淺談城市供水管道材料與施工技術應用

焦書江

（邢臺冀泉供水有限公司，河北 邢臺054000）

1 引言

供水管道歷來都是城市市政工程的重要性基礎設施，對于滿足城市供水需求、維護城市正常運轉(zhuǎn)具有重要意義。作為一項龐大的系統(tǒng)工程，其本身結構較為復雜，尤其是在城市化進程持續(xù)推進的背景下，供水網(wǎng)絡覆蓋范圍不斷擴大，更提升了供水管道的復雜性。要想充分發(fā)揮供水管道的設計職能，提升其使用效率，就必須選用質(zhì)量突出、功能適宜的管道材料，并配套以完善的施工技術體系，才能有效避免因布局不合理、材料腐蝕老化等因素導致的供水能力下降、污染水質(zhì)等問題，使得供水管道能扮演好城市化進程中的關鍵角色。

2 城市供水管道材料的選擇

2.1 城市供水管道的主要材料種類

供水管道的核心任務在于提供質(zhì)量符合標準要求的用水，并維護市政工程的整體穩(wěn)定，而要實現(xiàn)這一目標，就需要考慮到供水管道材料的影響。通常來說，不同的供水管材在性能、施工難度、水質(zhì)等方面均存在著不同程度的差異，這也要求建設部門要綜合比較，做出最優(yōu)選擇。

當前在城市供水管道中應用最為廣泛的材料主要包括塑料管、球墨鑄鐵管、鍍鋅鋼管三大種類。其中，塑料管又涵蓋了PE 管與UPVC 管兩大類別。PE 材料也是最為常見的一種塑料類型，日常生活中應用極為普遍的塑料袋、保鮮膜等均屬于該材料的范疇。UPVC 也是較為常見的一種管材，其是一種以聚氯乙烯樹脂為原料、含有增塑劑的塑料管材。球墨鑄鐵管是使用18 號以上的鑄造鐵水經(jīng)添加球化劑后，再經(jīng)過離心球墨鑄鐵機高速離心鑄造而成的管道。鍍鋅鐵管則是一種表面有熱浸鍍或電鍍子層的焊接鋼管。在具體選用過程中，需要綜合考慮供水管道的各項功能進行優(yōu)化組合。

2.2 城市供水管道材料的選用原則

供水管道作為提供用水的基本載體，業(yè)內(nèi)在選用材料時所依照的核心原則是滿足衛(wèi)生要求，即不對水質(zhì)產(chǎn)生消極影響，從而避免因材料問題造成的用水安全事故，同時，也要參考施工設計、使用年限、強度、抗腐蝕程度等各類指標。具體來說，在選用供水管道材料的過程中，需要嚴格依照三大基本原則：

第一，統(tǒng)籌考慮管材的供水安全性及經(jīng)濟性。供水安全性即上述的衛(wèi)生要求，而隨著近年來供水管道建設規(guī)模的擴大，經(jīng)濟性也是必須考慮的關鍵要求。一般來說，供水管道所產(chǎn)生的經(jīng)濟成本主要包括一次性經(jīng)濟成本及運行經(jīng)濟成本，前者主要指管材的購買、安全、施工等前期流程所產(chǎn)生的成本，后者則要涵蓋了后期運行中因維護等工作產(chǎn)生的各項成本，這都應當在管材選擇中加以權衡考慮。例如，某PE 管內(nèi)襯粗糙系數(shù)為0.009，水泥砂漿的粗糙內(nèi)襯系數(shù)為0.013，可以看出，如果兩者直徑相等，那么PE 管將擁有更加突出的輸送能力，這可以有效降低供水過程中所產(chǎn)生的能耗，進而實現(xiàn)降低運行經(jīng)濟成本的目標[1]。

第二，管材需要具有良好的耐腐蝕與防垢性能。由于供水管道的應用環(huán)境較為復雜，且設計使用年限較久，因此，如果其耐腐蝕與防垢性能較差，則會威脅供水的安全性，同時，如果管道會產(chǎn)生大量的二次污染，在影響水質(zhì)的同時，也不符合可持續(xù)發(fā)展的基本原則。例如，灰口鑄鐵管在供水管道中應用較為廣泛，但正因為其在耐腐蝕、防垢性能方面的劣勢，使得其對水質(zhì)產(chǎn)生了較為嚴重的影響，違背了降低二次污染的基本原則，因此，在當前的供水管道工程中已經(jīng)基本被淘汰。

