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漂管法施工在供水管道工程中的应用

摘要:随着社会和经济发展速度加快,我国在供水管道工程施工方面的需求量越来越大,要求也越来越复杂,这在一定程度上增加了项目的施工难度,为此,项目施工必须采用更加多元化的手段,这样才能…

摘要:随着社会和经济发展速度加快,我国在供水管道工程施工方面的需求量越来越大,要求也越来越复杂,这在一定程度上增加了项目的施工难度,为此,项目施工必须采用更加多元化的手段,这样才能充分满足不同的工程设计要求。对于供水管道施工而言,水下施工是其主要难点问题之一。尤其是对于某些地基较为特殊,排水较为困难的工程而言,如何提高水下管道连接质量是重中之重。近年来,一种新型漂管法施工技术逐渐引起人们的关注,在供水管道施工工程中发挥了十分积极的作用,本文结合实际工程案例对该种施工技术的具体内容进行了分析和阐述。

关键词:漂管法;供水管道;施工工程

所谓漂管法,就是借助水的浮力实现管道定位和安装的一种施工技术,在供水管道工程中具有很高的实际应用价值。但是该种施工方法较常规管道工程而言难度更大、工序更多、施工要求也更高,稍有不慎就有可能导致整个施工项目无法继续进行,延误施工进度,造成不可挽回的损失。所以相关施工人员必须充分理解该技术的施工原理,并熟练掌握相关施工技术要点,充分做好施工前准备工作,并在施工中加强质量管控,这样才能全面确保各环节施工的正确性,进而保证施工项目的顺利有序进行,最大程度发挥漂管法施工在供水管道工程中的应用价值。

1工程情况简述

1.1工程概况

本次案例针对平远县石正镇村村通自来水工程南台村供水管线铺设展开分析,该工程需求是以水源点风窟里为起点,跨越现有的小(一)型水库石径水库铺设水下约1千米供水管道,中间经过一座山体,最后连接至新建的南台村制水厂,补充南台村村民的生活用水以及企业用水,其工程范围跨度较大,难度较高。

1.2施工区域地形、地貌及地质

该项目具体地址位于在广东省东北部,粤、赣、闽三省交界处,属于丘陵山区,山地、丘陵占总面积的80.8%,其余为河谷盆地。地形平面呈四指并拢向上的巴掌状。项目区内场地稳定性较好,未见有全新活动断裂构造通过的迹象。

1.3工程规模

本项工程中平面长度大概在3.9千米左右,管线预期的供水量为每天500立方米。管线设计桩号范围在0+0.000到3+900之间,工程量最大的部分在于供水管线铺设。根据项目需求和实际地理地质特征,本次工程的管材选用了PE管,外径值为110厘米。为避免水压对PE管材质量造成损伤,使供水管道结构的整体性与水密性不足。本工程将水库水位线以下的管道替换成了等直径的钢管,以便延长供水工程的使用寿命。根据施工设计标准,在铺设河底和河滩管线时,管顶的最小覆土厚度至少应为1.5米,在管道的末端可以设置直径为140厘米的预留口来为后续其他施工提供便利。

2工程测量及结果

工程测量是所有管道系统敷设的基础,只有测量数据准确,才能使管道功能性得以保障,并更好的维持使用寿命。在测量过程中,为确保引测高程数据准确且提取便利,测量人员可沿着管道敷设方向设立多个临时测站,并基于设计单位给出的图纸要求对高程控制点联测,以便形成闭合的水准路线,便于核查测量数据的准确性。以III等水准控制为基础,确保整体测量精度人。临时水准点可以选择在管线主点周围的建筑物之上,确保其固定性与稳定性。应用极坐标法来进行管道中心线的定位,并在主点用木桩来标定,测量过程中,测量人员需对每个测站转折夹角进行核对,并做好每个测站点之间的距离测量,并通过多次测量来控制误差。在本项目当中,经过多次勘探与测量,发现其中多段都存在着一定的测量困难,河道由于经过多年采砂,而导致河底结构复杂化,大约在河床基层部位的5-7m范围内均为卵石层,如果仍然应用常规施工方式来开挖、并进行回填,会额外造成大量施工成本,因而在该类区域进行漂管施工,以起到节约成本的效果。

3采用漂管法施工的意义

首先,漂管法比较常规的降排水方案,在技术操作的便利性及经济性方面有显著优势,不但能够略去抽水与清淤等施工环节,使管道施工难度下降,同时也能够极大缩减施工周期,保障工程施工质量水准;其次,漂管法的参照规范与标准较完善,基于国家、交通与水利部门的质量评定标准,此类施工方法的环境适应性也较强;再次,结合漂管法调查资料可知,受技术流程与施工控制影响,我国尚未发生过一例漂管法工程事故,并且随着我国职业健康安全管理体系规范的不断完善,漂管法也得到了广泛的认可;最后,从漂管法施工的环保角度来看,此类施工方法中所选的材料对环境无影响,且施工流程中无污染、水土流失或威胁河道安全等风险,并且在严格的施工监管环境中,漂管法施工现场环境能够全程保持整洁与作业规范的要求,并无噪声与空气污染等情况。另外,在本文案例平远县石正镇自来水系统构建时,就采用了这种施工方法,便于解决地域工业与居民的用水需求间的问题,进一步提升地方居民的生活质量水准。

