山区农村安全饮水工程管道设计施工技术_精品文档.doc

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山区农村安全饮水工程管道设计施工技术

作者：

董醇良（江西省德兴市水利局，334200）

【摘要】德兴市安全饮水工程从2005年开始，至2009年基本完成，共解决不安全人数16.12万人，完成工程312座，管道铺设600多公里。

采用的管道为HDPE管。

现就HDPE管管道设计及施工工艺、施工方法及施工注意事项等进行介绍。

【关键词】饮水工程PE管道热熔连接施工技术

【作者简介】董醇良江西省德兴市水利局，工程师；研究方向：

工程管理。

一、工程概况

德兴市所辖区域共有六乡六镇，至2005年底，全市户籍总人口30.69万人。

德兴市矿产资源丰富，辖区内有亚洲最大的铜矿——德兴铜矿。

德兴市位于江西省的东北部，东接浙江省开化县，东南连玉山、上饶，南邻横峰、弋阳，西毗乐平，北倚婺源，管辖面积2082Km2。

区内地势自东南向西北倾斜，

德兴市位于上饶市的东北面，属乐安河中上游中低山区，山地面积约占总面积的82%。

项目区内主要河流为乐安河、洎水、建节水，多年平均径流量为16.8亿m3，占全市径流总量的70%。

德兴市除市区及各国营矿区具有正规的自来水厂外，全市各乡镇和广大农村除少部分有自来水厂外，大部分是直接从压水井、大口井、江、河、湖、塘、水库及山泉中取水饮用，均不同程度存在饮水安全问题，多数供水水质不符合《GB5749-85》饮用水卫生标准。

第一，在人口较集中的集镇及乡、镇机关所在地由于生活污水或工业废水的不达标排放，加之农药、化肥使用量的不断增加，相当多的饮用水源受到污染。

由一些资料可知德兴市2002年化肥使用量平均每亩比1982年增加约65%，可见地表河流的水质受到了较重污染，特别是地表水和浅层地下水污染严重，成为疾病发生和传播的主要媒介体。

在不安全饮水人口中，5.12万人是因水质污染而造成的。

第二是由于乐安河、洎水、建节水受我国最大的铜矿——德兴铜矿及富家坞铜矿排放的工业废水及露天采矿排出的酸性废水的污染，河水中重金属含量严重超标。

因矿产资源丰富，一些地区地下水铁、锰、氟含量超标，以前虽然建了一些饮水工程，但由于前十几年植被破坏较严重、造成水土流失等，地表水水质达不到卫生标准、水量减少，加之原一些简易饮水工程投资少、标准低，因此，在水质和水量两方面都存在不安全因素。

德兴市因铁、锰、氟含量及重金属超标的不安全饮水人口达到8.3万多人。

第三是由于地理和历史原因，一些农户居住在水源的水量较缺乏的地区，也有一些人以山区小溪为生活水源，遇较大干旱年份有些小溪在枯水期断流，供水保证率低，而且长期靠人力运取饮用水。

全市约有2.7万人的生活饮用水水量不足，供水保证率低。

根据国家全面建设小康社会和建设社会主义新农村的要求，德兴市安全饮水工程2007年被列为全国示范县市。

按照示范县要求整县推进，力争在2009年以前，基本解决德兴市6乡6镇的96个行政村751个自然村161200人，其中：

氟超标20000人，饮用细菌学指标超标严重、未经处理的地表水人数为32878人，饮用污染严重、未经处理的地下水人数为30862人，其他饮水水质问题人数为50612人，水量不足、水源保证率低21682人、用水不方便的人数为5166人。

至2008年年底，德兴市安全饮水工程总座数312处,按工程类型分为接自来水、自流引水、大口井泵提供水三种类型。

接自来水辐射区：

香屯、新营、红山、女儿田、小吴圆、南墩、祝家、金家、张家畈、铜阜、花桥、黄柏洋、渔塘、瑞港等；工程总座数为19处，解决不安全人数29351人。

自流引水区：

昄大乡、新岗山镇、海口镇、龙头山乡、李宅乡、绕二镇大部分、万村大部分、黄柏乡小部分等；工程总座数为253处，解决不安全人数109594人。

大口井泵站供水区：

长田、港西、界田、宋家、炉湾、苏家、胡家、井坑、绕二、付家墩等；工程总座数为40处，解决不安全人数18557人。

工程设计按大小分别进行，千吨万人以上工程由上饶水利电力规划设计院进行设计，百吨千人以上工程由德兴市水利规划设计室进行设计，上饶水利电力规划设计院进行审查，百吨千人以下工程由德兴市水利设计室进行设计。

