摘 要：簡(jiǎn)述大口徑球墨鑄鐵管現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)方法，包括溝槽基坑開(kāi)挖、管線存放及現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收、管道水壓力試驗(yàn)、安全技術(shù)要點(diǎn)以及大管徑球墨鑄鐵管安裝難度大的技術(shù)難點(diǎn)，并介紹管道壓力試驗(yàn)方法和施工安全注意事項(xiàng)，為今后類(lèi)似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：大口徑；球磨；鑄鐵管；施工技術(shù)

1 工程概況

某給水干線工程采用雙管埋地管道輸水，管徑DN2400/DN2200，供水流量15.0 m3/s，年供水量3.0億m3。輸水管道管材為球墨鑄鐵管，管道公稱(chēng)直徑為DN2400及DN2200兩種規(guī)格，采用承插式連接，采用唇形設(shè)計(jì)XT2膠圈，安裝省力，受到的阻力小。全線溝槽開(kāi)挖分為放坡開(kāi)挖及直槽鋼板樁支護(hù)開(kāi)挖兩種開(kāi)挖方式。溝槽開(kāi)挖深度管道布設(shè)形式，雙管平行布置，管道間凈距離1.5 m。

2 施工難點(diǎn)分析

本工程球墨鑄鐵管管徑有DN2400及DN2200兩種規(guī)格，每根管道長(zhǎng)約6 m左右，球墨鑄鐵管管徑大，管道質(zhì)量大，作業(yè)面空間有限，對(duì)于大口徑球磨鑄鐵管安裝有較大難度。本標(biāo)段兩種規(guī)格球墨鑄鐵管設(shè)計(jì)試驗(yàn)壓力為1.1 MPa，在試壓過(guò)程中，須采取措施保障水壓試驗(yàn)過(guò)程安全。

3 主要施工技術(shù)

3.1 溝槽開(kāi)挖

在溝槽基坑開(kāi)挖前，采用探坑或觸探等方式勘探。勘探目的是查明溝槽內(nèi)級(jí)溝槽周邊的各類(lèi)建構(gòu)筑物及各類(lèi)地下設(shè)施，并對(duì)需要保護(hù)的各類(lèi)管道進(jìn)行保護(hù)。

管道溝槽土方以機(jī)械開(kāi)挖為主，人工輔助清槽。必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工方案開(kāi)挖，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖，溝底應(yīng)有足夠的操作空間。施工過(guò)程中按坡度尺寸控制施工中線距離，用水準(zhǔn)儀隨時(shí)監(jiān)控溝底高程，防止超挖欠挖，并提高設(shè)計(jì)基溝底的長(zhǎng)度。

挖至槽底標(biāo)高后，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)和勘察設(shè)計(jì)單位、業(yè)主單位共同驗(yàn)槽，驗(yàn)槽合格后方可進(jìn)行下道工序[1]。

3.2 管道存放及現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)

3.2.1 管道管現(xiàn)場(chǎng)存放

管道為 DN2600 鋼管和 DN2600 球墨鑄鐵管，管材存放時(shí)兩處墊物支點(diǎn)間距不超過(guò)管長(zhǎng)的0.2倍，對(duì)墊物與管道接觸點(diǎn)進(jìn)行支點(diǎn)固定，計(jì)劃單層存放，不多層堆放。存放時(shí)保證管道軸擺放正確，不得隨意改變擺放形式。存放時(shí)應(yīng)有保證管道防滾動(dòng)措施，以免造成管道外壁防腐層的磕傷，從而影響管道的使用壽命。管道存放處應(yīng)設(shè)專(zhuān)人值守，防止施工以外人員進(jìn)入而造成人員傷亡。

3.2.2管道現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)

到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的管道必須附有質(zhì)量證明文件，對(duì)未提供質(zhì)量證明文件或質(zhì)量證明文件不符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的管材不允許安裝使用。

管道在安裝前，必須逐根進(jìn)行外觀檢查，確保符合現(xiàn)行質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。球墨鑄鐵管的橡膠密封圈必須符合規(guī)范，生產(chǎn)廠家必須提供橡膠圈的質(zhì)量合格證明書(shū)和檢測(cè)報(bào)告[2]。

3.3 球墨鑄鐵管安裝

在鑄鐵管運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，待中粗砂墊層施工完畢后即可進(jìn)行管道安裝。K9級(jí)DN2200型球磨鑄鐵管單節(jié)長(zhǎng)度為8.15 m，起重吊裝機(jī)械采用80 t級(jí)起重機(jī)吊裝。吊裝時(shí)吊裝鋼繩應(yīng)拴牢固，避免碰撞管道，鋼繩與管道接觸部位應(yīng)采取防止鋼繩刮壞管道表面防腐層的措施。正式起吊前應(yīng)先試吊，確保起重機(jī)及吊運(yùn)構(gòu)件安全可靠后，方可起吊移運(yùn)。管道進(jìn)入溝槽內(nèi)，溝槽內(nèi)嚴(yán)禁站人，防止出現(xiàn)脫鉤砸傷人事件，移運(yùn)吊裝應(yīng)有專(zhuān)人指揮，司索工應(yīng)經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，合格后上崗。

