農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目管網(wǎng)施工技術(shù)及應(yīng)用

劉 媛，胡 旭

(1.湖南省湘水集團(tuán)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000；2.湖南省交通水利建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

1 農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目管網(wǎng)的重要性

解決好農(nóng)村飲水安全問(wèn)題，讓老百姓喝上干凈放心水，是習(xí)近平總書(shū)記的重要囑托，也是脫貧攻堅(jiān)“兩不愁三保障”的底線任務(wù)和全面建成小康社會(huì)的重要目標(biāo)。

飲水的安全與人們的福祉息息相關(guān)。國(guó)家大力推廣此類(lèi)項(xiàng)目使得農(nóng)村飲水問(wèn)題在“十二五”期間已經(jīng)得到緩解，但是受制于多項(xiàng)因素制約，農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目整體上還是在起步階段，一些工程不穩(wěn)定、缺少規(guī)劃等問(wèn)題還時(shí)有出現(xiàn)，故而在“十三五”期間，很多農(nóng)村飲水工程開(kāi)始落地，在已經(jīng)開(kāi)始的“十四五”規(guī)劃中也是水利建設(shè)的重要部分，大力發(fā)展農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目是國(guó)家為了保障農(nóng)村村民用上安全水的主要建設(shè)任務(wù)，期間除了修建水廠之外，管網(wǎng)工程作為期間的重要組成部分，主要用途是在于將安全的飲用水從水廠安全的輸送給村民，同時(shí)要滿足農(nóng)村用水戶對(duì)水壓、水質(zhì)以及水量的相關(guān)要求，確保農(nóng)村用水戶在使用水的過(guò)程中的質(zhì)量與安全。故而，在社會(huì)發(fā)展和正常的農(nóng)村用水過(guò)程中，管網(wǎng)的良好運(yùn)行是必不可少的。

常寧市農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程PPP項(xiàng)目是湖南省湘水集團(tuán)、省交水建集團(tuán)聯(lián)合與當(dāng)?shù)卣献鞯闹卮竺裆こ蹋?xiàng)目總投資12.5億元，項(xiàng)目建成后，將徹底解決常寧市部分地區(qū)群眾缺水和飲水不安全的問(wèn)題，期間的管網(wǎng)施工將是其中的重中之重。

2 農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目管網(wǎng)存在的問(wèn)題

不同工程的管網(wǎng)布置形狀也是存在差異的，其中在人煙較少、用水量很低的農(nóng)村地區(qū)一般使用的是樹(shù)枝狀設(shè)計(jì)的；相反在人口較多或者是用水量比較高的地方，管網(wǎng)的連接方式主要為環(huán)狀，主要顯示的便是樹(shù)枝狀和環(huán)狀相互結(jié)合的一種形式[1]。

農(nóng)村飲水工程中的管網(wǎng)管徑一般都偏小，大多數(shù)的管徑都不大于0.2 m，材質(zhì)則多為 UPVC、鑄鐵管，問(wèn)題一般不少，特別是農(nóng)村的地形地勢(shì)復(fù)雜、會(huì)需要較長(zhǎng)的運(yùn)水管道，而且并非每一段管網(wǎng)都會(huì)安裝好排泥閥與排氣閥，在這樣的情況下，會(huì)大大降低輸水能力。

以常寧飲水工程來(lái)說(shuō)，改工程管網(wǎng)部分管線需從涵管穿越，若涵管較深，管道擬在涵管上方鋪設(shè)，需采用砼包管。若涵管較淺，管道擬從涵管下方鋪設(shè)，需拆除涵管后鋪管，管道施工完成后恢復(fù)涵管。遇砼墩時(shí)，采用機(jī)械破除砼墩后施工管道，施工時(shí)，可能需要切斷水源，對(duì)施工會(huì)造成困擾。同時(shí)，部分管線基本布置在路肩外，地下地質(zhì)情況、已埋管線、國(guó)防光纜、通信光纜等情況不明，是管道溝槽開(kāi)挖的難點(diǎn)；伴隨的還有溝槽中的石方開(kāi)挖，都是有待解決的問(wèn)題。

