農(nóng)村飲水安全工程鎮(zhèn)支墩施工探討

 摘要：供水管道鎮(zhèn)支墩的設(shè)置是確保管網(wǎng)正常運(yùn)行的重要設(shè)施，本文總結(jié)了農(nóng)村飲水安全工程供水管道鎮(zhèn)支墩的設(shè)計(jì)原則及施工，以供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村飲水安全工程；鎮(zhèn)支墩；設(shè)計(jì)；施工

1甘谷縣東北部農(nóng)村飲水概況

截至2015年底，甘谷縣已經(jīng)建成了磐安鎮(zhèn)、新興鎮(zhèn)崖灣、西北部、東北部、六峰鎮(zhèn)、大像山鎮(zhèn)十里鋪、五龍三縣、古坡鄉(xiāng)瓦泉峪、南部等9處農(nóng)村飲水安全工程，解決了46.35萬人的飲水不安全問題。其中，東北部農(nóng)村飲水安全工程位于甘谷縣東北部，包括渭河以北散渡河以東的區(qū)域。項(xiàng)目區(qū)北部屬西小河上游流域，西部為散渡河一級(jí)支溝流域，南為渭河一級(jí)支溝區(qū)。工程主要解決甘谷縣東北部6個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）120個(gè)行政村159956人的飲水不安全問題。甘谷縣東北部農(nóng)村飲水安全工程將中部渭河干流的地下水，由渭河階地大口井取水經(jīng)管道輸送到十字道水廠凈化處理后，通過水廠的一級(jí)泵站提水至二級(jí)泵站最后到高位水池，共3級(jí)上水。水廠高程1254m，4#高位水池高程2050m，凈揚(yáng)程796m，上水管道總長度達(dá)2600m，供水管網(wǎng)總長度31000m。

2設(shè)置管道鎮(zhèn)支墩的必要性

山區(qū)的供水工程管線長、控制范圍面積大、地勢(shì)起伏明顯。甘谷縣東北部農(nóng)村飲水安全工程是集中供水工程，管網(wǎng)鋪設(shè)按照樹枝狀管網(wǎng)布置，管線經(jīng)過地段的地形地貌十分復(fù)雜，大多數(shù)為第四系黃土覆蓋廣泛、流水侵蝕切割強(qiáng)烈、溝壑縱橫。干支管沿線是典型的黃土低山丘陵區(qū)梁峁、溝壑地貌，地面高低起伏較大，山嶺溝壑地帶連續(xù)翻越山脊，部分地區(qū)海拔高差懸殊，有的自然村要經(jīng)過加壓泵站轉(zhuǎn)提上水，管道承受的壓力巨大；由于山區(qū)村莊分散，供水管網(wǎng)主要是沿羊腸小道布設(shè)或埋設(shè)在松軟的耕地里，如不嚴(yán)格按照規(guī)范要求合理設(shè)置鎮(zhèn)支墩，就容易出現(xiàn)接頭斷開、管道斷裂、管網(wǎng)滴漏冒跑的問題。管道鎮(zhèn)支墩是飲水工程管網(wǎng)中的重要附屬設(shè)施，特別是對(duì)于承插式柔性連接的管道而言。已經(jīng)實(shí)施的甘谷縣農(nóng)村飲水安全工程中干支管主要采用PVC管材，Φ63以上管材全部承插式連接，如果不嚴(yán)格按照規(guī)范要求設(shè)置鎮(zhèn)支墩，管道在運(yùn)行中容易出現(xiàn)振動(dòng)損壞膠圈的現(xiàn)象，導(dǎo)致管道漏水事故。管道鎮(zhèn)支墩主要是用來抵抗有壓管道中的內(nèi)水壓力在管道轉(zhuǎn)彎、三通、管端堵頭及管道變徑處產(chǎn)生的外推力，以防止管道接口松動(dòng)脫節(jié)漏水，以保障管道安全運(yùn)行。