第三，應當優(yōu)先選擇節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品。生態(tài)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展是當前城市化發(fā)展過程中必須考慮的一項關鍵要素，而供水管道作為城市的基礎設施，也應當符合環(huán)境保護、節(jié)能降耗的基本要求。例如，薄壁球墨鑄鐵管作為一種節(jié)能環(huán)保型材料，不會產(chǎn)生大量的二次污染，同時采購成本相對較低，安全、運輸、維護過程產(chǎn)生的費用也較低，因此受到了各大市政建設部門的青睞。

3 城市供水管道施工技術的應用

在長期的建設過程中，我國供水管道建設已經(jīng)形成了一套相對成熟的施工體系，近年來，隨著各項施工標準的提高，施工技術也不斷完善，在施工中除了要達到基本的供水目標之外，建設部門也更加關注施工的經(jīng)濟成本、節(jié)能降耗等綜合因素。總體來說，我國的供水管道施工技術正向著科學化的方向持續(xù)發(fā)展。

3.1 非開挖施工技術

非開挖技術具有低污染、穩(wěn)定性高、破壞性小的特點，在當前持續(xù)擴大的供水管道施工中尤為適用。其中，水平定向轉(zhuǎn)進工藝是一項重要工藝，也正是由于這一工藝的日益成熟，才使得非開挖施工在供水管道中的廣泛應用成為可能。考慮到盡量降低對城市正常生活影響的考慮，需要持續(xù)提升非開挖施工技術在城市供水管道施工中的應用比例。依照管道口徑的差異，非開挖管線施工可以劃分為管徑大于900mm 的可進人管線鋪設與管徑小于900mm 的不可進人管線鋪設兩種，前者主要采用頂管施工法，對于施工人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高，但是在管道作用的保護下，可由人工對土方進行清掏，可以避免土方坍塌導致的安全問題。管徑小于900mm 的鋪設技術需要應用專業(yè)性的機械設備，設備的選擇需要由不同施工方法，如水平鉆進法、導向鉆進法、夯管法的不同而進行針對性匹配，這一方法在工作效率方面具有顯著優(yōu)勢，也廣泛應用到了各大城市對應口徑管道的施工中。

3.2 管道口徑連接技術

供水系統(tǒng)本身是由不同管道共同組合而成的，如果管道間的連接出現(xiàn)疏漏，則很容易出現(xiàn)泄漏問題，在造成水資源浪費的同時，也會破壞原有的用水質(zhì)量，因此，在施工中需要做好管道口徑連接工作。當前最為常見的施工方法為機械連接法，這種方法的突出優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)規(guī)?；┕?，有效提升供水管道施工效率，也具有優(yōu)異的防滲漏性能，主要包括卡壓式與卡箍式兩種方法，一般在管道的室外連接部分較為常見。電熔連接與熱讓連接也是應用較為廣泛的口徑連接技術，前者施工成本較高，出于經(jīng)濟性的考慮，一般在管道連接有特殊要求時才會選用。熱熔連接法與以塑料為主的管道材料相輔相成，這種方法施工流程相對簡單，具有較高的靈活性，適用價值較高[2]。

3.3 不斷水施工技術

由于城市供水管道的規(guī)模較為龐大，且各管道部門之間存在較為緊密的聯(lián)系，因此，為了維護供水管道的正常運轉(zhuǎn)，需要應用不斷水施工技術。不斷水施工技術即是指在不中斷當前管道正常運轉(zhuǎn)的前提下，對管道系統(tǒng)進行改造或分支的施工技術，主要包括不斷水管道維修、不斷水閥門安裝以及不斷水分支開孔三大方面，均是在維護系統(tǒng)正常運行的前提下，對現(xiàn)有管道系統(tǒng)的完善。其中，不斷水管道維護技術主要是應用于出現(xiàn)運轉(zhuǎn)問題的管道系統(tǒng)中，主要解決泄露、破損等影響水質(zhì)及供水穩(wěn)定的問題，這一技術的核心在于選擇質(zhì)量過硬、耐腐蝕性與抗老化性較為突出的部件，當前我國的配套材料生產(chǎn)行業(yè)已經(jīng)較為成熟。不斷水分支開孔技術正處于持續(xù)完善的階段，也已經(jīng)在一些中小直徑的供水管道中廣泛應用，最大直徑已經(jīng)可以達到DN2700。不斷水閥門安裝技術相對來說，需要較為復雜的安裝流程，一般情況下僅僅適用于部分有特殊要求的管道，應用范圍較為狹窄。

4 結語

綜上，在我國經(jīng)濟持續(xù)增長、城市化進程不斷推進的背景下，城市供水事業(yè)也迎來了新的發(fā)展契機，為了有效提升城市供水工程建設質(zhì)量，滿足人民生活及社會生產(chǎn)的供水需求，就必須把握好供水管道材料的基本質(zhì)量，并配套科學的施工技術，推動供水管道系統(tǒng)的完善與升級。