淺談DN600球墨鑄鐵管道施工方法

朱鵬飛

（中鐵二十局集團第一工程有限公司，江蘇 蘇州 215151）

1 工程概況

奎托供水項目是2016年集團公司積極響應“走出去”戰略進一步開拓國際市場，占領安哥拉主導地位中標項目之一，該項目的建成對集團公司拓展海外市場和增加國際影響力具有十分重要的意義。

奎托供水項目主要施工內容有取水泵站、水處理廠（ETA） 、管道、蓄水池、管網及入戶等幾大部分組成，其中水處理廠和主管道施工是該項目重難點控制工程。在沒有過多經驗借鑒和國際施工標準高的情況下，如何按期、順利地完成管道鋪設是項目組思考的課題。在球墨鑄鐵管道施工前，項目組組織了有經驗的技術人員與施工人員探討并與監理工程師反復溝通，最終制定了詳細的施工方案，并進行模擬后施工。

2 球磨鑄鐵管道施工工藝方法

按照招標文件及DNA技術規范，經多方調查對比，主管道采用新興鑄管公司生產的K9級T型接口球磨鑄鐵管。在接口安裝時，管子的插口外壁擠壓安放在承口內的橡膠圈，使其壓縮變形而產生一定的接觸壓力，利用橡膠圈的自密封作用來保持接口的密封性。該接口結構簡單、安裝方便、密封性能好，在承口結構上考慮密封圈的定位和接口的偏轉，通過控制插口的安裝深度，使得接口具有一定的軸向伸縮力。因此，T型接口能適應一定的基礎沉降，同時可利用其偏轉角實現管線長距離的轉向安裝。但T型接口沒有防止管道滑脫的能力，因此必須在管線的拐彎處設置抵抗軸向力的支墩或鋪設一定長度的自錨接口球磨鑄鐵管[1]。

3 T型球墨鑄鐵管道施工工藝

3.1 管道的運輸、存儲及吊裝

3.1.1 管道的吊裝

球墨鑄鐵管應采用吊帶或專業工具起吊，裝卸時應輕裝輕放，在倒運、運輸時應墊穩、墊牢，不得互相撞擊，嚴格按照防護和緊固的要求進行操作，避免對管子及防護層的損壞[2]。

起吊可使用吊車、叉車，在起吊時應使用專用吊鉤，專用吊鉤應是在鋼鉤外包橡膠皮或使用尼龍繩吊帶外包橡膠管的鋼絲繩，使水泥內襯和外防腐涂層不被破壞，達到保護管子內外涂層目的。對于打捆包裝的管道，要求使用吊帶和專業吊具整捆兜底吊裝。

3.1.2 管道的運輸

（1） 采用汽車或火車運輸，車廂必須清掃干凈，不得有異物，同時根據運載工具兜底允許荷載制定裝車方案。

（2） 采用汽車或火車運輸，都應在車廂底板上放置兩塊或更多木塊，以免管道承口直接與車廂底板接觸；如采用平板車運輸，管道置于木板上用楔塊固定；管道伸出車體部分≤管長的1/4。

3.1.3 管道的存儲

（1） 所選擇存放球墨鑄鐵管的場地應平整、堅實，管子堆放時要避免斜坡、沼澤地、污染嚴重的地方及不平坦地方。

（2） 管道下面應加兩道方木，避免管道直接與地面接觸，所選用的墊木應結實。

（3） 長時間存儲時，應用帆布或編織袋覆蓋，避免管內落入灰塵或臟物。

（4） 管道堆放采用四方式或金字塔式，四方式堆放 （如圖1所示） 應在底層放置墊木，并用楔木牢固，每層球墨鑄鐵管應將承、插口相間排列，上、下兩層管方向垂直，每層管的排列寬度不應大于5.5 m；金字塔式堆放時 （如圖2所示），底層應放置在平行的枕木上，枕木距管道兩端約1 000 mm，枕木用楔子進行固定，每層管道的承、插口相間排列。

