张 云 健
(重庆高新区开发投资集团有限公司，重庆 400039)
大口径输水管线迁改设计及施工
张 云 健
(重庆高新区开发投资集团有限公司，重庆 400039)
结合重庆高新区某道路建设涉及的输水管道迁改工程实例，介绍了管线迁改设计的原则，主要从沟槽开挖与管道安装两方面，阐述了管道迁改施工的技术要点，以确保迁改后输水管道的正常运行。
道路，管道，管材，管沟
1 工程背景
重庆高新区生物产业基地东西线道路工程位于高新区拓展区生物产业基地内，起于金龙路下穿绕城高速公路处，接新凤大道南延段。道路为城市次干道，设计时速40 km/h，标准路幅宽26 m，双向四车道，全长1 713.106 m。在实施的道路工程K1+280处埋设有一条DN1 400的铜罐驿长江提水工程的输水管道，管道管材为预应力钢筒混凝土管(简写PCCP),是采用带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在其上喷致密的水泥砂浆保护层而制成的输水管，现状输水管道主要为大学城片区服务，为城市输水应急管道，而且是单管敷设，是大学城片区的供水“生命线”。由于管道埋深浅，在道路设计标高下1 000 m，承插式的PCCP抗压能力、抵抗变形的能力差，很容易造成损坏漏水，无法满足道路施工的要求，存在较大的风险。
2 管线迁改设计原则
2.1 管道迁改定线及管径方案选择
给水管网设计注意技术性与经济性相结合、尊重事实，新建管道路与原有管道平行布置间距6 m，新管道在跨越拟建道路后就近顺接原有管道，迁改起点处与原有管道顺接配置19°钢制弯头，配PCCP钢管转接头，迁改终点与现状管道顺接配18°钢制弯头，配PCCP钢管转接头。设计中采用的直角弯头，改变了原水流的水力条件，新建供水管总水头损失将远大于现有供水管，设计中考虑适当扩大新建供水管管径，迁改范围之内的管径均由DN1 400扩大为DN1 600。
2.2 管道管材选择
在管道选择上有灰铸铁管、钢筋混凝土管、球墨铸铁管、PE管、硬聚氯乙烯(UPVC)管、钢管、玻璃钢复合管，由于钢管的安全性能(抗震、承受内外压)较好，市场采购方便，设计中迁改管线选用焊接钢管，在其起终点拟用PCCP—钢管转换接头进行连接。
2.3 附属构筑物
输水管(渠)道的始点、终点、分叉处以及穿越河道、铁路、公路段，应根据工程的具体情况和有关部门的规定设置阀(闸)门[1]。根据现场的实际情况，考虑到已有检修阀兼顾距离过远，一旦中途出现事故，将给检修带来非常大的麻烦，造成资源的大量浪费。同时该迁改工程起点正好位于穿越道路起点处，事故发生时，为能在第一时间抢修，减少水流对道路下方基础的损坏，促进道路的正常运行，也为了减少水资源的浪费，设计中在迁改段起点处设置一个输水管道检修阀。
根据GB 50013—2006室外给水设计规范7.4.7节，输水管(渠)道隆起点上应设通气设施，管线竖向布置平缓时，宜间隔一 定距离设一处通气设施[1]。迁改后的管段相对于原管道新增多处转弯，水流在此行进过程中易积聚空气，进而易产生负压以及发生水锤现象，对管道产生潜在的损坏。为保证迁改后管道的正常运行，在起点附近设置一个排气井，管道在穿越公路段采用C25的混凝土进行包裹加固处理。
3 管道迁改施工
3.1 沟槽开挖
现状管沟开挖深4 m，采用挖掘机和人工开挖相结合，开挖管沟与现状管道在3 m范围内采用人工开挖，其余进行机械开挖，开挖土石方弃置沟槽边5 m以外，减小槽边弃土对槽的侧压而造成塌方，沟槽内挖设临时积水坑，将雨水、渗水汇集到积水坑内，通过潜水泵外排到梁滩河支流龙凤河。管槽深度按设计深度超挖0.2 m，沟槽平整后夯实，在道路通行段下基底用C25混凝土浇灌垫层，在人行道、绿化带下方采用砂垫层，换填的材料基础填至设计标高。
3.2 管道安装
1)管道吊装。采购的管道先放置在施工现场平地处，由技术工人把管道口进行处理，管口坡切成45°斜面，清理干净。通过汽车吊先吊装直线段，把直线段管道吊装到位，管底用木支墩进行固定，弯管吊装与直线管进行对接，调整好管口位置对正，保证较小的缝隙，边吊装边进行校线调整，通过在内侧用拉筋焊接初始固定。
