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1工程概况
作为落实云南省委、省政府现代新昆明战略的重要内容、改善和提升主城功能、拓展城市发展空间的重要措施。2006年12月呈贡新区给水工程建设在昆明自来水集团有限公司投资和组织下进入实施阶段。由于呈贡新区现状供水能力仅为0.7万M3/天，远远不能满足新区建设和发展的需求，昆明自来水集团拟顺着彩云路（昆明老城区与呈贡新区的重要通道）敷设一根口径为DN1000MM至DN800MM的供水主输水管，满足呈贡新区的用水需求。彩云路作为一条2006年新修建的新区主干道，专门为强电、弱电、自来水、中水四种综合管道设计了一条内部标准断面尺寸为2.3米×4米的综合管沟。该综合管沟为全封闭混凝土现浇结构，每隔200米设置有投料口、通风口。在2.3米高、4米宽的起伏空间内（综合管沟内还因为避让河道、桥面设置了很多下沉段、转弯段）安装口径为1米，长度为6米的管道，无疑是一项相当困难的工作。而如何在混凝土浇灌的综合管沟内固定大口径自来水管道、确保自来水管道的运行安全则是实施过程中需要重点考虑和解决的关键技术问题。下面就是介绍在本次工程实施过程中遇到的关键问题和解决措施。
2管材使用的选择分析
工程伊始，首先需要讨论的是在综合管沟内安装的自来水管道，必须是一种高品质的管材，对保证供水管线系统长期的经济运行有着十分重要的意义。管线系统在运行中会发生诸多因素的变化，如水压变化、水量变化、承受负荷变化、地基条件变化等因素。在封闭的、电力电缆、电信电缆密布综合管沟内，万一出现爆管或漏水，后果是灾难性的。
昆明百年的供水历史中，使用过的管材有铸铁管、镀锌管、预应力混凝土管、玻璃钢夹沙管、钢管、PE管、球墨铸铁管等等。离心球墨铸铁管最终以其优越的机械性能、柔性的接口形式以及长期的使用寿命在诸多供水管材中脱颖而出。在《城市供水行业二○○○年技术进步发展规划》中就明确指出：“球墨铸铁管是理想的管材”。在本项工程的实施中，亦得到证实：
在混凝土综合管沟内，环境是相对封闭的，并且相对潮湿。但是传统埋地的自来水管在综合管沟内却是裸露的，它在承受潮湿空气腐蚀的同时，还受到其他管线施工时的外力损害威胁、管道自身水压、水量变化产生的水锤现象威胁等各种问题。球墨铸铁管的优势开始显现：（1）管壁因材料本身的机械性能得到了较好的改善，具有铁的性能、钢的本质，在施工和运行过程中基本的外力碰撞不容易造成损伤；（2）其喷锌工艺及水泥内衬使得管道的防腐效果具有决定性的意义，也是管道使用寿命强有力的保证，现在近四年的实践证明，固定管身的钢支架的不锈钢螺栓都出现了一定程度的锈蚀，但球墨铸铁管毫发无伤；（3）由于综合管沟还有很多的下沉段、转弯段，管道的转角部位采用了钢管，这些钢管非标配件虽然涂刷了防腐漆，但在潮湿的环境内，还是开始发生锈蚀。（4）目前、这条管道的工作压力一直保持在0.85Mpa，若是其他传统管材，裸露着长期在如此高的工作压力下运行，很难保证不发生问题，但球墨铸铁管做到了。历时四年、这条综合管沟内的球墨铸铁管经历了调试、运行、提高工作压力、停水接点、恢复供水等很多次考验，没有发生任何泄漏问题。
3重点解决的关键技术问题—管道的固定问题
传统自来水管道一般埋设在地下，安装时不考虑管材质量的话，只需要注意管溝基础、管腔两侧及上部回填土密实度、覆土厚度，在转角处、试压顶背处加设支墩即可基本保证管道的运行安全。而在综合管沟内，自来水管道的安装和运行都处在裸露的状态，经济、合理、有效的固定自来水管道是首先要解决的技术问题。
