給排水地下管網全過程施工技術及控制

薛穩鵬

(山西省安裝集團股份有限公司，山西 太原 030000)

規范施工給排水地下管網是保障全廠安全生產的重要前提，工程人員需要兼顧企業生產、消防、生活多項要求，統籌兼顧各項與給排水地下管網建設質量有關的因素，進行標準化設計和施工，并嚴格控制各項施工細節，保證給排水地下管網的綜合應用效果。因此，深入研究給排水地下管網施工技術具有重要意義。

1 工程概況

海寧恒逸新材料有限公司年產100萬t智能化環保功能性纖維建設項目安裝一標段全廠地下管網，包括工藝循環冷卻水一期系統、空壓、干燥循環冷卻水一期系統、制冷機循環冷卻水一期系統、工藝循環冷卻水二期系統、空壓、干燥循環冷卻水二期系統、制冷機循環冷卻水二期系統、河道取水系統、消火栓給水系統、消防噴淋系統，共九大系統，管徑區間為DN300-DN2600[1]。

2 管道敷設原則

工業廠區給排水地下管網敷設的基本原則如下：

(1)根據廠區地形、工廠總平面布置、工程地質條件、道路型式、管道材質、技術水平、現場施工條件等規劃給排水管網的平面布置及埋深。管道布置應分清主次，協調好各類型管道的位置關系，對于廠區內的主干管，敷設位置宜臨近水負荷較大的裝置。廠區給排水地下管網建設規模大，需考慮分區建設的可行性，確保給排水管網的水量、水壓均滿足廠區使用要求。管線敷設路徑的規劃遵循短距離、低成本的原則，但必須保證管網的安全性和可靠性。

(2)管道布置時，需留有充足的空間以便日常操作和維修。

(3)對于豎向管道交叉部位，各類型管道的規避原則包含“支管讓干管”、“小管讓大管”等，管道間凈距不可小于0.10m[2]。

3 給排水地下管網施工控制技術

3.1 測量放線

(1)沿管道中線每10m釘中心釘，在溝槽外側設栓樁，結合放坡要求，測放溝槽上口開挖位置線，撒白灰形成標記；再釘設高程樁，遵循對稱布置原則，統一設置在上口線外側，縱向間距為10m，每道高程樁上釘一對高程釘。

(2)井室開挖測量：首先開挖井室底部的樁身，用極坐標法測定井室結構的中心位置，開挖上口線和高程控制樁，再進行栓樁。加強現場管理，做到井室開挖與溝槽開挖同步進行。

(3)管線基礎測量：根據設計基礎寬度和管線中心樁測放管線基礎結構寬度和高程控制樁，由于施工干擾可能導致測量放線產生偏差，在基礎施工后必須復測基礎中線、高程，及時糾偏[3]。

(4)管道安裝測量：以壓力管道和無壓管道為例，軸線方向位置偏差不超過30mm、15mm，高程安裝偏差不超過±20mm、±10mm。

3.2 井點降水

3.2.1 降水措施

基底標高為-2.0m以上的管底基礎和管底標高基坑需采取降水措施。降水采用井點降水法，平面布置為線狀井點，沿管道軸線埋設無縫鋼管。井點埋設深度H的計算方法如公式(1)：

H≥h+H1+IL

(1)

式中：

h—基坑中心底面至地下水位的距離，取0.5～1.0m；

H1—井管埋設面至基坑底的距離；

I—地下水降落坡度；

L—井點管至基坑中心的水平距離。

無論何種情況，濾管需埋設在透水層，總管有0.25%～0.5%的坡度，水泵軸線標高與總管平行或略低于總管。布管時，總管與濾管共處同一水平面，盡可能減小兩者的高度差，具體如圖1所示。

圖1 無壓非完整井涌水量計算簡圖

3.2.2 操作工藝流程

測量放線→材料和機械設備的準備→管道布置及連接→試抽水→正式抽水→回填完后拔管。

(1)降水設備。1)工作水流為45m3/h的JSJ60輕型射流泵：6臺；QY-3.5型潛水泵：4臺；JO2-42-2型電動機：6臺；3BL-9型離心泵：6套；沖孔管：4套；2)循環水箱共2個，射流泵輕型井點降水井點共167根，總管長度為320m；3)在使用降水設備前進行檢驗，處理好故障，使設備穩定運行。