3 農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目PE管施工

當(dāng)前，針對(duì)農(nóng)村飲水工程管網(wǎng)施工的施工方法研究尚未成熟，結(jié)合項(xiàng)目施工的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)管網(wǎng)的不同，主要介紹PE管施工方法和拉管施工方法。其中PE管施工方法流程有以下幾步：測(cè)量放線、挖溝槽、PE管連接、PE管安放、試壓和回填。

1)測(cè)量放線。此時(shí)要對(duì)施工線路上的地下建筑物和構(gòu)筑物全面了解，如若出現(xiàn)管道施工路線、作業(yè)區(qū)域和地下設(shè)施及隱蔽工程有交叉的時(shí)候，需要使用相關(guān)探測(cè)儀器對(duì)施工作業(yè)帶的具體位置進(jìn)行探明，放線時(shí)在相互交叉的兩端標(biāo)記出相關(guān)標(biāo)志，標(biāo)出名稱(chēng)、深度等參數(shù)即可，同時(shí)作好相關(guān)的技術(shù)交底，謹(jǐn)防在管溝開(kāi)挖和掃線施工時(shí)造成破壞。

2)管槽開(kāi)挖。非埋于砼道路下的正常土質(zhì)路段開(kāi)挖，采用挖掘機(jī)進(jìn)行溝槽開(kāi)挖(人工配合)，溝槽斷面形式采用大開(kāi)槽式，溝底寬度為PE管外徑加0.6 m，開(kāi)挖深度保證管頂覆土0.8 m，管底鋪設(shè)0.1 m粗砂，坡度采用1∶1，見(jiàn)圖1。

巖土類(lèi)型開(kāi)挖深度H≤5 m邊坡坡度允許值①素填土層1∶1.25③1粘土層④1紅粘土層1∶1.0⑥中風(fēng)化石灰?guī)r層垂直開(kāi)挖

3)PE管連接。一般采熱熔對(duì)接連接。將管道或管件置于平坦位置，放在對(duì)接機(jī)上，加緊管材，調(diào)節(jié)兩端管材在同一水平面、垂直面上，留足10 mm～20 mm的切削余量，用干燥潔凈的毛巾對(duì)切削管材的斷面進(jìn)行擦拭清潔，切削所對(duì)接的管材、管件斷面雜質(zhì)和氧化層；在進(jìn)行切削斷面時(shí)需要對(duì)加熱板進(jìn)行加熱處理，其溫度控制在210℃～230℃期間為最佳，其中加熱板要注意區(qū)別冬天和夏天，其對(duì)接面熱熔長(zhǎng)度最好控制在1 mm～2 mm；等到對(duì)接斷面熱熔后迅速將加熱板移走，迅速使得熱熔斷面相互粘結(jié)并進(jìn)行加壓，同時(shí)為了促進(jìn)熱熔對(duì)接的品質(zhì)，切換的周期也要加以控制，越短越好。

溝槽臨時(shí)邊坡建議值

大開(kāi)挖管槽基礎(chǔ)采用中砂、粗砂基礎(chǔ)，壓實(shí)系數(shù)不小于0.94；見(jiàn)圖2。

圖2 大開(kāi)挖管槽示意圖

熱熔的對(duì)接是PE管安裝完成的核心步驟，進(jìn)行對(duì)接時(shí)要在熱熔壓力下完成，卷邊的寬度最好控制在2 mm～4 mm為最佳；同時(shí)要控制對(duì)接壓力恒定，讓接口逐漸趨冷，冷卻完成后擰開(kāi)卡瓦，挪開(kāi)對(duì)接機(jī)，開(kāi)始準(zhǔn)備下一個(gè)接口的連接。

4)PE管安放。在管槽底采用10 cm粗砂鋪設(shè)，采用打夯機(jī)進(jìn)行夯實(shí)；將已連接好的PE管采用汽車(chē)吊安放至管槽內(nèi)；再將管槽內(nèi)的PE管采用回填土進(jìn)行覆蓋并采用打夯機(jī)夯實(shí)。

