水利工程中长距离给排水管道施工技术及优化策略

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刘青青

山东上启市政建设有限公司,山东青岛266300

摘要

长距离给排水管道是水利工程实现水资源跨区域调配与污水集中处理的核心基础设施,其施工质量受地质条件、安装精度、工艺规范及管理协同等多因素影响。本文围绕长距离给排水管道施工全流程,系统梳理核心技术要点;结合实际施工痛点,剖析地质问题;提出风险防控等策略,旨在提升管道施工质量与工程综合效益,为水利工程长距离给排水管道施工提供理论与实践参考。


关键词

水利工程;长距离给排水管道;施工技术;优化策略

正文


引言

水资源作为支撑社会经济发展与生态环境保护的基础性资源,其合理调配与高效利用依赖完善的水利基础设施体系。长距离给排水管道凭借线路跨度大、输送效率高、覆盖范围广的特点,成为连接水源地与用水终端、串联污水处理厂与排放节点的关键纽带,在城市供水、农田灌溉、跨流域调水及水环境治理等水利工程中发挥不可替代的作用。本文基于长距离给排水管道施工全流程逻辑,从技术要点、现存问题、优化策略三方面展开分析,为提升管道施工质量、降低工程风险、延长管道使用寿命提供系统性解决方案。

1水利工程长距离给排水管道核心施工技术

1.1管道基础处理技术

管道基础是承载管道重量、抵御土壤沉降的关键结构,需根据沿线地质条件差异,采用差异化处理技术。对于土质均匀、承载力满足设计要求的区域,采用天然地基处理技术,清除地表腐殖土、杂草后,对基底进行平整、碾压,压实度需达到90%以上;对于软土地基,需通过换填法、夯实法或加固法提升地基承载力,防止后期地基沉降导致管道断裂;对于岩质地基,需先对岩石表面进行凿平处理,局部凸起部位采用爆破或机械切割清除,避免管道与基础接触不均产生应力集中。

1.2管道安装与接口处理技术

管道安装需根据管道材质选择适配的安装工艺。钢筋混凝土管多采用吊车吊装安装,吊装时需使用专用吊具,避免管道受力不均导致开裂,安装过程中通过边线与高程控制线调整管道位置,确保轴线偏差不超过15mm/10m,高程偏差控制在±20mm内;PE管采用热熔对接或电熔连接,施工前需清理管道接口表面杂质,控制热熔温度与对接压力,确保接口熔接均匀、无虚焊、漏焊;钢管采用焊接连接,焊接前需进行坡口加工,焊接过程中控制层间温度与焊接速度,避免出现夹渣、气孔、未焊透等缺陷,焊接完成后需进行无损检测。

接口处理是防止管道渗漏的核心环节。刚性接口需确保抹带厚度均匀、压实紧密,表面光滑无裂缝;柔性接口需选择适配规格的橡胶圈,安装前检查橡胶圈是否存在破损、变形,安装时涂抹润滑剂,确保橡胶圈完全嵌入接口凹槽,无扭曲、位移;对于钢管焊接接口,需在焊接完成后进行防腐处理,采用环氧煤沥青、聚乙烯防腐层等材料,防止接口锈蚀影响密封性与耐久性。

1.3沟槽开挖与回填压实技术

沟槽开挖需根据管道埋深、土质条件确定开挖坡度与支护方案。浅埋管道且土质较好时,采用放坡开挖,坡度系数按1:0.5-1:1.5控制;深埋管道或土质松散、易坍塌区域,需采用钢板桩、排桩或SMW工法桩进行支护,支护结构需进行强度与稳定性验算,防止沟槽坍塌。开挖过程中需控制开挖速度,避免超挖,若出现超挖,需采用级配砂石回填至设计高程并压实。

回填压实需遵循“分层回填、对称压实”原则,回填材料优先选择透水性好、级配均匀的砂石或素土,不得含有淤泥、腐殖土及粒径大于100mm的石块。回填分层厚度按200-300mm控制,采用压路机、蛙式打夯机等设备进行压实,压实度需根据管道位置确定:管顶以上500mm范围内压实度不低于85%,管顶500mm以上至地面压实度不低于90%。回填过程中需避免机械直接碾压管道,防止管道变形或接口损坏。