3.1管道支撑选择
我们的通用固定支撑考虑首先是把管道自重力直接传递给混凝土底板，只有在管道有坡度、转角或管道满水和空管切换的情况下，才需要考虑抱箍和锚栓承受抗拉和抗剪的力。
满水情况下管体总重量：
DN1000MM（6米长）：7.3吨DN800MM（6米长）：4.9吨
根据以上数据，最后确定的管道支架采用每根管道设置一个E24-2 HEB工字钢支撑，其弹性极限为240 Mpa，允许极限为180Mpa。固定支架抱箍的螺栓为M20，弹性极限410Mpa，允许极限3/4×410=307Mpa。在一些转弯和下沉的特殊位置以及钢三通位置还对每一个支架做了薇调，或增加钢支架，确保综合管沟内管道的固定万无一失。
3.2化学锚栓的数量和型号的确定
综合管沟的建设单位还提出，自来水管道的安装不允许破坏综合管沟的现有底板混凝土。考虑到综合管沟的空间，施工周期、施工费用等原因，我们最后采用重型强度化学锚栓实现支撑与综合管沟底板的锚固。由锚栓来把管道的水平推力传导给综合管沟的混凝土底板。
根据喜利得化学锚栓计算书，重型锚栓HVU化学粘结剂配合HAS螺杆，型号为M20的锚栓，其单个抗拉强度为5.15吨， 抗剪强度为5.4吨，最小间距340MM。
故：我们确定DN1000管，需要22个重型化学粘着锚栓M20，以及长3.6米，宽1米，厚20MM的钢板来做钢架的整合底板；
DN800管，需要14个重型化学粘着锚栓M20，以及长2.24米，宽0.8米，厚20MM的钢板来做钢架的整合底板；
以下是一些相关数据验算：
管道试验水压（最大压强）为1.3Mpa，即管道最大水平推力：
DN1000MM：13×（π×1002/4）=102.1吨
DN800MM：13×（π×802/4）=65.35吨
高强化学锚栓M20抗剪力验算：
DN1000管 V=102.1/22=4.641t<5.4t 合格
DN800管 V=65.35/14=4.668t<5.4t 合格
焊接点验算：
DN1000管 焊缝总长度2847MM，焊缝高度为6MM
焊缝所受剪力=1021000/（6×2847）=59.8Mpa
0.7××59.8=72.5 Mpa<180 Mpa合格
DN800管焊缝总长度2038MM，焊缝高度为5MM
焊缝所受剪力=653500/（5×2038）=64.1Mpa
0.7××64.1=77.7 Mpa<180 Mpa合格
最后值得一提的是，经过科学的计算，传统每根管道设置两个支架优化为每根管道仅设置一个管道支架，这不仅节约了40%的工字钢架、钢板、螺栓、化学锚栓，减少了工程造价，还节约了大量的工作时间。
4安全保护措施
在综合管沟内施工，管道、支架运输、管道安装等工作只能依靠人力来完成。针对本工程的实际情况，我们还采取了大量的安全保护措施。
4.1通风措施
本工程化学锚栓打孔时、有大量粉尘产生；焊接和切割钢支架时，有毒气体大量产生，对施工人员造成一定威胁。施工前，采用大风量鼓风机进行通风，保障管沟内空气流量。通风风速按0.8M/S计算。施工过程中也必须保证定时送风。
4.2施工现场防火、防爆措施
为避免施工期间发生意外，施工时不允许明火照明，工作人员严禁在综合管沟内吸烟。在焊接切割时，必须使用冷水降温，降低切割金属产生的火花、热量。
5结束语
在综合管沟内实施大口径自来水管道的安装，除了管道材料选择正确外，确保管道施工安全、运行安全才是项目成功的关键。通过近四年的运行，昆明呈贡新区彩云路综合管沟内的这根管道经历了多次考验，证明了在综合管沟内安装大口径自来水管道是可行的，有一定的推广价值。