千吨万人以上工程建设按照基建程序进行公开招标选择施工单位；百吨千人以上工程及百吨千人以下工程采用议标和邀标的形式选择施工单位。

输水管道按单管布置，管线全市共安装600km，管线经过地段地形地貌复杂，地面高低起伏较大，起伏点多，山岭沟壑地带，连续翻越山脊，高差均在10m以上，最大高差81m。

管线通过地段分别为强风化砂岩、泥结卵石、灰褐色膨胀土及粉沙土，基地承载力差别大。

管线顺地形蜿蜒敷设，且不设备用管道，供水安全性要求高。

考虑到施工现场特点及本着“永临结合、方便施工、技术先进、经济节约”原则，输水管道选用新型节能材料HDPE给水管，采用输水管径有DN315、DN250、DN200、DN160、DN110、DN90、DN75、DN63、DN50、DN32、DN25、DN20。

管道工作压力063Mpa、0.8Mpa、1.0Mpa、1.25Mpa、1.6Mpa。

二、管材选择

随着社会生产力的进步，"健康"与"安全"是现代人最为重视的两大主题，饮用水的水质及水管的安全性也就成了人们关注的焦点。

从水质保证来看，自来水公司生产出合乎标准的生活饮用水通过供水管道输送到千家万户，但传统的管道系统多采用金属管材，如镀锌钢管，二次污染的问题长期未得到解决，使终端的饮用水质量难以保障。

为什么金属管不能保证水质，而会产生二次污染呢？

这主要是由于金属管材特性决定的，易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢，可以说是金属管的四大致命弱点。

一旦镀锌钢管里的铁与空气中或水中氧气发生化学反应，管道里外都会生锈，并滋生各种微生物，污染管道中的自来水，这些受污染的自来水中携带的细菌象无形的杀手，时时威胁着我们的健康。

近十多年来，国外一些发达国家已先后立法或建立行业规章禁止使用镀锌钢管作为饮水输送管，并提出全面使用以塑料管为主体的不生锈、无腐蚀、无渗漏、无结垢的优质绿色管材，从根本上解决自来水管道系统中的二次污染问题。

突出的卫生性能使得新型塑料类和塑料复合类建筑给水管材，如聚乙烯管（PE）、聚丙烯管（PP）、聚丁烯管（PB）及铝塑复合管（PAP），近几年在我国迅猛发展，尤其是各地区在建筑给水管材方面禁用镀锌钢管以后，销售量提升较快。

由于新型塑料管良好的性能是传统钢管所不具备的，因此在建筑给水系统由新型塑料管材替代镀锌钢管已成为趋势，不可逆转。

随着新型塑料管使用量的逐步加强，在不断了解新型塑料管良好的综合性能之后，这一类产品的普及率还大大提高。

根据有关部门统计，全国新建住宅内的排水管85%采用塑料管，基本淘汰传统的铸铁管，建筑给水管、热水供应和采暖管85%采用塑料管。

城市供水管道基本淘汰镀锌钢管，直径400mm以下的80%采用塑料管，村镇供水管道90%采用塑料管。

德兴市农村安全饮水工程属于村镇供水，在比较各种管材的优缺点后，统一采用HDPE管，实行公开招标确定供货厂家，统一供货。

经招标确定供货厂家为湖北顾地塑胶有限公司。

三、HDPE管材特点

高密度聚乙烯（HDPE）管是一种新型化学建材，已在给排水及燃气管道施工中得到广泛应用。

这种管材与钢管或铸铁管比，有优异的物理性能，但也存在其自身缺陷。

HDPE管有一定延性和较好的柔韧性，管道可沿地形蜿蜒敷设，但大口径管道弯曲半径不能过小。

HDPE管寿命长，抗腐蚀，埋地管道在-60℃～60℃范围内安全使用50年以上。

管材内壁光滑，与同口径金属管道比有更大的输送流量，管内壁无结垢层，不会滋生细菌，管材无毒。

HDPE管质量轻，易搬运，易弯曲，焊接工艺简单，不需防腐，施工速度快。

但HDPE管机械强度低，且塑料制品有不耐高温，暴露在阳光下易老化特点，所以对管材运输及施工安装有特殊要求。

管道最小埋深不少于1.2m，管底铺设10～30cm厚砂垫层，管身周围及管顶用砂回填，管顶填砂厚度不少于60cm，砂层以上方可用原状土回填。

回填用砂应选用洁净的中粗砂，砂中不得含有腐殖质，砂中含泥量不得超过5%。

四、HDPE管施工方法

4.1施工工艺流程:

管线测量→管线表层清除→修筑施工便道→管沟开挖→PE管材运输→施工砂垫层→HDPE管热熔连接→管道敷设→管身回填→管段试压→阀门、井室安装→管沟回填→设置管道标→通水试验

4.2施工方法

4.2.1施工准备

1、施工前的技术准备

（1）施工前应熟悉、掌握施工图纸；准备好相应的施工机具。

（2）对操作人员进行上岗培训，培训合格后才能进行施工作业。

（3）按照标准对管材、管件进行验收。

管道、管件应根据施工要求选用配套的等径、异径和三通等管件。

热熔焊接宜采用同种牌号、材质的管件，对性能相似的不同牌号、材质的管件之间的焊接应先做试验。

主要依据:

设计图纸、《给水工程用埋地聚乙烯管材》GB/T15558.1—1995和GB/T15558.2—1995；《聚乙烯给水管道工程技术》CJJ63—95。

2、机械设备

配挖掘机1台，推土机1台，装载机1台，载重汽车3台，各种HDPE管道焊机2套，30kw发电机2台，蛙式打夯机2台，交通运输皮卡车1台。

各种机械设备均状况完好，专人操作。

3、清除表层

管线通过地带，有的地段灌木茂密，为防止清表偏离，应严格进行测量控制。

根据选线位置，在管线通过位置每100m设置红色视线标志，先进行第一道方向性清表。

根据管道操作工作面宽度和施工便道宽度，现场堆土宽度的要求，确定清表宽度。

沿清表方向每间距50m设置清表红色边线桩且插标旗，专人指挥机械进行修整加宽便并随时检查调整方向，确保清表线路正确。

4.2.2管沟开挖

1、开挖

管沟开挖应严格按照设计图施工，PE管的柔性好、重量轻，可以在地面上预制较长管线，当地形条件允许时，管线的地面焊接可使管沟的开挖宽度减小。

PE管埋设的最小管顶覆土厚度为:

车行道下≥0.9m；人行道下≥0.75m；绿化带下或居住区≥0.6m；永久性冻土或季节性冻土层，管顶埋深应在冰冻线以下。

在结实、稳固的沟底，管沟的宽度由施工所需的操作空间决定。

表1为宽度的最小值。

当在地面连接时，沟宽为D+0.3m；当在沟内安装或开沟回填有困难时开沟宽度为D+0.5m，且总宽度不小于0.7m。

在沙土或淤泥的管沟中，可以采取放坡开挖。

表一：

最小管沟宽度值

管道公称直径mm

最小管沟宽度值m

25-110

D+0.3

110-315

D+0.5

DN315、DN250、DN200、DN160等管沟采用斗宽1.2m的挖掘机开挖，人工辅助底面修整，管沟断面为矩形，自地面向下1.8m，管沟底宽1.2m，底部应平顺；DN110、DN90、DN75、DN63、DN50、DN32、DN25、DN20各种管沟采用人工开挖，人工底面修整，管沟断面为矩形，自地面向下0.8m，管沟底宽0.5m，底部应平顺。

管沟开挖应根据管道敷设方向合理确定开挖区段，分段施工，敞沟时间尽量缩短。

开挖管沟前，先用白石灰撒出管沟开挖边线，并有专人指挥检查，确保管沟方向及深度准确无误。

管沟开挖完毕，应及时进行沟底修整并铺设砂垫层。

管沟出土应堆放在管沟右侧1m外，以防开挖的沟土压垮管沟及流入沟槽，堆土高度不超过1.5m，沟槽左侧不能有堆土，以便于管道焊接及敷设。

2、管沟底面的处理

如果管沟底部平直且土壤中基本没有大石块或底部土层没有扰动，就无需平整；如果底部土层被扰动，则采用直径20～50mm级配碎石块混合沙土和粘土等材料垫平，垫层厚度为150mm，夯实的密实度应大于90%。

应尽可能避免管道表面划伤。

4.2.3管材运输及存储

工程管材自湖北顾地塑胶有限公司采购，管件用塑料袋包装后装箱，管道焊接机具由管材生产厂家配套一起随同管材发运。

管道附属阀门、管件同期采办装运。

材料、设备装车后均应遮盖，避免暴晒雨淋。

HDPE管材和管件到场