3管道鎮(zhèn)支墩的設(shè)計(jì)原則

管道鎮(zhèn)支墩的位置需要根據(jù)所用管材管徑大小、管內(nèi)水壓的高低及土體的穩(wěn)定性情況來綜合考慮。根據(jù)甘谷縣東北部農(nóng)村飲水安全工程的實(shí)際施工情況和技術(shù)要求，在管道轉(zhuǎn)彎處、三通、變徑和堵頭處都需設(shè)置鎮(zhèn)支墩，具體實(shí)施如下：管道轉(zhuǎn)彎處的鎮(zhèn)支墩設(shè)置：管道在鋪設(shè)過程中不可能一直沿著直線，適當(dāng)?shù)膹澢�是不可避免的，�?dāng)轉(zhuǎn)彎的曲率半徑小于管徑的300倍時(shí)，需要設(shè)置鎮(zhèn)墩固定管道；當(dāng)曲率半徑大于管徑的300倍或管道轉(zhuǎn)彎角度小于10°時(shí)，可以不設(shè)置鎮(zhèn)墩或只設(shè)置支墩。水平直線段的坡面鎮(zhèn)支墩設(shè)置：直線管段鎮(zhèn)支墩設(shè)計(jì)間距按照80～100m控制，實(shí)際施工過程中為了確保管道安全，設(shè)置支墩間距為20m一個(gè)；坡度1∶5～1∶4時(shí)每2根管子一處，坡度大于1∶4時(shí)每一根管子一處。掩埋的三通、變徑、堵頭分別澆筑支墩，位于閥門井內(nèi)的三通不僅在三通下部澆筑支墩，而且在管道與閥門、伸縮節(jié)等下部也要澆筑側(cè)向止推墩，以便穩(wěn)固管道，防止管道壓力過大時(shí)管道橫向移動(dòng)，造成漏水等事故。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)管徑大于200mm時(shí)，水平鋪設(shè)時(shí)應(yīng)盡量避免選用90°的彎頭，垂直鋪設(shè)時(shí)應(yīng)盡量避免使用45°的彎頭。在東北部Φ225供水干管施工中，由于以一個(gè)90°的彎頭替代了兩個(gè)45°的彎頭，且鎮(zhèn)墩尺寸不符合設(shè)計(jì)要求，在試水打壓時(shí)管道彎頭處與鎮(zhèn)墩之間出現(xiàn)裂縫漏水的情況。這是因?yàn)槌胁迨降腜VC管道在承受較大壓力時(shí)容易被頂出，尤其是位于90°彎頭的位置，水阻力巨大，管道內(nèi)水壓力對(duì)管道產(chǎn)生的外推力大，導(dǎo)致膠圈松動(dòng)起不了密封作用，出現(xiàn)漏水情況。解決措施是水平鋪設(shè)的管道采用兩個(gè)45°彎頭，減小水阻力，并對(duì)彎頭鎮(zhèn)墩進(jìn)行地基處理，使鎮(zhèn)墩與原狀土保持緊密接觸，將管道內(nèi)壓力對(duì)鎮(zhèn)墩的外推力有效傳遞給鎮(zhèn)墩后背的土壤。

4管道鎮(zhèn)支墩的施工

農(nóng)村飲水安全工程的管道一般為壓力管，管道中水的壓力均勻作用于管壁上，當(dāng)水流方向改變(如通過承插接口的彎頭、丁字支管頂端、管堵頂端等處)時(shí)，將產(chǎn)生作用于管壁上的外推力。此外推力如大于接口能承受的內(nèi)水壓力，就會(huì)使管道在接口處松動(dòng)脫節(jié)，發(fā)生跑水、漏水事故。為了抵抗上述外推力，防止管道在接口處松動(dòng)脫節(jié)，應(yīng)在管線的關(guān)鍵部位設(shè)置支墩。根據(jù)工程施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)規(guī)范和廠家施工要求，管道轉(zhuǎn)彎處、三通、堵頭和彎頭處必須設(shè)鎮(zhèn)墩或支墩。管道的鎮(zhèn)支墩不應(yīng)設(shè)在松土上，其后背應(yīng)緊靠原狀土，無條件時(shí)應(yīng)采取措施保證支墩的穩(wěn)定，所有垂直下彎彎頭應(yīng)采用4道以上的Φ6～10mm鋼筋錨固。管道鎮(zhèn)支墩按照受力的方向可分為水平支墩、垂直彎管支墩和空間兩相扭曲支墩。水平支墩是為了抵消水平力而設(shè)置的支墩，根據(jù)管件類別分為水平彎管支墩、管道末端的堵板支墩和水平三通支墩；垂直彎管支墩是管線由水平方向轉(zhuǎn)入豎直方向的彎頭支墩，根據(jù)彎頭向上向下轉(zhuǎn)彎方向的不同，分為垂直向上彎管支墩和垂直向下彎管支墩；空間兩相扭曲支墩是管道中線既水平轉(zhuǎn)向同時(shí)垂直轉(zhuǎn)向的異型管支墩。實(shí)際施工過程中最為常見的為水平支墩和垂直彎管支墩。尺寸要求：鎮(zhèn)墩嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施工。支墩Φ110mm以上管道按照900×900×（100+D）mm施工，Φ63～110mm管道按照700×700×（100+D）mm施工，Φ63mm以下管道按照400×400×（100+D）mm施工，其中D為施工管道的直徑。

