第5讲：给排水管道工程施工

同学们好，第14讲进入管道工程模块，讲给排水管道工程施工，对应大纲SZ019/SZ0401+SZ0402，历年案例分值约57分，是市政实务分值最高的模块。考点密集，涵盖开槽施工、管道基础、多种管材安装、功能性试验、回填和防腐，几乎每年都有2到3道案例题。本讲重点掌握开槽施工技术、不同管材安装要点、水压试验与闭水试验、回填压实度和管道防腐，这些内容必须逐条背熟。

先说开槽施工。沟槽开挖前编制施工方案，明确开挖断面、支护方式、降排水措施和土方外运路线。槽底宽度要满足管道安装和工作面要求：钢管、铸铁管每侧工作面宽度不小于0.3m，混凝土管不小于0.5m，化学建材管不小于0.3m，有支撑的沟槽还要考虑支撑尺寸。边坡根据土质条件、开挖深度、地下水位和地面荷载确定，土质良好、地下水位低于槽底、深度不超5m时可放坡开挖，深度超5m或土质较差时应设置支撑或支护。机械开挖时槽底应预留200到300mm土层由人工清底，不得扰动基底原状土。槽底不得受水浸泡保持干槽施工，高程允许偏差为±20mm。沟槽边缘1m内不得堆土或放置设备，堆土高度不超过1.5m，适合回填的土堆在沟槽一侧弃土及时外运。

沟槽支撑形式有横撑式（水平挡土板加横撑，深度小土质好）、竖撑式（垂直挡土板加横撑，土质差深度大）、钢板桩（地下水位高土质差深度大）、灌注桩加内支撑（深大沟槽）。支撑要随挖随撑严禁超挖后再撑，支撑板紧贴沟壁空隙用土填实，横撑水平设置不得弯曲两端连接牢固，雨后、解冻期和春季融冻期要经常检查。支撑拆除应在管道安装完成回填到一定高度后进行，自下而上逐层拆除逐层回填夯实，这里要特别注意从上往下拆支撑会导致沟壁失稳坍塌，必须自下而上配合回填。

降排水方面，明沟排水是在沟槽两侧设排水沟和集水井用水泵抽，适合地下水位较低水量不大的浅基坑；轻型井点沿沟槽布置井点管，适合渗透系数0.1到20m/d的地层；管井降水适合渗透系数大水量丰富的地层。排水沟距槽底不小于0.3m，沟底比槽底低0.3到0.5m，集水井间距30到50m井底比沟底低0.5到1.0m。降水应在开挖前开始，地下水位降至槽底以下0.5m方可开挖，持续抽水不得中断直至回填完成，冬期施工做好防冻措施。

接下来说管道基础。类型有四种：原状土地基用于小管径土质好的情况；砂石基础在槽底铺设砂或级配砂石垫层，用于混凝土管、化学建材管；混凝土基础浇筑条形或弧形基础，用于土质较差管径较大的管道；混凝土管座在管道安装后浇筑将管道与基础连成整体。砂石基础采用中粗砂含泥量不大于5%，厚度按设计一般100到200mm，铺平振实高程偏差±20mm，管道安装后在管侧和管顶以上500mm范围内回填中粗砂用木夯或轻型机具夯实。混凝土基础强度等级一般不低于C15，表面平整高程偏差±20mm，达到设计强度75%以上方可安装管道。管座混凝土浇筑前将管侧和基础面凿毛清洗干净，两侧对称浇筑高差不超过300mm防止管道位移，振捣密实与管壁紧密结合不得有空隙，按规定留设混凝土试块。在地基土质变化处、管道转弯处、不同管径连接处等位置应按设计要求设置沉降缝。