(2)管道布置及連接。1)井點管的布置：材料采用的是長度為10m、直徑為48mm的鋼管，管下端配有長度為1.2m、直徑與井點管一致的濾管，濾管壁開設Φ12濾孔，統一呈梅花狀布置，濾孔面積以濾管表面積的15%～20%為宜。為攔截雜物，在濾管壁上包裹2層濾網，外層采用網眼為3～10孔/cm2的尼龍絲布粗濾網，內層采用網眼為30～50孔/cm2的尼龍絲布細濾網。通過彎管連接井點管的上端與總管；2)連接管與集水總管：連接管采用長度為1～2m的Φ48高壓軟管，集水總管用多個節段的鋼管連接，每節長度為6m，直徑為100mm，每0.8～1.0m設1處接頭。井點降水期間應連續抽水，多次間斷抽水可能引起濾網堵塞現象。抽水時，根據水量控制要求，靈活調節離心泵出水閥的工作狀態，以合適的水量平穩進行抽吸排水作業。若抽水方式正確，則具有“水流先大后小、水色澤先混后清”的出水規律。井點系統工作情況可通過真空泵的真空度進行判斷，工作人員需要密切關注真空度并采取控制措施，同時還需頻繁檢查是否存在堵塞“死井”的問題，可用手觸摸，正常情況下井管應給人以“冬暖夏涼”之感。對于因“死井”而導致降水效果變差的情況，可用高壓水多次沖洗以清除堵塞物，并拔出重埋[4]。

3.3 溝槽開挖

管道溝槽底部開挖寬度BH(單位mm)的計算方法如公式(2)：

BH=Dh+2(b1+b2)

(2)

式中：

Dh—管道外緣寬度(mm)；

b1、b2—分別為管道一側的工作面寬度(mm)、支撐厚度(mm)。

若溝槽底部設置排水溝，可適當加寬。

溝槽邊坡坡度根據土層類別以及坡頂載荷條件而定，以深度在5m以內且不加支撐的溝槽為例，按土層類別針對性地控制邊坡坡度，此處例舉4種主要的土層類別，進行分析，具體如表1所示。

表1 溝槽邊坡坡度控制要求

溝槽開挖深度在3m以上且采用機械開挖方式時，根據機械設備的性能和土壤條件控制分層深度；人工開挖時，每層深度不大于2m。嚴格控制溝槽每側臨時堆土量和載荷量，確保溝槽、管道不由于荷載量過大而失穩。若勘察結果表明現場土質良好，堆土位置距離溝槽邊緣至少0.8m，堆載高度不超過1.5m，堆土不可掩埋消火栓、雨水溝等設施。機械開挖溝槽時，距離槽底設計標高150～300mm的部分由人工開挖，準確控制開挖進尺，以免出現超欠挖現象。開挖后，若溝槽底部實際深度不達標或地基土因開挖而受到擾動，深度在15cm以內可回填原土并夯實，深度超過15cm需回填碎石、礫石，再根據回填情況用小礫石進行填充。溝槽開挖恰逢雨季時，若槽底遭水浸泡，需進行排水處理。

3.4 溝槽支撐

(1)撐板支撐時，在溝槽開挖深度不超過1.0m時便要設置支撐裝置，后續隨著開挖進尺的增加，開挖與支撐交替進行。

(2)鋼板樁施工。1)確定基線。測量人員根據管溝基坑位置用全站儀進行精確定位，每側留出1.2m的工作面，確定鋼板樁施工位置；2)施打鋼板樁。吊裝第一支鋼板樁，調整好姿態后對準樁位，通過振動作用將鋼板樁打入土中，檢查施打效果，若位置、垂直度、穩定性均無誤，則吊裝第二支鋼板樁，卡好企口，施加振動以便將鋼板樁打設到位，以此類推。由于鋼板樁制作、打樁均存在誤差，且現場施打時還有可能存在其它干擾因素，可能導致鋼板樁帷幕的實際長度無法達到標準寬度的整數倍，影響鋼板樁帷幕的正常合攏。為此，可通過調整帷幕軸線或采用異形鋼板樁的方法使標準樁正常閉合。具體至本工程中，考慮到鋼板樁墻精度要求不高，采取的是調整帷幕軸線的解決方法。對于鋼板樁長度不足的情況，用魚尾板焊接法進行接長；3)設置支撐。沿鋼板樁墻全長依次設置圍檁和橫向支撐，提高鋼板墻的剛度，保證穩定性。圍檁由工字鋼加工成型，固定在施打完成的鋼板樁上。橫向支撐每隔4m設置一道，橫撐兩端與圍檁焊接連為一體[5]。

