和效率。同时，应对设备进行技术参数的细致分析，对设备的性能、质量和使用寿命等进行全面评估和把控，避免因设备问题导致施工进度延误或质量问题，不同建筑类型的给排水设备的选型和配置技术如表1所示。

表1 给排水设备选型及配置技术

1.3 给排水工程的检测与验收技术

给排水工程的检测与验收技术是保证工程质量和安全的关键环节，也是评价施工质量的重要标准之一，主要包括工程验收的程序和标准，以及施工中的质量检测和技术监控手段。其中，工程验收的程序包括初验、复验和终验，涵盖了工程全过程的各个阶段，要求检测人员严格按照验收标准进行检查，并填写相应的验收记录。在施工中，通过使用各种先进的检测手段，如测量仪器、无损检测技术、水质检测设备等，对给排水工程进行实时监控和质量检测，及时发现问题并采取措施加以处理[2]。同时，对于各种检测结果和监测数据，还要进行科学分析和评价，提出改进和优化的建议，以保证给排水工程的高质量和长期稳定运行。

2 给排水工程中地下污水管道施工工艺

2.1 开挖工程

（1）开挖方式选择

在地下污水管道施工中，为了确保施工质量和工期，选择合适的开挖方式非常关键。常用的开挖方式包括手工开挖和机械开挖。手工开挖虽然成本低，但工期长，且不适用于大规模工程；机械开挖效率高，但需要选择适合的机械设备，并要考虑施工环境和土体情况。此外，为了保证开挖施工的安全性和可靠性，还需考虑施工期间的支护和排水等问题，以确保开挖工程顺利完成。

（2）土方开挖机械选择

一般情况下，挖掘机是最常用的开挖机械设备，其具有成本低、施工灵活等优点。然而，对于复杂的地质情况或需要进行大面积开挖的工程，挖掘机的效率较低，且施工周期长。此时，可选择掘进机或隧道掘进机(TBM)等机械设备进行开挖。掘进机和TBM适用于复杂地质条件和大面积开挖工程，其具有自动化程度高、施工效率高等优点。但是，这些机械设备的使用需要具备一定的技术水平和资金投入。因此，在选择土方开挖机械时，需要综合考虑施工环境、工程要求、经济成本等因素，以确定最优的机械设备选择。同时，在机械设备使用过程中，还需进行科学的调试和维护，以保证机械设备的稳定性和安全性。

2.2 管道敷设工程

（1）管道敷设方式选择

常见的管道敷设方式包括开挖式敷设和非开挖式敷设。开挖式敷设是指在开挖土方的同时，将管道敷设在开挖的土坑中，其施工效率高但对施工现场要求高，且容易受到地质条件的影响。非开挖式敷设是指采用无需开挖土方的方式进行管道敷设，包括越埋越浅法、管道顶升法和水平定向钻穿法等。相较于开挖式敷设，非开挖式敷设可以有效减少对施工现场的破坏，且适用于复杂地质条件的敷设工程。但是，非开挖式敷设对施工设备的要求较高，施工成本较大。因此，在选择管道敷设方式时，需综合考虑地质条件、施工环境、工程要求和经济成本等因素，以确定最合适的敷设方式。

（2）管道接口连接技术分析

常用的管道接口连接技术包括焊接、橡胶密封和法兰连接等。其中，焊接技术适用于管道直径较小的敷设工程，其接口强度高，但需要具备一定的焊接技术和设备支持。橡胶密封技术适用于管道直径较大的敷设工程，其具有耐腐蚀性好、密封性好的优点。法兰连接技术适用于需要频繁拆卸的管道系统，其具有拆卸方便、施工周期短等优点。此外，随着管道技术的不断发展，还出现了预制接口和卡口接口等新型连接技术，其具有连接速度快、安全可靠等优点，被广泛应用于地下管道敷设工程中[3]。因此，在选择管道接口连接技术时，需要综合考虑管道规格、施工要求和工程成本等因素，以确定最合适的管道接口连接技术。

2.3 固结与补偿工程

（1）土体固结技术

在地下污水管道施工中，土体固结技术是保证管道施工质量和安全的重要环节。常见的土体固结技术包括钻孔灌浆、注浆加固、冻结加固和固结桩加固等。钻孔灌浆技术是指在管道周围开挖钻孔，将水泥浆灌入孔洞中，使土体得到加固，其施工简便，但加固范围和深度有限。注浆加固技术是指通过压力将浆液注入土体中，使土体得到加固，其加固效果较好，但需要具备一定的注浆技术和设备支持。冻结加固技术是指将管道周围的土体冷冻，使其固结，其加固效果优秀，但施工周期较长。固结桩加固技术是指在管道周围打入钢筋混凝土固结桩，使土体得到加固，其加固效果稳定可靠，但需要具备一定的桩基技术和设备支持。因此，在选择土体固结技术时，需要综合考虑地质条件、管道规格、工程要求和经济成本等因素，以确定最合适的土体固结技术。