4漂管法施工在供水管道工程中的应用

4.1施工原理

4.1.1钢管施工原理。利用水的浮力的原理,若水的浮力大于管段的自重,即可进行漂管。单位钢管自重及浮力(管径Φ1.422m)计算:G=π×(Φ-δ)×δ×ρ铁=0.49tF=π×(Φ/2)2×ρ水=1.59t式中:G为管段自重;F为钢管浮力;Φ为钢管直径,Φ=1.422m;δ为管壁厚度,δ=0.0142m;ρ铁为钢板密度,ρ铁=7.85t/m3;ρ水为水密度,ρ水=1t/m3。计算可知:F-G=1.10t,故将钢管两段封闭后,可轻易进行漂管就位。4.1.2PE管施工原理。管道在现场拖动时,尤其是非开挖定向钻孔施工时,一定要保证最大拖曳力(牵引力)不得大于(3)式计算出的F值,否则应考虑减少管道拖动长度(即焊接长度),或加大管材强度:F=(14πdn2)/(3×SDR)式中:F———最大拖曳力,N;dn———管道公称外径,m;SDR———标准尺寸比,即管材公称外径与壁厚的比值。SDR反映了管材的强度,管材外径一定的情况下,管壁越厚,SDR值越小,强度越大。

4.2漂管法施工要点

4.2.1施工准备。在施工准备环节,需要准备好施工所使用的器械设备以及其他材料,如发电机、吊车、运输车辆、电焊设备、挖掘机以及防腐、打压设备等等。在施工用电准备方面,则要做好各种电缆设备、配电箱的配备,同时也要有针对性地结合当时的季节做好防雨与防风准备。4.2.2施工材料质量检验。在本工程当中所应用到的钢材,规格为外径142.2cm的螺旋焊接钢管与TPEP管道,进场前需要供货商提供全面的质量说明文书材料以及质检报告,确保所有的技术指标可以符合于本工程的使用需要与相关规定;针对装卸车辆,需要应用统一的专门吊具,并对管道的防腐层与绝缘层进行必要的保护,同时严格管理,避免管端被摔碰造成物理损伤,影响正常使用。所运抵施工现场的施工材料需要逐一进行严格验收,验收完毕方可办理交接地。在焊材方面,则需要结合焊接工艺的需要来选择焊接牌号,并出示质量证书与质量文件。针对钢管接头部位进行防腐处理,外防腐应用屏障GZ-2新型高分子防腐涂料,二布四油规格。结构为底漆+玻璃布+底漆+玻璃布+面漆。本防腐结构所构成的干膜厚度控制在0.3mm左右;内部防腐处理则应用GZ-2高分子防腐涂料,两底两面结构。防腐层结构为底漆两道、面漆两道,内防腐层干膜厚度控制在0.1mm内。4.2.3地形清障与放线。测量人员需基于设计方案要求确定大致的管线敷设走向,通过全站仪等设备定位管沟的中心线。过程中,若是开挖区域与河道相邻,则需要做好地下水系统、河道宽度、深度与坡度的勘测,并确定测站的标高与坐标点。若管沟周围存有附着物、障碍物等,则需要将障碍物清除,避免对后续管道系统的敷设造成影响。4.2.4管沟开挖。基于测量数据确定管沟开挖的边线与中线位置,而后采用后倒退的方式开挖,挖出废渣理应弃于沟槽两侧,待基本成型后,需由测量人员对管沟深度、宽度与坡度进行测量,查看与设计图纸内容是否相符。4.2.5漂管施工。PE管材料膨胀系数较大,若敷设段低温会造成影响,则需要将DN110规格以下的管道蜿蜒状敷设,以便抵消热胀冷缩的影响;DN110以上的管道受周围土壤阻力的影响可降低温度变化的应力。另外,在管材弯曲过程中应将弯曲半径控制在25倍管材外径以上。4.2.6金属跟踪线敷设。金属跟踪线需随着管道走向敷设,材料采用电线包覆金属丝,可与警示带一同使用,也可单独敷设。本工程从现场管理实际出发,没有敷设警示带。

5结论

在前文分析中不难发现,随着技术的不断发展与改进,漂管沉降施工已经较为成熟,并且在相关工程的建设工作当中得到了一定的推广与应用。举例来说,本施工方法对机械化水平要求不高,同时成本低廉,施工效率高等等,对于长输管道的施工都有较高的应用价值,值得推广。本文基于某供水管道工程的施工针对漂管法的技术要点进行了总结,结合测量方法说明了一些施工方法并总结了工程效益,希望可以给相关施工工作的开展提供一些参考。

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