论文部分内容阅读
摘要：经近几年的改革和发展，乐亭新区经济基础雄厚，区位优势明显，发展空间广阔。该区项目聚集，产业集中，形成了精品钢铁、装备制造、煤化工、临港物流、滨海旅游、现代农业等六大新型产业体系，具有较强的发展优势。随着乐亭新区社会经济发展和人口规模的增加，供水面临严重不足，已成为制约该区域发展的主要因素，因此供水工程建设势在必行。
关键词：乐亭新区；供水管道；施工技术
引言：乐亭工业区、海港开发区内没有可用的地表水资源，浅层地下水为矿化度较高的咸水，且储藏量小，深层地下水水质较差、储藏量小，无开采价值，因此当地水资源供给严重不足，选择自滦河下游灌区岩山渠首进水闸（滦县境内）取水，埋设双路供水管线引水至乐亭新区，全长大约60 km。本文对乐亭新区供水工程实施过程中管道技术应用进行探讨。
1、供水线路选择及管线布置
根据《室外给水设计规范》GB50013—2006规定：“输水干管一般不少于两条，当有安全贮水池或其它安全供水措施时，也可修建一条输水干管。事故水量不少于设计水量的70%。”乐亭新区（乐亭工业区、海港开发区）规划中工业用水无其它供水水源，故本工程采用两条输水管道输水，其中最上游10km，距离滦河主槽较近，冲刷深度较大，采用直径1400mm的钢管，之后50km除穿堤、穿路和穿河工程采用直径1400mm的钢管外，均采用直径1400mm预应力钢筋混凝土管。
唐山市乐亭新区（乐亭工业区、海港开发区）供水工程管线，基本沿滦河右堤内侧滩地布置，总长约60km，自岩山渠首进水闸下180m滦下总干渠左岸引水口起，穿越滦河大堤，沿滦河右堤内侧滩地至滦南县党校，滦南县党校至汀流河镇走滩地，汀流河镇至水厂（海田水库）尽量避开村庄及线路顺直。
2、输水管材选择
目前，适于本工程输水管线的管材有钢管、预应力混凝土管、钢套筒管（PCCP管）、球墨铸铁管以及玻璃钢夹砂管。
钢管的优点是适应性强，在抗弯、抗压、韧性、耐冲击和耐震动等方面有很大优势，承受内压高、材质较轻，加工使用灵活方便，在有特殊要求地段（过河过路等）使用更适宜。缺点是抗腐蚀性能较差，需做内外防腐，价格高。
球墨铸铁管是50年代发展起来的管材，它具有较高的强度和延伸率，其机械性能可以和钢管媲美，承受内压高且耐腐蚀，供水安全可靠。其接口形式为柔性承插口连接，施工方便，对地基沉降适应性较好，有一定的抵御地震的能力。近年来随着国内球墨铸铁管生产工艺的日趋成熟及产品的增加，球墨铸铁管在市政输配水管道上采用已相当普遍。
预应力混凝土管按生产工艺分成两种，一种因加工工艺分为三步，通常称为三阶段预应力混凝土管；另一种方法是一次成型，通常称为一阶段管。预应力混凝土管因加工工艺简单、造价低、较适合我国的经济状况而应用普遍。
预应力钢筒混凝土管PCCP，这是一种钢筒与混凝土制作的复合管，管心为混凝土，在其外壁或中部埋入厚1.5mm钢筒，在管芯上缠绕环向预应力，采用机械张拉缠绕高強钢丝，并在其外部喷水泥砂浆保护层。该管的特点是由于钢套筒的作用，抗渗能力非常好.管子的接口采用钢制承插口，尺寸较准确，并设橡胶止水圈（单胶圈或双胶圈），因而止水效果好，安装方便。预应力钢筒混凝土管能承受较大的内压和外压，造价高于普通的预应力混凝土管。
玻璃纤维增强热固树脂夹砂管（玻璃钢管）的特点是强度较高，重量轻，耐腐蚀，不结垢，内壁光滑阻力小，在相同管径、相同流量条件下比其他材质管道水头损失小、节省能耗。玻璃钢管的连接也采用承插式，并设置胶圈，安装很方便。但玻璃钢管质脆，抗冲击性和抗压性较差，容易损坏，且易长粘膜。
3、管径选择
根据所确定的输水方式和输水线路，综合输水安全性和管材选择，选择以下几种管径进行比较。不同管径的技术经济比较见表3—1。
由上表看出，对于管径为DN1200的方案，泵站扬程高，装机容量大，运行费用高，同时管道内压大，运行风险大。管径为DN1600～2000的3种管径方案扬程较低，管径较大，管子一次性投资较大。综合考虑泵站、管线的布置及运行方式，岩山渠首至乐亭新区输水选用2×DN1400方案。