管道安裝施工之前，將承口連接部位清理干凈，尤其在膠圈安放部位，應(yīng)用專(zhuān)業(yè)工具，例如鋼絲刷子、干凈抹布等，對(duì)承口連接處，特別是膠圈安裝位置進(jìn)行清理。在安裝膠圈時(shí)承口處不得有砂石、灰塵、石塊、油污等雜物。

管道接口清理干凈后，將隨管配套的膠圈清理干凈并捏成“十字形”后，安放于承口內(nèi)，準(zhǔn)確無(wú)誤后，將膠圈完全安放在承口凹槽內(nèi)。安裝完成后，在膠圈表面涂抹凡士林做潤(rùn)滑劑，減少安裝阻力，使管道承插安裝時(shí)省時(shí)省力。膠圈安裝如圖1所示。

承插口管道中心線軸線對(duì)準(zhǔn)一致，在管末端用撬棍（或千斤頂）將鑄鐵管向前撬，將插口插入承口，插入深度為插口處的兩條標(biāo)志線。將鑄鐵管插到看不到第一條線，只看到第二條線的位置為止。待安裝符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范規(guī)定后，立即進(jìn)行排水管閉水試驗(yàn)。

3.4 管道打壓試驗(yàn)

管道焊接及連接好后，根據(jù)工程自身情況和規(guī)范要求合理劃分水壓試驗(yàn)段長(zhǎng)度（不大于4.0 km）進(jìn)行水壓試驗(yàn)。打壓用水采用干凈衛(wèi)生的生活用水，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力（1.1 MPa）。

試驗(yàn)前管道兩側(cè)及管頂以上回填高度不應(yīng)小于 0.5 m，且具備抗浮條件，管路的鎮(zhèn)墩和錨固長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)質(zhì)量要求。焊縫水泥砂漿質(zhì)量超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定后可開(kāi)展水壓測(cè)試，以防止管線發(fā)生位移。

本工程水壓試驗(yàn)管道內(nèi)徑為DN2200及DN2400，試驗(yàn)管道端部的第一個(gè)接口應(yīng)采用特制的柔性接口堵板。管道試壓準(zhǔn)備工作如下：①確保管道、節(jié)點(diǎn)、接口、支墩等附屬構(gòu)筑物的外觀以及回填驗(yàn)收合格，并按設(shè)計(jì)要求檢查試驗(yàn)設(shè)備能否正常排氣及放水。②對(duì)水試驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行檢查，保證試壓系統(tǒng)的嚴(yán)密性和功能性滿足試驗(yàn)要求。對(duì)管端堵板、彎頭等處的牢固性檢查。③在試壓管段上的消防栓、排氣閥門(mén)等構(gòu)件，試壓時(shí)應(yīng)設(shè)置堵板，將所有敞口封堵嚴(yán)密。

管道的水壓試驗(yàn)規(guī)定如下：試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行充分浸泡，浸泡時(shí)間不小于24 h。浸泡完成后按照規(guī)范和設(shè)計(jì)文件對(duì)管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)（試驗(yàn)壓力1.1 MPa）。試驗(yàn)分為預(yù)試驗(yàn)階段和主試驗(yàn)階段，預(yù)試驗(yàn)階段允許壓力降不超過(guò)0.03 MPa，并對(duì)管道表面質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查是否有管體表面破損現(xiàn)象和管件連接處是否出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。如未出現(xiàn)上述情況，即可進(jìn)入主試驗(yàn)階段。主試驗(yàn)階段試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力，試驗(yàn)期間不允許出現(xiàn)管道壓力下降情況，沒(méi)有出現(xiàn)壓力下降才表示管道水壓試驗(yàn)合格。

試壓合格后，及時(shí)將閥門(mén)、消防栓等處的堵板拆除，并恢復(fù)這些構(gòu)件的使用功能。管道水壓試驗(yàn)設(shè)備示意圖如圖2所示。

3.5 管道除銹、刷油

采用人工用鋼絲刷或砂布對(duì)管道及支架進(jìn)行除銹處理，除銹以支架管道表面漏出金屬光澤為合格標(biāo)準(zhǔn)，再用干凈的廢布等擦拭干凈。所有法蘭、管道及支架在涂刷底漆前要保證氣表面無(wú)灰塵、鐵銹、焊渣、油污及其他異物。刷油工作應(yīng)選擇無(wú)雨無(wú)雪的天氣進(jìn)行，空氣濕度溫度應(yīng)符合規(guī)范要求，油漆色澤應(yīng)一致、無(wú)漏涂[3]。