5)管道水壓試驗(yàn)。PE管道在進(jìn)行試壓之前要充水浸泡，時(shí)間最好是在12 h以上；水壓實(shí)驗(yàn)的靜水壓力以大于管道工作時(shí)壓力的1.5倍為最佳，同時(shí)要保證實(shí)驗(yàn)壓力不小于0.8 MPa為適宜。試壓實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度最好是不超過(guò)1000 m，對(duì)中間設(shè)有附件的管段，水壓實(shí)驗(yàn)分段長(zhǎng)度最好是不超過(guò)500 m，整個(gè)管網(wǎng)中管道的材質(zhì)有區(qū)別的話最好分別進(jìn)行試壓；當(dāng)壓力達(dá)到試驗(yàn)壓力時(shí)停止加壓，保持恒壓10 min壓力下降不大于0.02 MPa，可以認(rèn)為試驗(yàn)合格。

6)溝槽回填。

PE管管底采用10 cm粗砂鋪設(shè)、再采用粗粒徑土200#篩的篩余量大于50%的土壤回填，最大粒徑不能超過(guò)38 mm；回填材料嚴(yán)禁采用爛泥腐殖土，凍結(jié)材料，垃圾廢料及有機(jī)材料。

管道兩側(cè)全部管區(qū)的回填材料應(yīng)填滿無(wú)空隙并分布均勻，采用打夯機(jī)進(jìn)行夯實(shí)，密實(shí)度要求見(jiàn)圖3。

圖3 密實(shí)度要求示意圖

4 農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目拉管施工

拉管施工的流程有以下幾步，每一步對(duì)于施工方法都有著嚴(yán)重的影響。

1)工作坑開(kāi)挖。進(jìn)行開(kāi)挖之前最好確保工作坑內(nèi)環(huán)境干燥，在工作坑的一端設(shè)置好泥漿沉淀池，同時(shí)安裝好泥漿泵，在施工過(guò)程中把多余的泥漿抽出來(lái)排到基坑的外部。

2)鉆機(jī)安置與鉆液的配置。應(yīng)當(dāng)依據(jù)施工的實(shí)際情況對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行安置。不同的土質(zhì)需要采取不同的處理方法，要充分考慮到地基沉降等因素對(duì)鉆機(jī)穩(wěn)定的影響。而鉆液品質(zhì)的高低也將對(duì)拉管施工造成嚴(yán)重影響。最佳選擇是依照地質(zhì)勘探提供的相關(guān)資料數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行配比。同時(shí)為了提高泥漿的品質(zhì)，可以選擇加入一定量的諸如燒堿化學(xué)處理劑。

3)導(dǎo)向鉆進(jìn)與擴(kuò)孔。鉆機(jī)就位后，應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆機(jī)導(dǎo)向桿進(jìn)行位置調(diào)整，其應(yīng)當(dāng)稍微高于設(shè)計(jì)管位中心高程的位置，再水平鉆入。在進(jìn)行導(dǎo)向的鉆頭中安裝相關(guān)發(fā)射器，在地面接收器的配合下，測(cè)量得到溫度、深度、頂角以及電池狀況數(shù)據(jù)，再與軌跡對(duì)比，出現(xiàn)問(wèn)題隨時(shí)更正。在實(shí)際施工中，多采用刮刀式的擴(kuò)孔器，其尺寸大小多數(shù)為鋪設(shè)管徑的1.2～1.5倍，這樣既可以保持泥漿流動(dòng)暢通又可以保證管線安全、順利地進(jìn)入孔中。