第三块管道安装，内容最多也最杂。钢管用于大口径给水管道、热力管道和倒虹管等，进场检查材质证明书合格证做外观和尺寸检查，下管前完成内外防腐。连接方式有焊接（最常用接口强度高密封性好）、法兰连接（阀门设备等需拆装处）、沟槽连接即卡箍（小管径）。焊工必须持证上岗在合格证允许范围内施焊，焊前检查坡口质量和组对间隙，焊缝外观不得有裂纹气孔夹渣等缺陷，按规范要求比例进行无损探伤即射线或超声波检测，焊缝返修不得超过2次。安装轴线偏差不超过30mm/10m高程偏差±20mm，安装后固定防止滚动，弯管和三通处设混凝土支墩承受推力。

球墨铸铁管强度高耐腐蚀施工方便，广泛用于给水管道，承插式连接用橡胶圈密封。安装前检查承口插口有无裂纹砂眼等缺陷，橡胶圈完好无破损；清理承口内表面和插口外表面去除毛刺污物；胶圈均匀安装在承口凹槽内不得扭曲；插口对准承口均匀推入推入深度符合标记线；接口转角不得超过允许值：DN100到300不超5°，DN350到600不超4°，DN700以上不超3°；安装后及时临时固定，弯管三通变径处设混凝土支墩防止接口拉开；外防腐一般喷锌加沥青涂层内防腐水泥砂浆衬里。

PE管耐腐蚀重量轻柔韧性好连接方便，用于给水和燃气管道。连接方式有热熔连接（热熔对接和热熔承插，适合同种材质相同管径）、电熔连接（采用电熔管件，适合不同级别不同熔体流动速率的管材连接）、钢塑过渡连接（PE管与金属管或阀门连接）。热熔对接前清洁加热板和管端，加热温度、加热时间、切换时间、冷却时间严格按焊接工艺参数执行，焊接过程中不得移动管道或施加外力，焊口形成均匀对称的翻边，每个焊口做好焊接记录。敷设时管沟底面平整无尖锐硬物，转弯处可利用自然弯曲但弯曲半径不小于管径25倍，管道蛇形敷设预留温度变形补偿量，管顶以上500mm范围内回填中粗砂不得含硬物，安装后及时回填防止阳光暴晒老化。环境温度低于5°C时不宜进行热熔连接，因为低温下脆性增加焊接质量无法保证。

PCCP预应力钢筒混凝土管用于大口径长距离输水管道，承插式连接钢制承插口加橡胶圈密封。安装前检查承插口有无损伤胶圈完好；清理承插口，在胶圈和插口表面涂抹润滑剂但不得使用油类润滑剂；吊车下管不得在地上拖拉；承插口对中后用拉力装置均匀拉入不得用挖掘机强行顶推；接口间隙均匀环向偏差符合规定；安装后检查接口转角和高程合格后进行接头灌浆。单节重量大吊装用专用吊具严禁钢丝绳直接捆扎管壁，管道基础根据地质采用砂石基础或混凝土基础。

混凝土管即雨污水管，承插式、企口式或平口式连接，承插管橡胶圈密封，企口管和平口管用水泥砂浆抹带或钢丝网水泥砂浆抹带。安装前检查管材有无裂缝缺角，管道顺直管底高程和中线偏差符合要求，安装后及时浇筑管座混凝土，抹带接口在管座混凝土浇筑后进行宽度和厚度符合设计。

第四块功能性试验，每年必考的重中之重。压力管道安装完成后应进行水压试验，包括强度试验和严密性试验。试验条件：管道安装检查合格，弯头三通等处支墩已达到设计强度；管道两侧及管顶以上回填高度不小于0.5m但接口处不回填便于检查；试验用压力表经校验精度不低于1.5级量程为试验压力1.3到1.5倍；管道充水浸泡：铸铁管钢管不少于24小时，预应力混凝土管不少于48小时；试验管段不宜超过1000m过长时分段试验。