3.6 頂管施工

頂管法采用頂推設(shè)備在工作坑內(nèi)頂推，配合機(jī)械和人工在管道內(nèi)部挖土。按設(shè)計(jì)中線和設(shè)計(jì)高程將管子按要求敷設(shè)頂入設(shè)計(jì)位置。頂管段兩側(cè)分別設(shè)置工作井和接收井各一處，工作井支護(hù)結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)要求布置。頂管設(shè)備擬采用起重機(jī)、空氣壓縮機(jī)、注漿機(jī)、油壓泵、水泵等，所有頂管施工工作人員培訓(xùn)合格進(jìn)場(chǎng)就位。

頂進(jìn)過(guò)程中，為保證管節(jié)頂進(jìn)質(zhì)量，需勤測(cè)量勤檢查及時(shí)糾偏，若發(fā)現(xiàn)管前土方坍塌、后背傾斜、偏差過(guò)大或液壓泵壓力表指針驟增等情況，應(yīng)停止頂進(jìn)，查明原因、排除故障后，再繼續(xù)頂進(jìn)。球墨鑄鐵管頂進(jìn)到位后，及時(shí)安裝其他管段或設(shè)備，避免因基坑暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致基坑失穩(wěn)。

3.7 溝槽回填

管道安裝完成經(jīng)檢查驗(yàn)收合格后，及時(shí)進(jìn)行回填?；靥钋皯?yīng)將溝槽內(nèi)雜物清理干凈，回填應(yīng)分層、分段、對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。管道兩側(cè)腋角處壓實(shí)機(jī)具無(wú)法作業(yè)的部位，采用人工小型機(jī)具夯實(shí)，管道溝槽土方回填應(yīng)沿管道中心線兩側(cè)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，保證管道線性無(wú)變化。管道溝槽開(kāi)挖回填如圖3所示。分層回填要及時(shí)按照回填部位進(jìn)行釬探，以保證回填工作的壓實(shí)度滿足壓實(shí)度要求。

當(dāng)管道位于車(chē)行道路或人行道下時(shí)，道路水穩(wěn)層以下回填料的密度，要求按道路路基的要求執(zhí)行，然后按原有道路結(jié)構(gòu)進(jìn)行路面恢復(fù)。

3.8 管道沖洗消毒

給水管道水壓試驗(yàn)后、竣工驗(yàn)收前進(jìn)行沖洗消毒。本工程球磨鑄鐵管管徑較大，采用人工第一遍清理管道內(nèi)污漬雜物，人工清理后再采用清潔水浸泡24 h。沖洗消毒嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，直至管道出口水樣濁度符合規(guī)范要求，沖洗流量應(yīng)大于規(guī)范要求流量。沖洗完畢后，管道中使用濃度大于20.0 mg/L氯離子含量的清潔水浸泡24 h，再重新沖洗，直到合格為止[4]。清水直至水質(zhì)管理部門(mén)取樣化驗(yàn)合格為至。

4 管道安裝安全措施

具體有以下3個(gè)措施：①因汽車(chē)起重機(jī)在溝槽邊下管，為此施工前編制起重吊裝專(zhuān)項(xiàng)施工方案，對(duì)溝槽支護(hù)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、汽車(chē)起重機(jī)地基承載力進(jìn)行驗(yàn)算，并組織專(zhuān)家論證。②施工過(guò)程中對(duì)支護(hù)變形過(guò)程檢測(cè)，一旦變形達(dá)到預(yù)警值應(yīng)立即停止施工，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，達(dá)到安全要求后方可繼續(xù)施工。③起重吊裝前確認(rèn)起吊設(shè)備回旋范圍0.5 m內(nèi)無(wú)障礙物。起重機(jī)在吊起滿載荷重物時(shí)，應(yīng)先吊離地面 300 mm左右，檢查起重機(jī)、吊鉤、吊繩的穩(wěn)定性，制動(dòng)器的可靠性和綁扎的牢固性，確認(rèn)安全后方可繼續(xù)起吊。起吊過(guò)程中，溝槽內(nèi)嚴(yán)禁站人。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著雄安新區(qū)建設(shè)進(jìn)程不斷加大，為滿足新區(qū)常住人口的用水需要，需要先進(jìn)的施工技術(shù)。只有加強(qiáng)每一施工工藝的質(zhì)量控制，才能保證施工工期和質(zhì)量。雄安干渠施工技術(shù)人員、要不斷學(xué)習(xí)探索先進(jìn)的管道施工技術(shù)，才能夠成為適合社會(huì)發(fā)展的施工技術(shù)中堅(jiān)力量。

參考文獻(xiàn)

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[3] 馬輝.中條山隧道穿越斷層破碎帶施工技術(shù)研究與安全風(fēng)險(xiǎn)分析[D].石家莊：石家莊鐵道大學(xué)，2023.

[4] 趙偉，陳鴻.淺析中條山隧道高地應(yīng)力F7斷層軟巖破碎段施工技術(shù)[C]//2017鐵路重載運(yùn)輸建設(shè)與裝備安全學(xué)術(shù)研討會(huì).[2023-10-30].

收稿日期：2023-10-13

作者簡(jiǎn)介：邸璐（1987—），女，吉林長(zhǎng)春人，本科，工程師，研究方向：水利水電工程。