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摘要:文章以農(nóng)村飲水工程連通配套項(xiàng)目為例,闡述地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)管道安裝工程地質(zhì)的復(fù)雜性,并結(jié)合不同地質(zhì)條件與水壓確定最安全、實(shí)用的工程管道定線與管材選擇方案,重點(diǎn)就其中管道施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞:復(fù)雜地質(zhì);農(nóng)村飲水工程;管道施工;技術(shù)
1工程地質(zhì)概況
某工程地勢總體呈現(xiàn)南高北低,管線途經(jīng)多種地貌單元。河谷兩側(cè)地勢落差較大,呈3級階地分布。Ⅰ級分布面積較小,呈透鏡體狀;Ⅱ級階地高于河床,地層以上為壤土礫石層、第3系和白堊系為主;Ⅲ級為基座階地,主要分布在河床,基巖斷續(xù)出露。工程設(shè)計(jì)與施工中,需在工程定線、管材選擇及施工等方面設(shè)計(jì)有效的方案,保證工程建設(shè)運(yùn)行的長效性。
2工程定線與管材選擇分析
2.1工程定線
結(jié)合該工程地質(zhì)條件,確定工程定線原則為5個方面。(1)盡可能避開地下水位高的地段,降低地下水對施工建設(shè)與構(gòu)筑物安全造成的影響。(2)丘陵平緩帶,沿山脊布置,以水平方向布置直線為優(yōu)先選擇,最大程度地降低管線長度與水頭損失。(3)繞開地形突變段、地質(zhì)不良段。(4)減少工程填方段。工程僅在一V字形河庫段正交布置1條。(5)盡可能避開墳地、住所、寺廟等建筑場所,降低征地費(fèi)用成本。
2.2管材選擇
連通配套項(xiàng)目選擇使用的管道材料有3種,分別為鋼管、球墨鑄鐵管和PVC-M管。(1)鋼管。管道線路穿過4條主要溝道,靜水壓力普遍較高,最大值可達(dá)到407.3m,為該地區(qū)壓力最大的飲水工程。同時,由于4條主要溝道巖性不一,巖性差別大,承載力普遍較差,且都存在地表長流水。設(shè)計(jì)此區(qū)域連通配套管道,應(yīng)選擇壓力鋼管。管道連接采用剛性對接方式,并用鋼墊進(jìn)行密封處理。(2)球墨鑄鐵管。球墨鑄鐵管兼顧了鐵管、鋼管的優(yōu)點(diǎn),具有良好的抗腐蝕性、延展性和密封性。設(shè)計(jì)在水壓1.6~3.5MPa的線段,采用球墨鑄鐵管。但需根據(jù)地形與地質(zhì)條件的不同,調(diào)整管道型號。在軟土地基、填方地段及安裝坡度超過25°的線段,可能出現(xiàn)地基沉降現(xiàn)象,影響地基對管道的承載作用,進(jìn)而引發(fā)管道的不均勻變形。此區(qū)域設(shè)計(jì)應(yīng)選擇自錨球墨鑄鐵管道,避免管道懸空而出現(xiàn)變形,保證管道通水的安全。其他線段應(yīng)采用T型接口球墨鑄鐵管。(3)PVC-M管。PVC-M管最高壓力等級為1.6MPa。但要求其基礎(chǔ)承載結(jié)構(gòu)合理,不允許出現(xiàn)承載力分布不均的情況。工程大部分管道地區(qū)位于黃土區(qū)域,黃土層厚度較大,可為管道提供均勻的承載力,適合采用PVC-M管。
3管道施工關(guān)鍵技術(shù)
3.1調(diào)蓄池引水管外側(cè)封堵
工程調(diào)蓄池容量較大,引水管外側(cè)需采取有效的封堵技術(shù)。調(diào)蓄池修建于山頂,四周為山谷,地基巖層以黃土主;調(diào)蓄池?cái)嗝嫘螤顬樘菪危?guī)格為長108m×深7m×口寬68m。調(diào)蓄池引水管材料為球墨鑄鐵管,直徑Φ40cm,長度為38m。引水管從調(diào)蓄池底側(cè)壁位置引出,上部回填土仍采用原溝道開挖土。如引水管外側(cè)采用傳統(tǒng)封堵技術(shù),勢必存在回填土密實(shí)度不達(dá)標(biāo)的情況,進(jìn)而出現(xiàn)滲漏出水現(xiàn)象,給工程引水安全造成威脅。針對這一情況,工程設(shè)計(jì)應(yīng)采用“紅膠泥”等類似不透水土代替“三七”灰土,作為引水管周圍的填土,以增加管道填土的封堵效果?!凹t膠泥”取材后,需經(jīng)過加工處理,采用浸泡、搗碎、踩踏等措施,并將土粉碎。施工中,應(yīng)分層搗實(shí),分層厚度控制在200mm,可視膠著物的不同,進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。同時,引水管道應(yīng)分段焊接。通過這種方式,增加管道的滲徑,以防管道在外部土作用下,產(chǎn)生推剪破壞。
