□李 朋

南水北调配套工程管道安装技术要点

□李 朋

在南水北调配套工程中，多数采用埋地管道输水方案。埋地管道输水工程外部条件复杂，常需选择多种管材组合构成输水管道体系，包括球墨铸铁管、钢管等。结合工程实际，对配套工程各种管材安装、阀件连接等技术要点加以总结分析。

球墨铸铁管；安装工艺；管道对接

目前，河北省南水北调配套工程建设进入高峰期，多地配套工程均采用埋地管道输水方案。根据工程条件的变化，常需选择多种管材组合构成输水管道体系，管道安装质量对工程安全运行影响重大。

1.球墨铸铁管道安装

1.1 管道基础开挖

铸铁管管道安装敷设常用的方法有挖弧法和填弧法。挖弧法施工预先修整出与管道外轮廓吻合的120度圆弧槽，然后将管道放置于圆弧槽内，超挖及管底腋角部位使用中粗砂找平并填充密实，该法适用于土质条件良好，便于人工修弧的区段。

填弧法施工首先修整水平沟槽，然后沿沟槽轴线铺设管道，最后在管道两侧均匀回填密实。该法适用于土质条件较差，如土质松软，地下水位较高等不便于人工修弧的区段。

1.2 管道安装

一是管道安装。正常施工阶段，铸铁管节安装一般由下游向上游顺序安装，预先在第一节承口处安置好胶圈，将第二节插口清理干净，最后利用机械装置将插口插入承口规定深度。管道安装包括直管段、水平弯头、竖向弯头以及各种阀件的安装。

二是管道接口形式。管道接口形式常用的有T型接口及K型接口。应根据地形地质条件的不同，选择不同的接口形式。T型滑入式接口具有结构简单，安装方便，密封性较好的特点。与T型滑入式接口不同，K型机械式接口是靠压兰的作用使胶圈产生接触压力形成密封，因此，K型接口除具有结构简单，安装方便，密封性较好等特点外，由于采用压兰、螺栓压紧装置，因此对管道的维护检修很方便，可通过紧固螺栓或拆下压兰更换胶圈的办法来消除管道接口处的渗漏。

除此以外，传统的刚性接口，如法兰型接口不具有柔性的特点，通常只在一些特殊的场所使用。如泵、阀门、消火栓及穿过基础、墙体时避免管道影响时才使用。比如穿过井室墙体的盘承、盘插穿墙管等。

综上所述，在设计、施工阶段，应根据具体的外部条件，选择合适的接口形式。

1.3 管线允许借转角度

管线较大转角处均应使用弯头管件，但对于角度较小的转角，可以通过借转的方法实现管道曲线安装。在铸铁管接口处允许有一定的偏转角度，不同管径下的允许偏转角不同，管径越大，允许偏转角越小。

例如，对于公称直径为1200mm的铸铁管，若某拐点角度为2°，可以使用借转的方法，用两节管件，每节管件偏转1°来实现。

2.钢管安装

2.1 钢管使用位置及管材选取

在长距离球墨铸铁管输水管道中，对于有特殊要求的地段，如穿越覆土深度较大的河堤以及铁路、高等级公路等地段，进行管节敷设安装难度较大时，通常采用顶管施工方法，选用钢管替代球墨铸铁管。顶管管材采用钢筋混凝土管，内套钢管作为输水管道。套管内吹填中粗砂。目前较常用的钢管为非金属保护层型的钢塑复合管（SP管）。

2.2 混凝土顶管内套钢管的安装

根据顶管穿越长度，将钢管管节（一般10m或12m一节）焊接为一管段，焊接质量应满足《给排水管道工程施工及验收规范》中的相关规定。钢管下管前应先检查内外防腐层，若有损坏应及时修补，合格后方可下管。关于钢管下管过程，应注意以下两点：

一是高程控制。为保证管道顺利对接，顶管内套钢管底高程应与上下游铸铁管高程衔接一致，为此，在完成顶管后，应在混凝土套管内铺设中粗砂垫层至钢管管底设计高程，并预留一定沉降量。

二是防腐层保护。对于顶管长度较短的套管内钢管安装，一般采用直接拖拽法，该法简便实用，但是容易对钢管外防腐层造成损伤。套管内铺设的中粗砂垫层对钢管防腐层起到一定的保护作用，因此，必须确保中粗砂细度及圆润度，防止垫层中参入尖硬杂物。

3.管道对接

3.1 铸铁管之间的连接

正常施工阶段，铸铁管节安装一般由下游向上游顺序安装，但在实际施工过程中，往往会由于外界条件的限制不能够实现连续安装，对于该种情况，可以使用承套管件对中断处管节对接。

上下游连接处所需管材长度不定，而厂家标准管节长度固定 （一般为6m 或8m）。因此，在安装上下游连接处管节时，需要根据现场情况对标准管节进行切管处理。

切管工作完成后用承套连接输水管道上下游。承套两端均为承口，中间一般为标准直管。

3.2 钢管与球墨铸铁管的连接

钢管作为输水管材的区段，其上下游要与铸铁管连接。由于同一公称直径下的钢管与铸铁管外径不同，为便于连接，在钢管上下游两端需增设钢制插口。钢制插口的作用是使钢管上下游端部外径尺寸与铸铁管外径尺寸一致，且应将插口端磨光、倒角，以便与铸铁管连接。

3.3 阀门阀件与管道之间的连接

为确保正常输水，在长距离输水管道中，每隔一段距离都会设置相应的排气井、泄水井、检修井等井室。井室内布置相应的排气三通，泄水三通，检修蝶阀等各种阀门阀件。管道穿越井室及井室内阀门阀件与管道之间的连接应注意以下几点。

一是确定翼环在穿墙管上的焊接位置。在铸铁管道穿越检修井、泄水井等井室墙体时，需要在穿墙管上焊接固定翼环，以确保穿墙管固定在墙壁上，同时起到防水作用。因井室尺寸一定，翼环在穿墙管上的焊接位置直接影响到井室内穿墙管的有效长度及井室内伸缩节、蝶阀的安装。由于刚性翼环一般在出厂前焊接完毕。因此，工程设计阶段应根据井室内伸缩节、蝶阀等尺寸确定刚性翼环的焊接位置。只有确定刚性翼环的焊接位置，才能够进行井室内部后续阀件安装。伸缩节尺寸通常以产品质量证明书中的安装尺寸标准值为准。

二是确定阀件上下游接口方式。一般情况下，管路上排气三通、泄水三通均选择承插三通，以便与上下游管路对接。但在穿越河渠、公路等倒虹吸处常采用钢管，通常在钢管上游侧较低位置处设置泄水井，以便排出管内沉积物或检修时放空管道，此时泄水井三通直接与钢管相连。该处泄水三通应该选择全承式三通，以便与钢管对接。如果仍选用承插三通，三通与钢管之间还需添加承套连接，将增加倒虹吸的施工难度及费用。

因此，对于较复杂管路，应根据前后不同的管材、管件形式，选择适宜便捷的阀件接口方式。

4.结语

本文结合工程现场实践经验，从管道沟槽开挖，铸铁管、钢管安装，管道对接及阀门阀件与管道之间的连接等几个方面对南水北调配套工程中管道及阀门阀件的安装技术要点加以总结分析。通过总结现场经验得出，在南水北调配套管道工程设计、施工阶段，应充分考虑到长距离输水管道工程影响因素较多的特点，根据具体的外部条件，选择合适的管材、接口形式及施工工艺。

2017-01-12

李 朋，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。