4)管道焊接。在整個(gè)施工環(huán)節(jié)中，管道接口的品質(zhì)對(duì)于拉管施工的成敗影響很大。具體根據(jù)連接方式分為電熔焊接和熱熔連接。前者要特別關(guān)注電熔連接冷卻的時(shí)間，電熔承插連接管材連接端應(yīng)切割垂直，連接面最好是保持潔凈，并標(biāo)識(shí)插入的深度，拿工具褪去表面的薄氧化層。在連接之前，把連接件一一對(duì)應(yīng)，讓其在同一個(gè)軸線上。后者則需要注意的是，在管道連接之前，把管材用機(jī)架進(jìn)行固定，取下銑刀，將卡具閉合，對(duì)管子的斷面進(jìn)行銑削，在產(chǎn)生了不間斷的切削之后，把卡具退出，檢查一下管子兩端的間隙不要過(guò)大，一般是不要超過(guò)3 mm。電熔連接的面和上面一樣，保持潔凈，刮初表面皮。

5)拉管。在確保了管道的焊縫與強(qiáng)度測(cè)試都合格之后，便可以進(jìn)行拉管作業(yè)。在此過(guò)程中首先需要拿現(xiàn)場(chǎng)制作的“封套”將管頭進(jìn)行密封處理，再在其后端安裝回?cái)U(kuò)頭，管頭的后部上分動(dòng)器進(jìn)行接管處理，將管子回接到工作井之后，把回?cái)U(kuò)頭、分動(dòng)器卸下、剩余的鉆桿取出，將封堵頭進(jìn)行封堵，開(kāi)始進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

6)注漿加固。在管道拉通之后，考慮到可能會(huì)造成地面沉降，為此需進(jìn)行注漿加固。選擇注入1∶1的水泥、0.4 MPa粉煤灰漿液，從而置換觸變泥漿，再補(bǔ)充填補(bǔ)主管周?chē)霈F(xiàn)的些許空隙。再循環(huán)反復(fù)，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行換、拉、注等步驟，直至把鋼管全部拉出。

5 農(nóng)村供水工程給水管網(wǎng)施工的保證措施

為了更好實(shí)施農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目中的管網(wǎng)施工作業(yè)，采取從以下措施可以更好地實(shí)施。

1)通風(fēng)檢測(cè)。在施工進(jìn)行中極為重要的一步便是在進(jìn)入到管道內(nèi)部作業(yè)之前，務(wù)必打開(kāi)井蓋，采取通風(fēng)措施。在進(jìn)入之前， 對(duì)空氣中的氧氣和有毒有害氣體的濃度進(jìn)行深度檢測(cè)，

保證空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)之后方能進(jìn)入。即使沒(méi)能當(dāng)即施工，再下次進(jìn)入前，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢測(cè)，確保安全。

2)下管與穩(wěn)管。這也是重要的一步，在砂礫石的基礎(chǔ)上使用起重機(jī)或者是其他諸如三腳架倒鏈來(lái)進(jìn)行穩(wěn)管操作，在對(duì)基礎(chǔ)高程進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，注意不要將手臂延伸到管子的正下方。在作業(yè)時(shí)，排管、下管一般最好是用起重機(jī)具來(lái)操作，同時(shí)不得將管子不采取措施的推入至溝槽內(nèi)部。

3)管道接口。接口材質(zhì)多為塑料，使用兩通接頭與三通接頭的時(shí)候較多，其中注意在氣溫過(guò)低之時(shí)最好不要進(jìn)行接口作業(yè)。承插式管的接口安裝機(jī)具體要根據(jù)實(shí)際的接口型號(hào)來(lái)進(jìn)行選擇。管道的相關(guān)接口中若要進(jìn)行斷管或管道端口處鑿毛時(shí)，錘柄務(wù)必安裝牢固。

4)管道勾頭。在施工前應(yīng)當(dāng)打開(kāi)擬勾頭，在勾頭、打堵中用到水泵之時(shí)，與電相關(guān)的工作，不管是安裝或者拆除線路，務(wù)必由專(zhuān)業(yè)電工來(lái)進(jìn)行操作。在勾頭、打堵施工的整個(gè)過(guò)程中要對(duì)管網(wǎng)內(nèi)的氧氣和有毒有害氣體濃度進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，確保安全。