3.5 管道敷設與閥門安裝

1)根據設計要求，管徑大于DN>1 200mm的90°和45°彎頭需要安裝單位現場制作；2)彎頭制作的焊接接頭應采用全焊頭焊縫。當公稱直徑大于或等于600mm時，宜在管內進行封底焊；3)彎頭制作周長允許偏差應符合下列規定：當公稱直徑大于1 000mm時，允許偏差為±6mm；當公稱直徑小于或等于1 000mm時，允許偏差為±4mm；4)支管軸線與主管軸線斜交時，途中支管軸線與主管軸線的夾角為45°～90°，主管為焊接管時，焊縫應位于主管斜下方；5)假定相鄰兩孔平均直徑為d，若主管任意2個開孔的中心距小于2d且補強范圍重疊，采取聯合補強處理方法；6)兩相鄰孔的補強面積不少于各孔所需補強面積總和的1/2，聯合補強時，實際補強面積不少于各孔單獨補強面積的總和。

3.6 鋼管安裝

(1)管道采用法蘭連接時，法蘭面保持平行，偏差不超過法蘭外徑的0.15%且最多為2mm，法蘭與管道同心，從而順暢穿入螺栓。

(2)管子對口時，應墊置牢固，禁止強力組對。

(3)根據管道公稱直徑控制管道直管段兩環向焊縫的間距，公稱直徑<150mm時，焊縫間距應比管子外徑??；公稱直徑≥150mm時，公稱直徑不少于150mm。對于管道安裝中的其它焊接要點如下：1)環向焊縫與模板、墻壁或支吊架的凈距不少于50mm；2)支管外壁距焊縫至少50mm；3)加工管道接頭端部，以對接焊口壁厚在3mm以上的情況為例，應形成30°～35°坡口。在組對不同厚管道時，若外壁或內壁錯邊量在3mm以上，需要磨削以形成15°的坡型過渡結構。磨削部位應平順，磨削量合理，不由于磨削而影響管道的正常使用；4)管道焊縫內部飽滿、表面形態良好，不出現氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。焊縫表面咬邊、凹陷深度需在0.5mm以內，且單個缺陷的連續長度不超過100mm，焊縫范圍內缺陷的總長度不超過焊縫全長的10%。焊縫余高量以2mm以內最佳，最多不超過4mm。焊縫寬度以每邊超過坡口邊緣2mm為宜。焊接后，需要及時清理焊縫的熔渣和兩側的飛濺物。

3.7 給排水地下管網安裝質量

(1)精細施工，嚴格控制接口環向間隙使其保持均勻；填料填充方式合理，內部密實無空隙，表面平整不起伏，且禁止產生裂縫。

(2)在管道基礎及管道安裝期間加強監測，確定實測值與設計值的偏差，參照表2的要求，進行控制，確保各項偏差在許可范圍內。

表2 管道基礎及管道安裝的允許偏差 單位：mm

3.8 管溝回填

(1)管溝回填前，清理溝槽內的雜物和積水，使溝槽保持干凈、干燥、平整。根據回填施工要求準備回填土料，含水率不宜過高。

(2)回填分層進行，有機械夯填和人工夯填2種方法，每層虛土厚度不宜超過300mm、200mm。

(3)槽底至管頂以上0.5m范圍內，禁止用尺寸超過50mm的磚、石等硬塊以及凍土、有機質土進行回填。抹帶接口處和外防腐絕緣層的回填材料采用的是細粒土，回填密實。

(4)管頂以上0.5m的部分采取人工分層回填的施工方法，且遵循管道兩側對稱回填的原則，控制好每側的回填量?；靥顣r加強防護，不可損傷防腐層及管子。

(5)井室外圍的回填分層進行，以井室為中線對稱回填，每回填1層后隨即夯擊密實。對于路面范圍內的井室周邊，回填材料采用砂礫、石灰土等，回填后也需盡快夯實。

(6)管頂覆土厚度在0.7m以內時，不宜采用大型機械設備壓實，否則易導致管道受損，同時需要加強現場交通管制，禁止其它機械設備通行。

4 結語

綜上所述，工業廠區給排水地下管網施工需要立足實際條件，規劃施工方案，加強多方協調，協同推進工程進程。在給排水地下管網布置設計中，有關人員需進行現場考察，確定布置方式便捷、管網運行穩定可靠的布置方案，優化管網的位置，充分利用空間；施工期間，員工密切配合，按照計劃有條不紊地開展各項工作。與此同時，工程技術人員需要從日常工作中總結經驗，創新方法，做好管道埋深、管道走向、管道管徑等的優化設計，通過技術優勢提高給排水地下管網的施工質量，滿足廠區使用需求。