4、管道敷设施工
1）管道沿线冻土深度约为0.62m，沿线地下水水位较高，根据管道保护、冲刷、最大冻土深及满足耕作等要求，确定管道最小埋设深度为1.0～1.5m，双管之间净距1.2m。
2）输水干管全长约60km，沿线系滦河冲击平原和海相沉积平原，地势平坦开阔，地形平缓。地层主要由第系海相沉积粘性土、粉土及砂土组成，软塑-流塑状态，高压缩性，为防止地基沉降不均匀，管底铺设30cm厚的中粗砂垫层。
3）埋地钢管外壁采用环氧煤沥青加强防腐，钢管内壁防腐采用白陶瓷。预应力钢筋混凝土管在沿海高速公路以北不需做防腐，以南为滨海平原地带，地下水位较高，含盐量较大，外壁采用环氧煤沥青防腐。
4）管道施工的主要程序为管沟开挖、钢管焊接安装、管道试压、回填等。
管道沟开挖完成后，进行管道安装施工。钢管安装预先在两根钢管焊接接头处挖好焊接坑，以保证钢管底部的焊接质量。管沟内安装完毕后应对焊接头及局部损坏的防腐层进行补强防腐。管道安装应分段进行试压检验，分段长度约200～500m，试压并验收合格后回填。管道安装应避开冬季施工。
管道安装合格并防腐完成后进行沟槽土料回填，回填过程中管道的三角区范围内采取人工作业，其他部位采用机械，每30cm一层进行夯实。管顶以上土方回填由推土机填土。
5、软弱地基处理
根据地质勘测报告，管道基底构造属于新华夏凹陷，基岩埋深达800～1000m，其上部为滦河及渤海沉积的巨厚的中生代和新生代地层。土壤属盐碱质，地层由上到下为粘土、亚粘土、轻亚粘土组成。局部穿越河床地带，基础软弱，采用振冲碎石桩处理。振冲碎石桩是指采用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，再将砂或碎石挤压入已成的孔中，形成大直径的砂石所构成的密实桩体。
6、结语
随着公共基础建设如火如荼地进行，供水管道技术在供水系统工程建设中使用的越来越多、越来越频繁，传统施工过程中的种种缺陷和隐患也会随之克服，各项新技术也会不断完善并充分发挥自身的优点，为供水系统提供更可靠的保障。
关键词：乐亭新区；供水管道；施工技术
引言：乐亭工业区、海港开发区内没有可用的地表水资源，浅层地下水为矿化度较高的咸水，且储藏量小，深层地下水水质较差、储藏量小，无开采价值，因此当地水资源供给严重不足，选择自滦河下游灌区岩山渠首进水闸（滦县境内）取水，埋设双路供水管线引水至乐亭新区，全长大约60 km。本文对乐亭新区供水工程实施过程中管道技术应用进行探讨。
1、供水线路选择及管线布置
根据《室外给水设计规范》GB50013—2006规定：“输水干管一般不少于两条，当有安全贮水池或其它安全供水措施时，也可修建一条输水干管。事故水量不少于设计水量的70%。”乐亭新区（乐亭工业区、海港开发区）规划中工业用水无其它供水水源，故本工程采用两条输水管道输水，其中最上游10km，距离滦河主槽较近，冲刷深度较大，采用直径1400mm的钢管，之后50km除穿堤、穿路和穿河工程采用直径1400mm的钢管外，均采用直径1400mm预应力钢筋混凝土管。
唐山市乐亭新区（乐亭工业区、海港开发区）供水工程管线，基本沿滦河右堤内侧滩地布置，总长约60km，自岩山渠首进水闸下180m滦下总干渠左岸引水口起，穿越滦河大堤，沿滦河右堤内侧滩地至滦南县党校，滦南县党校至汀流河镇走滩地，汀流河镇至水厂（海田水库）尽量避开村庄及线路顺直。
2、输水管材选择
目前，适于本工程输水管线的管材有钢管、预应力混凝土管、钢套筒管（PCCP管）、球墨铸铁管以及玻璃钢夹砂管。
钢管的优点是适应性强，在抗弯、抗压、韧性、耐冲击和耐震动等方面有很大优势，承受内压高、材质较轻，加工使用灵活方便，在有特殊要求地段（过河过路等）使用更适宜。缺点是抗腐蚀性能较差，需做内外防腐，价格高。