2)管道焊接。分段吊装完毕后对管道进行焊接，管道焊接使用E422焊条，管子对口前，应将焊接的坡口面及内外管壁10 mm～15 mm范围内的铁锈、泥土、油脂等脏物清除干净，除锈级达到St3级。电焊分别从内侧和外侧焊接，单侧采用分层施焊，在焊接一层以前，清除上一层的焊渣和碎屑，分层施焊达到爆缝饱满，焊接填缝金属的组织成颗粒状，外表整齐形成鱼鳞状，不得出现裂网、气孔、夹渣等缺陷，焊缝面比管面高2 mm。
3)管道构筑物安装。在办理的停水时间内，实施管道的最后连接。安装的阀门法兰与其工作压力、开孔尺寸一致，法兰盘上螺栓孔中心位置的偏差小于0.5 mm，阀门须经过试压合格，进行组装完毕后的阀门吊装到安装位置与管道焊接，在钢管与PCCP管道连接时，配置的PCCP钢管转接头承插接入原PCCP管道并安装牢固，以钢管弯头作最后的接口，通过钢管的预留洞口进入内侧施焊，再外侧施焊、封堵预留洞口完成整个管道的安装。
4)管道防腐。实施的管道在弯管处浇筑C25混凝土支墩，在道路下方采用C25混凝土进行包裹，截面比管径大于300 mm,非道路下方采用高分子系列防腐涂料防腐，衬涂前清除金属表面的油污、尘土、焊渣、氧化物、浮锈等附着物，再用砂轮除锈处理，质量达St3级，处理后的基层平整干燥无水迹。防腐施工中，在前一道涂漆干透后再进行下一道涂漆。为了保证焊缝处的漆膜厚度，涂刷时应先将焊缝部位涂刷两道，然后再全面涂刷防腐漆。涂刷后的表面光洁，无流挂，无皱皮，无刷痕，无露底和开裂现象，涂层均匀。在每节管道两端各留置100 mm不衬涂，管道安装完毕后，再按要求进行涂漆。
5)管槽回填。管道及构筑物沟槽回填时，混凝土达到80%以上设计强度后方可进行，回填采用人工分层回填，管槽先用素土回填夯实，不能用石块料直接接触管道表面。管槽回填夯至管背上高度0.3 m后，再用机械选择符合质量要求的原土回填，压实度道路路基密实度达到93%的要求，非道路下回填密实度达到90%。
4 结语
城市主干管供水使用的大口径管道，它的正常运转和安全，影响着人们的日常生活和工作，通过对管线迁改设计和施工的管理，迁改后的输水管道保持了与原有管道的输水流量不变，测试的各项指标满足规范要求，迁改实施的管道达到了预期的目的。
[1] GB 50013—2006，室外给水设计规范[S].
On reconstruction design and construction of large-diameter water-supply pipelines
Zhang Yunjian
(ChongqingHigh-TechZoneDevelopmentandInvestmentGroupCo.,Ltd,Chongqing400039,China)
Combining with the reconstruction project of the water-supply pipelines on some road construction in the High-Tech Zone of Chongqing,the paper introduces the principle for the design of the pipeline reconstruction,and illustrates the technical points for the pipeline reconstruction from the groove excavation and pipeline installation,so as to ensure the smooth operation for the water-supply pipelines.
road,pipeline,pipe material,pipe groove
1009-6825(2016)29-0109-02
2016-08-03
张云健(1968- )，男，高级工程师
TU990.3
A