3.2河道段管道安裝
該線段管線施工時,溝槽開挖成型困難,地下水會涌入溝槽,并在管道安裝時,進(jìn)入管道內(nèi),對安全飲水造成污染。因此,應(yīng)在溝槽開挖前,于一側(cè)挖設(shè)1條排水坑,排水坑與溝槽間距控制在2m以上,不能對溝槽成型與管道安裝施工造成影響。排水坑內(nèi),污水可通過水泵進(jìn)行抽排,水泵規(guī)格參數(shù)應(yīng)與坑內(nèi)水量相適應(yīng)。當(dāng)管槽經(jīng)過巖石出露地段,為避免巖石尖凸部與管道接觸,并在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中,進(jìn)而對管壁造成破壞的情況出現(xiàn),可在其間布置1層沙礫石墊層,厚度控制在100mm,要求墊層顆粒配級均勻,且最大粒徑不超過2cm。
3.3T型接口球墨鑄鐵管安裝
接口安裝是球墨鑄鐵管施工的重要內(nèi)容。安裝前,要確保承接口的清潔,用潤滑劑對密封圈內(nèi)表面與槽口端部進(jìn)行處理,避免潤滑劑流入管槽。密封橡膠圈放入槽內(nèi)之間,事先進(jìn)行彎曲處理,呈“十”或“8”字形,能夠提供一定的徑向應(yīng)力,保證密封圈與管槽的緊密結(jié)合。管道安裝以葫蘆、導(dǎo)鏈并結(jié)合人工調(diào)整為主,避免大型機(jī)械施工出現(xiàn)接口滲漏。若管口軸線坡度超過8°,則管道承接口方向需朝向山頂高處,山溝兩側(cè)管道可采用雙承彎頭進(jìn)行承口方向的調(diào)整。
3.4鎮(zhèn)墩布設(shè)
作為管線重要的支撐節(jié)點(diǎn),鎮(zhèn)墩對于整個管道的安全有著重要的影響。工程對鎮(zhèn)墩建設(shè)技術(shù)并沒有特殊要求,但因農(nóng)村安全飲水工程管道線路長,沿途地勢起伏變化較大,在鎮(zhèn)墩布設(shè)方面需嚴(yán)加注意。在地質(zhì)突變和地形起伏較大的位置,需注意鎮(zhèn)墩的布設(shè)。鎮(zhèn)墩規(guī)格應(yīng)根據(jù)地質(zhì)與水壓的不同而適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行鎮(zhèn)墩建設(shè),不可肆意裁剪鎮(zhèn)墩數(shù)量。工程北方部分地區(qū)地下水位較高,鎮(zhèn)墩部分會浸在地下水中,由于水質(zhì)中酸性物質(zhì)含量較高,會腐蝕鎮(zhèn)墩建筑物,因此,鎮(zhèn)墩水泥材料選擇應(yīng)注重抗硫性,且做好其他方面的抗腐措施。管道安裝轉(zhuǎn)角以管道允許值作為參考標(biāo)準(zhǔn)。球墨鑄鐵管和PVC-M管的允許安裝轉(zhuǎn)角分別為3°和4°;鋼管采用剛性連接的方式。對于管線安裝角度較大的位置,應(yīng)用彎頭進(jìn)行過渡。在平順過渡段,不論何種管材都必須布設(shè)相應(yīng)數(shù)量和規(guī)格的鎮(zhèn)墩。
4結(jié)語
農(nóng)村飲水安全工程管道安裝施工設(shè)計(jì)點(diǎn)多、面廣、線路長、地質(zhì)條件變化較大。因此,很難以1種管線設(shè)計(jì)方案來確保整個飲水工程的經(jīng)濟(jì)與實(shí)用,需要結(jié)合管道水壓和地質(zhì)條件的不同,調(diào)整管材及其壓力等級,且需要通過對應(yīng)的施工技術(shù),保障管線的安全運(yùn)行。該飲水工程建設(shè)應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)、地形條件,設(shè)計(jì)采用較為新穎的施工技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
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作者:馬會玉 單位:山東省鄒平縣韓店鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府
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榮譽(yù):中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CJFD)
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