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。

饮水安全工程中输水配水管道设计具体内容是什么,下面本网为大家解答。

导读:PE为聚乙烯,PE材料的用途就多了,一般情况下,使用温度不超过45度,燃气和给水领域对下限温度要求有所不同。下面对PE供水管的施工方法进行分析探讨。管沟的开挖必须严格按照设计图纸或工程监理指导的开挖路线及开挖深度进行施工,而且在没有征得相关部门同意的情况下不得擅自进行改动。

关键词】农村;饮水安全;输配水管道;设计

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。

关键词:PE,供水,施工
PE为聚乙烯,PE材料的用途就多了,一般情况下,使用温度不超过45度,燃气和给水领域对下限温度要求有所不同。目前国内PE管道主要应用在燃气输配,市政给水领域领域,在室内冷水输送、排污、灌溉、养殖等方面也有应用,前景非常良好,应该说PE管是管道材料中的领军人物。下面对PE供水管的施工方法进行分析探讨。
1.管沟的开挖
管沟的开挖必须严格按照设计图纸或工程监理指导的开挖路线及开挖深度进行施工,而且在没有征得相关部门同意的情况下不得擅自进行改动。
1.1沟槽开挖宽度
PE管道的柔性好、重量轻,所以可以在地面上预制较长管线,当地形条件允许时,管线的地面焊接可使管沟的开挖宽度减小。其最小宽度应以方便安装对接为宜。
1.2在沙土或淤泥的管沟内,如果不易作出一个直立的管沟侧壁,那么可以做一个45°或能够支撑沟壁材料的一个坡度。如果管沟较宽,那么为了支撑最终的填埋层重量,初填埋材料必须被夯实。
1.3
PE管道埋设的最小管顶覆土厚度为:①埋设在车行道下管顶埋深不得小于0.9米;②埋设在人行道下或管道支管不得小于0.75米;③绿化带下或居住区支管不得小于0.6米;④在永久性冻土或季节性冻土地层,管顶埋深应在冰冻线以下。⑤当横穿车行道达不到设计深度时,应采取敷设钢制套管的措施进行保护。
2.管道连接
检查管材并清理管端→紧固管材→铣刀铣削管端→检查管端错位和间隙→加热管材并观察最小卷边高度→管材熔接并冷却至规定时间。
在焊接过程中,操作人员应参照焊接工艺卡各项参数进行操作,而且在必要时根据天气、环境温度等变化对其进行适当调整:⑴核对欲焊接管材规格、压力等级是否正确,检查其表面是否有磕、碰、划伤,如伤痕浓度超过管材壁厚的10%,应进行局部切除后方可使用;⑵用干净的布清除两管端的油污或异物;⑶欲将焊接的管材置于机架卡内,使两端伸出的长度相当管材机架以外的部分用支撑托,使管材轴线与机架中心线处于同一高度,然后用卡瓦紧固好;⑷置入铣刀,先打开铣刀电源开关然后再合拢管材两端,并加以适当的压力,直到两端有连续的切屑出现后(切屑厚度为0.5~1.0mm,通过调节铣刀片的高度可调节切屑厚度),撤掉压力,略等片刻,再退开活动架,关闭铣刀电源;⑸取出铣刀,合拢两管端,检查两端对齐情况(管材两端的错位量不能超过壁厚的10%,通过调整管材直线度和松紧卡瓦予以改善;管材两端面音质间隙也不能超过壁厚的10%,否则需再次铣削,直至满足上要求);⑹将加热板表面的灰尘和残留物清干净(必须特别注意不能划伤加热板表面的不粘层),检查加热板温度是否达到设定值;⑺加热板温度达到设定值后,放入机架,施加规定的压力,直到两边最水卷边达到规定值(0.1×管材壁厚+0.5mm);⑻将压力减小到接触压力,继续加热至规定的时间;⑼达到规定时间后,退开活动架,迅速取出加热板,然后合拢两管端,其时间间隔尽可能短,最长不能超过切换时间;冷却规定的时间后,卸压,松开卡瓦,取出连接完成的管材。管道的三通、四通及变径的焊接方法同上所述。⑽加热完毕,对接加热板应迅速脱离待连接件,并用均匀外力使两待连接面对接顶紧,形成均匀凸缘并平滑过渡到管材本体。卷边凸缘宽度为5-8mm,高度为3-5mm。接口保压冷却36min后卸开夹具并检查接口质量。⑾热熔焊接施工注意事项:a.操作人员必须注意遵循工艺规程和焊接工艺参数;b.焊口的冷却时间可适当缩短,但必须保证其充分冷却;c.焊口冷却期间,严禁对其施加任何外力;d.每次焊接完成后,必须对其进行外观检验,不符合要求必须切断返工。
3.管道敷设
3.1一般要求:⑴最小管顶敷土厚度至少在土壤冰冻线以下,且不小于0.8m;⑵管道敷设时的弯曲半径不能小于允许最小弯曲半径;⑶敷设时可充分利用PE管道的良好柔性,在地面上将其连成一定长度的管路后直接进行铺设。
3.2管材直径大于315mm时,采用人工配合吊车敷设,管材直径不大于315mm时,采用人工敷设。
3.3 PE管道需在沟底标高和管沟地基质量检查合格后,才能进行敷设。 3.4
PE管道敷设。依靠自身的柔性克服温度应力,但其弯曲度不能超过其允许弯曲半径。
3.5 PE管道敷设时,应防止划伤、扭曲或过大的拉伸和弯曲。 4.附件安装燃气和给水领域对下限温度必要有所分化,饮水安全工程在满意村一败涂地带用水量的相同的时间。
4.1阀门安装
闸阀、蝶阀安装前应检查填料,其压盖、螺栓需有足够的调解余量,操作机械和转动装置应进行必要的调整,使之动作灵活,指示准确,并按设计要求核对无误,清理干净,不存杂物。闸阀安装应保持水平,大口径密封垫片,需拼接时采用迷宫形式不得采用斜口搭接或平口对接。
4.2 法兰
⑴法兰盘密封面及密封垫片,应进行外观检查,不得有影响密封性能的缺陷存在;⑵法兰盘端面应保持平整,两法兰之间的间隙误差不应大于2mm,不得用强紧螺栓方法消除歪斜;⑶法兰盘连接要保持同轴,螺栓孔中心偏差不超过孔径的5%,并保证螺栓的自由出入;⑷螺栓应使用相同的规格,安装方向一致,螺栓应对称紧固,紧固好的螺栓应露出螺母之外2-3扣;⑸严禁采用先拧紧法兰螺栓,再焊接法兰盘焊口的方法。
5.管道试验 管道安装完成后,应进行强度和严密性试验。
给水管道试验,为了保证给水管道水压试验的安全,需做好以下工作。
5.1试验前的准备 5.1.1后背安装:
根据总顶力的大小,预留一段沟槽不挖,作为后背(土质较差或低洼地段可作人工后背)。后背墙支撑面积,应根据土质和试验压力而定,一般土质可按承压15t/m2考虑。后背墙面应与管道中心线垂直,紧靠后背墙横放一排枋木,后背与枋木之间不得有空隙,如有空隙则要用砂子填实。在横木之前,立放3~4根较大的枋木或顶铁,然后用千斤顶支撑牢固。试压用的千斤顶必须支稳、支正、顶实。以防偏心受压发生事故。漏油的千斤顶严禁使用。试压时如发现后背有明显走动时,应立即降压进行检修,严禁带压检修。管道试压前除支顶外,还应在每根管子中部两侧用土回填1/2管径以上,并在弯头和分支线的三通处设支墩,以防试压时管子位移,发生事故。
5.1.2排气:根据在管道纵断上,凡是高点均应设排气门,以便灌水时适应排气的要求。两端管堵应有上下两孔,上孔用以排气及试压时安装压力表,下孔则用以进水和排水。排气工作很重要,如果排气不良,既不安全,也不易保证试压效果。必须注意使用的高压泵,其安装位置绝对不可以设在管堵的正前方,以防发生事故。
5.2试压包括:①试压的有关规定:管道分段试压的长度,一般不超过1000m,试验压力按设计要求为1.1Mpa。②试压:试压段两端后背和管堵头,接口初次受力时,需特别慎重,要有专职人员监视两端管堵及后背的工作状况,另外,还要有一人来回联系,以便发现问题及时停止加压和处理,保证试压安全。试压时应逐步升压,不可一次加压过高,以免发生事故。每次升压后应随即观察检查,在没有发现问题后,再继续升压,逐渐加到所规定的试验压力为止。
加压过程中若有接口泄漏,应立即降压修理,并保证安全。 6.管道回填
管道回填应在管道安装,管道基础完成后并井室砂浆强度达到设计标号70%后进行。回填分两步进行:先填两侧及管顶0.5m处,接口处予留出,待水压试验,管道安装等合乎要求后再填筑其余部分。回填应对称、分层进行,每层约30cm,按要求夯实,以防移位,逐层测压实度。[1]张敬仲,朱伟芳.聚乙烯给水管施工工艺及质量检查[J].甘肃科技,2009,.[2]蒲红波.PE给水管施工常见故障及解决办法[J].给水排水,2008,.

1引言

2输配水管道的设计原则

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。

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。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。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。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。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。为防止寒冷天气管道冻裂,应将管道埋设在冻层以下[1]。

2输配水管道的设计原则

3输配水管道工程的设计与施工

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。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。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。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。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。为防止寒冷天气管道冻裂,应将管道埋设在冻层以下[1]。

3.1施工前的准备

3输配水管道工程的设计与施工

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。

3.1施工前的准备

3.2管沟的施工技术

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。

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]。

3.2管沟的施工技术

3.3安装塑料管

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]。

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]。

3.3安装塑料管

3.4安装钢管

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]。

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。

3.4安装钢管

3.5管道水压试验

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。

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。

3.5管道水压试验

3.6输配水管道的回填施工

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。

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。

3.6输配水管道的回填施工

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。

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

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,2014:96-98.

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,2012:32-33.

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,2015:50-51.

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,2013:44-46.

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