作为落实云南省委、省政府现代新昆明战略的重要内容、改善和提升主城功能、拓展城市发展空间的重要措施。2006年12月呈贡新区给水工程建设在昆明自来水集团有限公司投资和组织下进入实施阶段。由于呈贡新区现状供水能力仅为0.7万M3/天，远远不能满足新区建设和发展的需求，昆明自来水集团拟顺着彩云路（昆明老城区与呈贡新区的重要通道）敷设一根口径为DN1000MM至DN800MM的供水主输水管，满足呈贡新区的用水需求。彩云路作为一条2006年新修建的新区主干道，专门为强电、弱电、自来水、中水四种综合管道设计了一条内部标准断面尺寸为2.3米×4米的综合管沟。该综合管沟为全封闭混凝土现浇结构，每隔200米设置有投料口、通风口。在2.3米高、4米宽的起伏空间内（综合管沟内还因为避让河道、桥面设置了很多下沉段、转弯段）安装口径为1米，长度为6米的管道，无疑是一项相当困难的工作。而如何在混凝土浇灌的综合管沟内固定大口径自来水管道、确保自来水管道的运行安全则是实施过程中需要重点考虑和解决的关键技术问题。下面就是介绍在本次工程实施过程中遇到的关键问题和解决措施。
2管材使用的选择分析
工程伊始，首先需要讨论的是在综合管沟内安装的自来水管道，必须是一种高品质的管材，对保证供水管线系统长期的经济运行有着十分重要的意义。管线系统在运行中会发生诸多因素的变化，如水压变化、水量变化、承受负荷变化、地基条件变化等因素。在封闭的、电力电缆、电信电缆密布综合管沟内，万一出现爆管或漏水，后果是灾难性的。
昆明百年的供水历史中，使用过的管材有铸铁管、镀锌管、预应力混凝土管、玻璃钢夹沙管、钢管、PE管、球墨铸铁管等等。离心球墨铸铁管最终以其优越的机械性能、柔性的接口形式以及长期的使用寿命在诸多供水管材中脱颖而出。在《城市供水行业二○○○年技术进步发展规划》中就明确指出：“球墨铸铁管是理想的管材”。在本项工程的实施中，亦得到证实：
在混凝土综合管沟内，环境是相对封闭的，并且相对潮湿。但是传统埋地的自来水管在综合管沟内却是裸露的，它在承受潮湿空气腐蚀的同时，还受到其他管线施工时的外力损害威胁、管道自身水压、水量变化产生的水锤现象威胁等各种问题。球墨铸铁管的优势开始显现：（1）管壁因材料本身的机械性能得到了较好的改善，具有铁的性能、钢的本质，在施工和运行过程中基本的外力碰撞不容易造成损伤；（2）其喷锌工艺及水泥内衬使得管道的防腐效果具有决定性的意义，也是管道使用寿命强有力的保证，现在近四年的实践证明，固定管身的钢支架的不锈钢螺栓都出现了一定程度的锈蚀，但球墨铸铁管毫发无伤；（3）由于综合管沟还有很多的下沉段、转弯段，管道的转角部位采用了钢管，这些钢管非标配件虽然涂刷了防腐漆，但在潮湿的环境内，还是开始发生锈蚀。（4）目前、这条管道的工作压力一直保持在0.85Mpa，若是其他传统管材，裸露着长期在如此高的工作压力下运行，很难保证不发生问题，但球墨铸铁管做到了。历时四年、这条综合管沟内的球墨铸铁管经历了调试、运行、提高工作压力、停水接点、恢复供水等很多次考验，没有发生任何泄漏问题。
3重点解决的关键技术问题—管道的固定问题
传统自来水管道一般埋设在地下，安装时不考虑管材质量的话，只需要注意管溝基础、管腔两侧及上部回填土密实度、覆土厚度，在转角处、试压顶背处加设支墩即可基本保证管道的运行安全。而在综合管沟内，自来水管道的安装和运行都处在裸露的状态，经济、合理、有效的固定自来水管道是首先要解决的技术问题。
3.1管道支撑选择