圖1 四方式堆放方式

圖2 金字塔式堆放方式

3.2 開挖管道溝渠

（1） 土方開挖采用機械開挖，開挖過程中嚴禁超挖，以防擾動地基。對于有地下障礙物的地段由人工開挖，防止破壞。

（2） 溝槽開挖盡量按先深后淺順序進行，以利排水。

（3） 挖槽土方處置，按現場暫存、場外暫存、外棄相結合的原則進行。回填土做好土方平衡少土方外運及現場土方調運。

3.3 鋪設砂墊層及下管

首先測量墊層頂標高，再將砂墊層放入管溝，人工平整砂墊層，必要情況下要對砂墊層進行灑水密實。工作坑大小為方便管道撞口安裝為宜 （如圖3所示）。

圖3 鋪設砂墊層

3.4 管道安裝

管道安裝是整個工藝流程的重點，管道密封性能直接影響到試壓結果，所以必須有專業技術人員現場指導，并隨時監控管道豎曲線和平面線型，確保安裝一次成功。

（1） 清理承口。清刷承口，鏟去所有黏結物，如砂子、泥土和松散土涂層及可能污染水質、劃破膠圈的附著物。

（2） 清理插口表面。在膠圈內表面和插口外表涂刷潤滑劑，潤滑劑均勻刷在承口內已安裝好的橡膠圈表面，在插口外表面刷潤滑劑刷到插口坡口處。

（3） 接口。插口對承口找正，在手板葫蘆進行拉進時，用木撬杠上下撬動，活動間隙≤3 cm。如發現球墨鑄鐵管插入時阻力過大，應立即停止安裝，將管子拔出來，檢查密封膠圈的位置和管子的承插口，查明原因并妥善處理后再行安裝。

（4） 安裝注意事項。①汽車吊在管溝邊進行吊裝作業時，必須根據現場實際材料堆放情況、挖土對方情況、土層附著情況、風向情況等等因素合理支撐吊車位置。開始吊裝前必須對纜繩吊帶等承重輔助工具進行外觀檢查。②對球墨鑄鐵管進行現場切割時，操作人員必須佩戴護具，檢查手提切割機防護罩是否牢固有效。

3.5 安放警示帶

采用細粒土進行回填，回填分層進行。回填后管頂往上50 cm安放警示帶，警示帶頂面再采用細粒土回填至原地面，并碾壓密實。警示帶為聚乙烯材質，厚度為0.12 mm，警示帶寬度與管道直徑一致，正面注明管理單位和安全提示信息。

3.6 管道注水、試壓

根據整體系統高程把施工管線分割為每公里試壓段或者以閥門井為不超過1 km的試壓段進行水壓試驗，在每個試壓段的最高端最高點設置排氣裝置，在每個試壓段最低端最低點設置打壓裝置及排水裝置。

3.6.1 試壓方法及參數

管道水壓試驗分為預試驗和主試驗段，試驗合格的判定依據為允許壓力降值。管道工作壓力為1 MPa，試驗壓力≥1.5 MPa。

3.6.2 后背墻設計及計算

設計后背頂距離地面0.7 m，管道深按2.7 m，土壤內摩擦角θ=24.2°，土黏聚力C=7.6 kPa=7.6 kN/m2，土的自然重力密度r=19.6 kN/m3。

3.6.3 后背墻的受力寬度

后背放置橫豎四排道木，道木前放2 cm×150 cm×150 cm鋼板。

3.6.4 后背墻土層厚度

式中：L——沿后背受力方向的長度 （m）；B——后背受力寬度 （m）；R——管堵傳遞給后背土的力 （ kN）；Lr——附加安全長度 （m），沙土取2，亞沙土取1，黏土、壓黏土為0。

3.6.5 進水管路、排氣孔及排水孔設計

壓力試驗管道兩端設盤承和盤插分別和堵板盤接。兩個堵板最下部一側設進排水管道，直徑為Φ100 mm，一個堵板最上部一側安裝12.5 mm管道引至高處于地面平，安裝閥門和壓力表。另一端堵板最上部一側設12.5 mm管道引至地面平分兩路，一路安排氣閥，另一路安閥門和壓力表。

3.6.6 鎖定承盤承插

為防水打壓過程中后背墻位移，導致承盤承插脫落，分別在承盤及承插端加用兩個5噸重的手拉葫蘆，將承盤承插固定在管道上。

3.6.7 注水排氣

從管道低處向管內緩慢注水時，先打開另一端管頂排氣閥，將管道內氣體排空 （當充水至排出的水流中不帶氣泡，水流連續，即可關閉排氣閥停止沖水） 以免使管道發生水錘現象，對管道造成損壞。

3.6.8 水壓試驗注意事項

管道試壓合格后，立即排水解除管道內水壓力，再撤除試壓后背、短管，封閉管線。試壓完成后，打開排氣閥放水降壓。管線的卸壓要緩慢進行，卸壓速率不大于0.1 MPa/min。有連續打壓，水源可連續使用。管道排水結束后，封堵管道口后，可以進行管道上方土方回填。雨季施工應搭設雨棚，防止后背墻被水浸泡，降低其承受荷載的能力。

4 結語

本施工工藝機械化程度高，勞動強度低，可按工序進行流水作業同時可多點施工，項目于2017年11月進行管道安裝，工序嫻熟的情況下每天可完成200 m管道安裝，目前累計完成9.7 km管道安裝，均驗收合格。