（2）管道补偿技术

管道补偿技术的主要作用是在管道因温度膨胀或变形而产生的应力下，对管道进行补偿和消除应力，以保证管道不发生破坏。常用的管道补偿技术包括波纹管补偿器、金属弹簧补偿器和橡胶软接头等。波纹管补偿器具有弹性大、耐腐蚀、耐高温等优点，适用于高温和腐蚀性介质的管道系统；金属弹簧补偿器具有质量轻、耐压性好等优点，适用于管道振动和位移较小的系统；橡胶软接头具有承载能力高、吸收噪音等优点，适用于水泵进出口管道和消防系统等。需要根据实际情况选择合适的管道补偿技术，同时还需注意其材料、尺寸和型号等参数的匹配，以确保管道补偿技术的效果和安全性。

2.4 后续工程

（1）填埋回填工程

填埋回填工程主要包括回填土方、压实和沉降观测等。回填土方的选择要求应符合相应的标准和规范，并严格控制土方的质量和含水率，以保证填充土方的稳定性和耐久性。压实是将填充土方进行压实，以提高土方的密实度和稳定性。压实的方法包括机械压实和水泥加固等。沉降观测是对填埋回填工程的最后一个环节进行监测和检测，以确保填充土方的稳定性和安全性[4]。填埋回填工程的质量直接关系到管道的使用寿命和安全性，因此，在进行填埋回填工程时，需要根据实际情况选择合适的填埋材料和回填方法，并严格按照规范和标准进行施工和监测，以确保填埋回填工程的质量和效果。

（2）地面复原工程

在地下污水管道施工完成后，需要对地面进行复原工程，以保护地面环境和美化城市景观。地面复原工程主要包括道路复建、景观绿化和沿线设施恢复等。道路复建是对施工过程中破坏的道路进行修复和恢复，以确保交通流畅和道路安全。景观绿化是通过植树造林、绿化带建设等方式，将地面复原为自然的绿色景观，增强城市生态环境和美化城市形象。沿线设施恢复是指对沿线建筑和设施进行修复和恢复，以保证沿线环境的和谐和安全。地面复原工程的质量直接关系到城市形象和居民生活质量，因此，在进行地面复原工程时，需要根据实际情况选择合适的复原方案和方法，并严格按照规范和标准进行施工和监测，以确保地面复原工程的质量和效果。

3 给排水工程中地下污水管道工况

3.1 土体载荷特点分析

土体的承载能力受到地质条件、土体性质和施工过程等多个因素的影响。土体的载荷特点分析是为了更好地了解土体承载性能和设计管道敷设方案，从而提高管道的安全性和可靠性。土体的载荷特点主要包括土体的力学性质、固结性能和稳定性等。土体的力学性质包括强度、刚度和变形特性等，这些性质对于管道的承载能力和安全性具有直接的影响。土体的固结性能是指土体在经历荷载后的恢复能力和稳定性，其包括固结时间、压缩模量和固结比等[5]。土体的稳定性是指土体在承受外力作用下的抗破坏性能，其包括剪切强度、稳定性分析和地震影响等。在进行土体载荷特点分析时，需要根据实际情况选择合适的分析方法和工具，以确定最优的管道敷设方案，以确保地下管道的安全性和可靠性。

3.2 水压力特点分析

水压力特点分析是为了了解管道系统内的水流动情况和管道的受力情况，从而提高管道的安全性和可靠性。水压力特点分析主要包括水压力的大小、分布、变化和对管道的影响等方面。水压力大小取决于管道系统的水流量和管道的几何形状，水压力分布则受到管道系统内水流动的阻力、摩擦力和涡流等因素的影响。水压力的变化受到管道系统内水流动速度、管道截面形状和流体性质等因素的影响。此外，水压力对管道的影响还包括管道的应力、变形和稳定性等方面。在进行水压力特点分析时，需要根据实际情况选择合适的分析方法和工具，以确定最优的管道敷设方案，并进行适当的管道防水措施和管道支撑和固定，以确保地下管道的安全性和可靠性。

3.3 温度影响分析

在地下污水管道施工中，温度变化是管道安全性和可靠性的重要考虑因素之一。温度影响分析是为了了解温度变化对管道的影响，从而确定管道敷设方案和管道材料的选择。温度影响主要包括温度变化对管道的应力、变形和稳定性的影响。当管道遭受温度变化时，由于管道的线膨胀系数不同，会造成管道的应力和变形，进而影响管道的稳定性。温度变化对于不同材料的管道影响不同，例如塑料管道受温度变化影响较大，而金属管道受影响相对较小。在进行温度影响分析时，需要考虑管道的材料、管径、敷设方式、环境温度等多种因素，并根据实际情况选择合适的管道材料和管道敷设方式，以降低温度变化对管道的影响。此外，在管道敷设过程中，还需要采取适当的管道补偿技术和管道固定和支撑措施，以保证管道的稳定性和安全性。

4 结语

本论文从给排水施工中的关键技术和难点的角度出发，对地下污水管道的施工工艺、管道敷设方式、土体固结技术、管道补偿技术、填埋回填工程、地面复原工程等方面进行了深入的研究和探讨。通过对土体载荷特点、水压力特点和温度影响分析的研究，进一步了解了地下管道安全性和可靠性的关键因素。本文的研究成果可以为地下污水管道施工提供科学、规范的指导和借鉴，为管道的安全性和可靠性提供保障。在未来研究中，应进一步探索地下管道施工工艺和技术，优化管道敷设方案，提高管道的质量和效率。同时，还将研究地下管道的智能化监测和维护技术，进一步提高管道的安全性和可靠性，为城市发展和生态环境保护做出贡献。