试验压力：强度试验压力一般为工作压力的1.5倍且不小于0.9MPa，严密性试验压力一般为工作压力1.25倍且不小于0.6MPa，具体以设计要求为准。试验步骤：管道充水排气从最低点注水高点排气阀排气充满后浸泡；预试验阶段将水压缓缓升至试验压力稳压30min期间压力下降可注水补压检查有无漏水损坏；主试验阶段停止注水补压稳定15min压力下降不超过0.03MPa为合格，然后降至工作压力稳压30min检查接口无渗漏为合格。试验中严禁对管道接口和缺陷进行修补，发现渗漏必须先卸压再处理。钢管球铁管DN不超400mm可不测渗水量以不渗漏为合格，其他管材按规范公式计算实测渗水量不超允许值。

无压管道即雨水污水管道安装完成后应进行闭水试验。条件：管道及检查井外观质量验收合格；管道未回填土且沟槽内无积水；全部预留孔封堵不得渗水；管道两端堵板承载力经核算大于水压力合力；砖砌体水泥砂浆强度不低于设计强度75%；试验段按井距分隔长度不超过1个井段带井试验。试验水头确定规则必须记住：上游设计水头不超过管顶内壁时从管顶内壁加2m计；超过管顶内壁时从设计水头加2m计；计算水头小于10m但超过上游检查井井口时以上游检查井井口高度为准。充水浸泡不少于24小时，水位升至试验水头高度记录水位，观测时间不少于30分钟记录水位下降值，按管径长度和时间计算渗水量实测不超规范允许值为合格。

第五块管道回填。管道安装完成验收合格后及时回填，压力管道水压试验前管顶以上回填0.5m接口不回填，无压管道闭水试验合格后回填。回填前清除沟槽积水杂物，回填材料不含淤泥腐殖土有机物冻土和大于100mm的石块。管底基础部位到管顶以上0.5m范围内必须采用人工回填不得使用机械推土，管道两侧对称均匀回填高差不超过300mm防止管道移位，分层夯实人工夯实每层不超过200mm机械不超过300mm，管顶0.5m内不得使用重型压实机械，0.5m以上可用机械碾压每层不超过300mm。

压实度标准按部位不同：管底基础部位不小于设计要求一般不小于90%；管道两侧即管腋部不小于90%；管顶以上0.5m范围内不小于85%；管顶0.5m以上按地面类型确定，耕地不小于90%，城市道路按路基要求一般93%到95%。化学建材管管底到管顶以上0.5m必须回填中粗砂，管周不得有硬物尖锐物，回填时管内不得有水压，安装后及时回填避免暴晒。钢管管周回填不得含腐蚀性物质，防腐层部位用细土不得有石块，阴极保护测试桩附近回填符合要求。冬期不得用冻土回填，管顶0.5m内不得含冻土块，管沟回填连续进行防止基底受冻。

第六块管道防腐。钢管外防腐有石油沥青涂层（传统材料一般土壤条件）、环氧煤沥青涂层（耐腐蚀好适合潮湿水下）、聚乙烯防腐层即三层PE（底层环氧粉末中层胶粘剂外层聚乙烯，大口径最常用防腐好机械强度高）、熔结环氧粉末FBE（粘结力强耐阴极剥离）。内防腐最常用水泥砂浆衬里厚度8到20mm适用于给水管道，环氧陶瓷衬里耐腐蚀耐磨用于污水管道，液体环氧涂料用于小管径。防腐前钢管表面除锈达到Sa2.5级即近白级，防腐层厚度结构符合设计，连续完整无漏涂气泡裂纹，完成后电火花检漏检测电压按涂层厚度确定发现漏点及时补涂。现场焊接接口防腐在试压合格后进行用相同或相容材料，运输安装中保护防腐层下沟前检查修补损伤部位。