球墨铸铁管是50年代发展起来的管材，它具有较高的强度和延伸率，其机械性能可以和钢管媲美，承受内压高且耐腐蚀，供水安全可靠。其接口形式为柔性承插口连接，施工方便，对地基沉降适应性较好，有一定的抵御地震的能力。近年来随着国内球墨铸铁管生产工艺的日趋成熟及产品的增加，球墨铸铁管在市政输配水管道上采用已相当普遍。
预应力混凝土管按生产工艺分成两种，一种因加工工艺分为三步，通常称为三阶段预应力混凝土管；另一种方法是一次成型，通常称为一阶段管。预应力混凝土管因加工工艺简单、造价低、较适合我国的经济状况而应用普遍。
预应力钢筒混凝土管PCCP，这是一种钢筒与混凝土制作的复合管，管心为混凝土，在其外壁或中部埋入厚1.5mm钢筒，在管芯上缠绕环向预应力，采用机械张拉缠绕高強钢丝，并在其外部喷水泥砂浆保护层。该管的特点是由于钢套筒的作用，抗渗能力非常好.管子的接口采用钢制承插口，尺寸较准确，并设橡胶止水圈（单胶圈或双胶圈），因而止水效果好，安装方便。预应力钢筒混凝土管能承受较大的内压和外压，造价高于普通的预应力混凝土管。
玻璃纤维增强热固树脂夹砂管（玻璃钢管）的特点是强度较高，重量轻，耐腐蚀，不结垢，内壁光滑阻力小，在相同管径、相同流量条件下比其他材质管道水头损失小、节省能耗。玻璃钢管的连接也采用承插式，并设置胶圈，安装很方便。但玻璃钢管质脆，抗冲击性和抗压性较差，容易损坏，且易长粘膜。
3、管径选择
根据所确定的输水方式和输水线路，综合输水安全性和管材选择，选择以下几种管径进行比较。不同管径的技术经济比较见表3—1。
由上表看出，对于管径为DN1200的方案，泵站扬程高，装机容量大，运行费用高，同时管道内压大，运行风险大。管径为DN1600～2000的3种管径方案扬程较低，管径较大，管子一次性投资较大。综合考虑泵站、管线的布置及运行方式，岩山渠首至乐亭新区输水选用2×DN1400方案。
4、管道敷设施工
1）管道沿线冻土深度约为0.62m，沿线地下水水位较高，根据管道保护、冲刷、最大冻土深及满足耕作等要求，确定管道最小埋设深度为1.0～1.5m，双管之间净距1.2m。
2）输水干管全长约60km，沿线系滦河冲击平原和海相沉积平原，地势平坦开阔，地形平缓。地层主要由第系海相沉积粘性土、粉土及砂土组成，软塑-流塑状态，高压缩性，为防止地基沉降不均匀，管底铺设30cm厚的中粗砂垫层。
3）埋地钢管外壁采用环氧煤沥青加强防腐，钢管内壁防腐采用白陶瓷。预应力钢筋混凝土管在沿海高速公路以北不需做防腐，以南为滨海平原地带，地下水位较高，含盐量较大，外壁采用环氧煤沥青防腐。
4）管道施工的主要程序为管沟开挖、钢管焊接安装、管道试压、回填等。
管道沟开挖完成后，进行管道安装施工。钢管安装预先在两根钢管焊接接头处挖好焊接坑，以保证钢管底部的焊接质量。管沟内安装完毕后应对焊接头及局部损坏的防腐层进行补强防腐。管道安装应分段进行试压检验，分段长度约200～500m，试压并验收合格后回填。管道安装应避开冬季施工。
管道安装合格并防腐完成后进行沟槽土料回填，回填过程中管道的三角区范围内采取人工作业，其他部位采用机械，每30cm一层进行夯实。管顶以上土方回填由推土机填土。
5、软弱地基处理
根据地质勘测报告，管道基底构造属于新华夏凹陷，基岩埋深达800～1000m，其上部为滦河及渤海沉积的巨厚的中生代和新生代地层。土壤属盐碱质，地层由上到下为粘土、亚粘土、轻亚粘土组成。局部穿越河床地带，基础软弱，采用振冲碎石桩处理。振冲碎石桩是指采用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，再将砂或碎石挤压入已成的孔中，形成大直径的砂石所构成的密实桩体。
6、结语
随着公共基础建设如火如荼地进行，供水管道技术在供水系统工程建设中使用的越来越多、越来越频繁，传统施工过程中的种种缺陷和隐患也会随之克服，各项新技术也会不断完善并充分发挥自身的优点，为供水系统提供更可靠的保障。