2长距离给排水管道施工现存主要问题

2.1地质适应性不足,基础处理不规范

长距离管道途经区域地质条件差异大,部分施工单位未根据实际地质情况优化基础处理方案,存在“一刀切”现象:软土地基未进行有效加固,导致后期地基沉降引发管道断裂;岩质地基表面处理不平整,管道与基础接触不均,运行中产生局部应力集中;地下水位较高区域未采取降水措施,基础施工在积水环境下进行,降低地基承载力与压实度,为管道安全运行埋下隐患。

2.2管道安装精度把控不严

部分施工单位忽视测量放线的精准性,未定期复核控制点,导致管道轴线偏差超标,影响水流顺畅性;管道安装过程中,对接口处理重视不足:PE管热熔对接时温度或压力控制不当,出现接口熔接不牢固;钢筋混凝土管橡胶圈安装扭曲、位移,导致接口渗漏;钢管焊接后未进行全面无损检测,焊接缺陷未及时整改,长期运行中易发生腐蚀渗漏。

3长距离给排水管道施工技术优化策略

3.1优化地质适配性技术,强化基础处理质量

差异化基础处理技术优化与基础质量动态监测需协同推进:基于前期详细勘察数据建立沿线地质分区档案,针对不同地质类型制定专项处理方案,其中软土地基采用“换填+土工格栅”复合处理技术,选用级配砂石作为换填材料并铺设双向土工格栅以提升地基整体承载力,岩溶发育区域采用注浆加固技术向溶洞内注入水泥浆填充空隙形成稳定地基,地下水位较高区域则采用井点降水技术将地下水位降至基底以下500mm,确保基础施工在干燥环境下进行;同时引入智能化监测设备,在基础施工完成后布设沉降观测点,定期监测地基沉降量与沉降速率,若沉降超过预警值及时采取补注浆、增设支撑等加固措施,保障基础长期稳定。

3.2提升管道安装精度,优化接口密封性能

提升管道安装精度与优化接口密封性能需同步开展:测量放线环节采用“GPS+全站仪”联合测量技术以提高精度,每隔20-30米设置临时控制点,实时复核管道轴线与高程,安装时辅以激光准直仪定位,确保管道轴线偏差控制在10mm/10m以内,针对大直径管道则通过管道对口器辅助接口对接,保障接口同心度并减少接口应力;接口处理环节进行技术升级,PE管焊接采用智能热熔焊机,借助物联网技术实时监控焊接温度、压力与时间并自动记录参数,实现焊接质量可追溯,钢筋混凝土管接口采用“橡胶圈+水泥砂浆抹带”双重密封技术,选用三元乙丙材质橡胶圈提升耐老化与密封性能,抹带前在接口外侧缠绕玻璃纤维网增强抗裂性,钢管接口焊接后则采用防腐涂层与阴极保护联合防护技术,延长接口使用寿命。

3.3规范沟槽开挖与回填工艺,提升结构稳定性

精细化沟槽开挖:根据地质条件与埋深,采用BIM技术模拟沟槽开挖过程,优化开挖坡度与支护方案;开挖过程中采用分层开挖法,每层开挖深度不超过2m,避免超挖;配备专人监测沟槽边坡稳定性,若出现边坡位移、裂缝等迹象,立即停止开挖并采取加固措施。

标准化回填压实:明确回填材料质量标准,严禁使用不合格材料;采用“分层回填+智能压实监测”技术,通过压实度检测仪实时监测压实度,确保每层压实度达标;管顶以上500mm范围内采用小型夯实机分层夯实,避免大型机械直接碾压,减少管道竖向变形;回填完成后,对管道进行竖向变形检测,变形量控制在管道直径的3%以内。

结束语

长距离给排水管道施工技术的先进性与规范性,直接关系水利工程的运行安全与效益发挥。通过差异化基础处理、精准安装控制、标准化回填、协同化管理及全方位风险防控,可有效提升长距离给排水管道施工质量,延长管道使用寿命,确保水利工程实现水资源高效调配与安全输送,为水利事业高质量发展提供坚实保障。

参考文献

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