重要的长输管道和腐蚀性土壤中的钢管除防腐层外还要阴极保护。牺牲阳极法将镁铝锌等更活泼金属与钢管连接作为阳极被腐蚀钢管作为阴极得到保护，适合短管道或防腐层质量好的管道；外加电流法通过直流电源和辅助阳极将钢管变为阴极适合长距离。保护电位一般-0.85V至-1.20V相对于硫酸铜电极，埋设后及时投入运行定期检测，绝缘法兰和测试桩完好。球墨铸铁管外防腐喷锌层不小于130g/平方米加终饰层，内防腐水泥砂浆衬里，安装后受损防腐层修补。不同金属管道直接连接会形成电化学腐蚀，应采用绝缘法兰或绝缘接头。

来，看这道综合题。某城市给水管道DN800球墨铸铁管T型胶圈接口总长2.5km，埋深2.5到3.5m，地层粉质黏土地下水位埋深1.5m工作压力0.6MPa设计砂石基础。事件一：挖掘机一次挖至设计标高槽底受地下水浸泡，铺了一层碎石找平后开始安管。事件二：工人在胶圈上涂黄油润滑，用挖掘机将管道顶入承口，部分接口胶圈扭曲。事件三：安管后立即水压试验，管道全部回填充水浸泡4小时加压，强度试验压力0.9MPa稳压30min压力下降0.05MPa判定合格。事件四：试压合格后从沟槽一侧推土回填一次性填至地面。

问题一四个不妥：挖掘机一次挖到底应留200到300mm人工清底；槽底受浸泡应降水至槽底以下0.5m保持干槽；浸泡后直接铺碎石找不应清除扰动土层用级配砂石或低强度混凝土回填；地下水位1.5m未降水应设明沟排水或井点降水。问题二三个错误：涂黄油不对应用专用或中性润滑剂油脂加速橡胶老化；挖掘机顶推不对应用手拉葫芦或专用拉力装置均匀拉入；胶圈扭曲未处理应拔出重装安装后用塞尺环向检查。问题三五个问题：全部回填不对管顶以上回填0.5m但接口外露；浸泡仅4h应不少于24h；压力0.9MPa为1.5倍工作压力值正确但压降0.05MPa超0.03MPa合格标准应判不合格；判定合格不妥应卸压检查渗漏点处理后重新试验；2.5km管道试验段可能超1000m应分段。问题四五个问题：一侧推土应两侧对称高差不超300mm；一次性填地面应分层夯实人工不超200mm机械不超300mm；管顶0.5m范围机械推土不对应人工回填；未说明回填材料质量应不含淤泥有机物冻土和大于100mm石块；未控制压实度管侧不小于90%管顶0.5m内不小于85%。

这一讲内容很多，最后帮大家串一遍。开槽施工记住机械开挖留200到300mm人工清底，水位降至槽底以下0.5m，随挖随撑，沟边1m不堆载，支撑自下而上拆除。管道基础砂石用中粗砂含泥量不大于5%，混凝土基础达75%强度安管，管座对称浇筑高差不超300mm。管道安装四类管材各有要点：钢管焊工持证焊缝探伤返修不超2次；球铁管胶圈不扭曲专用润滑剂手拉葫芦拉入；PE管热熔参数严格执行管周中粗砂低温不焊接；PCCP专用拉力装置不强行顶推；弯管三通必须设支墩。功能性试验是核心：水压试验强度1.5倍工作压力浸泡24h（PCCP48h）接口外露15min压降不超0.03MPa；闭水试验浸泡24h水头管顶加2m或设计水头加2m最高以井口为准渗水量不超允许值。回填抓两侧对称高差300mm分层200到300mm管顶0.5m人工回填管侧90%管顶0.5m内85%。防腐除锈Sa2.5级电火花检漏接口试压后防腐阴极保护定期检测。

下一讲继续管道工程模块，讲城市供热与燃气管道施工。供热管道涉及管沟敷设和直埋敷设、补偿器安装、保温工程、试压和清洗；燃气管道重点掌握管道敷设、阀门安装、吹扫试压、带气接线和安全运行管理。两类管道都属压力管道安全要求高，案例题经常结合事故分析考查。做好预习，第15讲见。