我们的通用固定支撑考虑首先是把管道自重力直接传递给混凝土底板，只有在管道有坡度、转角或管道满水和空管切换的情况下，才需要考虑抱箍和锚栓承受抗拉和抗剪的力。
满水情况下管体总重量：
DN1000MM（6米长）：7.3吨DN800MM（6米长）：4.9吨
根据以上数据，最后确定的管道支架采用每根管道设置一个E24-2 HEB工字钢支撑，其弹性极限为240 Mpa，允许极限为180Mpa。固定支架抱箍的螺栓为M20，弹性极限410Mpa，允许极限3/4×410=307Mpa。在一些转弯和下沉的特殊位置以及钢三通位置还对每一个支架做了薇调，或增加钢支架，确保综合管沟内管道的固定万无一失。
3.2化学锚栓的数量和型号的确定
综合管沟的建设单位还提出，自来水管道的安装不允许破坏综合管沟的现有底板混凝土。考虑到综合管沟的空间，施工周期、施工费用等原因，我们最后采用重型强度化学锚栓实现支撑与综合管沟底板的锚固。由锚栓来把管道的水平推力传导给综合管沟的混凝土底板。
根据喜利得化学锚栓计算书，重型锚栓HVU化学粘结剂配合HAS螺杆，型号为M20的锚栓，其单个抗拉强度为5.15吨， 抗剪强度为5.4吨，最小间距340MM。
故：我们确定DN1000管，需要22个重型化学粘着锚栓M20，以及长3.6米，宽1米，厚20MM的钢板来做钢架的整合底板；
DN800管，需要14个重型化学粘着锚栓M20，以及长2.24米，宽0.8米，厚20MM的钢板来做钢架的整合底板；
以下是一些相关数据验算：
管道试验水压（最大压强）为1.3Mpa，即管道最大水平推力：
DN1000MM：13×（π×1002/4）=102.1吨
DN800MM：13×（π×802/4）=65.35吨
高强化学锚栓M20抗剪力验算：
DN1000管 V=102.1/22=4.641t<5.4t 合格
DN800管 V=65.35/14=4.668t<5.4t 合格
焊接点验算：
DN1000管 焊缝总长度2847MM，焊缝高度为6MM
焊缝所受剪力=1021000/（6×2847）=59.8Mpa
0.7××59.8=72.5 Mpa<180 Mpa合格
DN800管焊缝总长度2038MM，焊缝高度为5MM
焊缝所受剪力=653500/（5×2038）=64.1Mpa
0.7××64.1=77.7 Mpa<180 Mpa合格
最后值得一提的是，经过科学的计算，传统每根管道设置两个支架优化为每根管道仅设置一个管道支架，这不仅节约了40%的工字钢架、钢板、螺栓、化学锚栓，减少了工程造价，还节约了大量的工作时间。
4安全保护措施
在综合管沟内施工，管道、支架运输、管道安装等工作只能依靠人力来完成。针对本工程的实际情况，我们还采取了大量的安全保护措施。
4.1通风措施
本工程化学锚栓打孔时、有大量粉尘产生；焊接和切割钢支架时，有毒气体大量产生，对施工人员造成一定威胁。施工前，采用大风量鼓风机进行通风，保障管沟内空气流量。通风风速按0.8M/S计算。施工过程中也必须保证定时送风。
4.2施工现场防火、防爆措施
为避免施工期间发生意外，施工时不允许明火照明，工作人员严禁在综合管沟内吸烟。在焊接切割时，必须使用冷水降温，降低切割金属产生的火花、热量。
5结束语
在综合管沟内实施大口径自来水管道的安装，除了管道材料选择正确外，确保管道施工安全、运行安全才是项目成功的关键。通过近四年的运行，昆明呈贡新区彩云路综合管沟内的这根管道经历了多次考验，证明了在综合管沟内安装大口径自来水管道是可行的，有一定的推广价值。