5施工中應(yīng)注意的問題

5.1鎮(zhèn)墩施工處的鋼管不做防腐處理，只做除銹清潔處理

鋼管與混凝土之間的粘結(jié)力和鋼管表面的粗糙程度有很大關(guān)系，鋼管凹凸不平的表面會(huì)增大與混凝土之間的咬合力，鋼管表面越粗糙與混凝土之間的咬合力就越大。施工過程中為了增加鋼管表面的粗糙程度，對(duì)鋼管只做除銹處理，不作磨光處理，與機(jī)械除銹相比人工除銹只除去了表面浮銹，鋼管的表面要粗糙很多，所以人工除銹的鋼管與混凝土的粘結(jié)效果較好。鎮(zhèn)墩施工澆筑前，應(yīng)仔細(xì)檢查鋼管表面是否有瀝青油或其他污物，確保表面清潔。

5.2在鎮(zhèn)墩施工處焊接鋼筋預(yù)埋件

為了增加鋼管與混凝土的粘結(jié)力，在不破壞鋼管原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上（如在兩根鋼管的焊縫處）焊接鋼管預(yù)埋件，在澆筑鎮(zhèn)墩時(shí)預(yù)埋件作為鎮(zhèn)墩的一部分和鋼管澆筑在一起，可增加鎮(zhèn)墩的整齊性和穩(wěn)定性。具體做法：先根據(jù)鎮(zhèn)墩設(shè)計(jì)圖紙，確定焊接鋼筋長度，鋼筋長度以不大于鎮(zhèn)墩實(shí)際尺寸為宜（在本工程施工中，選用Φ12的螺紋鋼筋4根，分別布置在鎮(zhèn)墩四角方向，并不影響鎮(zhèn)墩原有鋼筋的位置），與鋼管焊接的一端作壓扁處理，以便于焊接時(shí)更好地與鋼管接觸；然后進(jìn)行焊接，焊接時(shí)既要保證焊接鋼筋的強(qiáng)度可靠，同時(shí)還要保證不能破壞鋼管的原有結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，焊接后經(jīng)檢測質(zhì)量合格無誤后方可進(jìn)入下一道工序施工。

5.3鎮(zhèn)墩的地基處理是不可忽視的環(huán)節(jié)

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，濕陷性黃土地區(qū)的管道基礎(chǔ)容易受到雨水、灌溉水的侵害而發(fā)生不同程度的下陷，尤其是鎮(zhèn)墩處下陷明顯易造成附近管道折斷或接頭斷開而漏水的問題。解決措施：首先是做好鎮(zhèn)墩的地基處理，該工程采用換土墊層的辦法，將基礎(chǔ)下面20cm厚度的軟弱土層挖掉，換用強(qiáng)度較高的砂或碎石回填，并經(jīng)分層夯實(shí)至密實(shí)后，再澆筑鎮(zhèn)墩的C15墊層；其次鎮(zhèn)墩回填采用人工夯填、分層回填、分層夯實(shí)的方式，以保證回填土的密實(shí)度；最后做好排水措施，防止雨水灌入和灌溉水侵入鎮(zhèn)墩的土體周圍，保證鎮(zhèn)墩的地基穩(wěn)定。

5.4充分振搗和加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)是保證質(zhì)量的重要舉措

在本工程施工中，采用人工振搗法振搗，澆筑鎮(zhèn)墩混凝土?xí)r分3次灌入，每次灌入混凝土后振搗20～30s左右，以混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡并開始泛漿時(shí)為準(zhǔn)。第二次灌入混凝土振搗時(shí)振搗棒應(yīng)插入下層混凝土10cm，以加強(qiáng)上下層混凝土的結(jié)合；第三次灌入混凝土的振搗與第二次相同。施工人員操作振搗器時(shí)要做到“垂直插入、快插慢拔、三不靠、間距合理、不漏振、不過振”，以保證鎮(zhèn)墩質(zhì)量。