球墨铸铁给水管道施工探讨
关键词:球墨铸铁给水管道；施工工艺；质量控制
1.施工工艺
球墨铸铁给水管道施工工艺流程：测量放线→开槽、验槽→砂垫层及工作坑→下管→对口→检查→管道试压→回填土方→冲洗消毒
1.1沟槽开挖及验槽
1.1.1测量放线：
①熟悉设计图纸资料，清楚管线布置、工艺设计和施工安装要求。
②熟悉现场情况，了解设计管线走向，以及管线沿途已有平面和高程控制点分布情况。
③根据管道平面图和已有控制点，并结合实际地形，作好实测数据的计算整理，并绘制测量图。
1.1.2沟槽降水、沟槽开挖、边坡设置及沟槽支护等参照《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-97)相关要求进行施工。
1.1.3验槽：基底高程、坡度、轴线位置、基底土质符合设计要求。槽底宽度根据设计情况确定，包括管道结构宽度及两侧工作宽度。
1.2管道垫层及工作坑
(1)管道垫层：直埋段管道一般铺设砂垫层，砂垫层的平整度、高程、厚度、宽度、密实度应符合设计要求。
(2)工作坑：砂垫层检查合格后，人工挖管道接口工作坑，对管工作坑每个接口设一个。
1.3下管
下管采用吊车配合人工下管，将匹配好的管节下到铺好的砂垫层的槽内，将印有厂家标记的部位朝上，利用中线桩及边线桩控制管线位置，就位后应复核中线位置，复测标高，准确无误后，进行对口。管子要均匀地铺放在砂垫层上，接口处要自然形成对齐，垂直方向发生错位时，应调整砂垫层，使之接口对齐，严禁采用加垫块或吊车掀起的方法，以免引起管道的初应力。严禁在管沟中拖拉管道，必须移位时，应利用吊装设备进行，防止损坏管外防腐层。
1.4对口
1.4.1机械式球墨铸铁管对口方法
①清理插口、压兰和胶圈：将插口、压兰和胶圈内的所有杂物先清除，并擦洗干净。
②压兰和胶圈定位：插口、压兰及胶圈清洁后，在插口上定出胶圈的安装位置，先将压兰送人插口，然后把胶圈套在插口已定好的位置处。
③清理承口、刷润滑剂：刷润滑剂前应将承插口和胶圈再清理一遍，然后将润滑剂均匀地涂刷在承口内表面和插口及胶圈的外表面。
④对口：管道安装时，宜自下游开始，承口朝着施工前进的方向。将管子稍许吊起，使插口对正承口装入，调整好接口间隙后固定管身，卸去吊具。
⑤临时紧固：将密封胶圈推入承插口的间隙，调整压兰的螺栓孔使其与承口上的螺栓孔对正，先用4个互相垂直方位的螺栓临时紧固。
⑥紧固螺栓：将全部的螺栓穿入螺栓孔，并安上螺母，然后按上下左右交替紧固的顺序，对称均匀地分数次上紧螺栓。
⑦检查：螺栓上紧之后，用力矩扳手检验每个螺栓的扭矩
⑧曲线段管道对口：机械式球墨铸铁管沿曲线安装时，接口的转角不能过大，接口的转角一般是根据管子的长度和允许的转角计算出管端偏移的距离进行控制。
1.4.2滑入式球墨铸铁管对口方法
①清理管口：将承口内的所有杂物予以清除，并擦洗干净。
②清理胶圈、上胶固：将胶圈上的粘接物清擦干净，把胶圈弯成心形或花形（大口径）装入承口槽内，并用手沿整个胶圈按压一遍，确保胶圈各个部分不翘不扭，均匀一致地卡在槽内。
③将准备好的机具设备安装到位，安装时防止将已清理的管子部位再次污染。
④在插口外表面和胶圈上刷润滑剂。润滑剂由厂方提供，也可用肥皂水将润滑剂均匀地刷在承口内已安装好的胶圈内表面，在插口外表面刷润滑剂时，应注意刷至插口端部的坡口处。
⑤顶推管子使之插入承口：根据施工条件、管径和顶推力的大小以及机具设备情况确定。常用的安装方法有：撬杠顶入法、千斤顶拉杆法、倒链（手拉葫芦）拉入法等。如倒链（手拉葫芦）法，在已安装稳固的管子上拴住钢丝绳，在待拉入管子承口处放好后背横梁，用钢丝绳和倒链绷紧对正，拉动倒链，即将插口拉入承口中，每接一根管子，将钢拉杆加长一节，安装数根管子后，移动一次栓管位置。
⑥检查：检查插口推入承口的位置是否符合要求，用探尺伸入承插口间隙中检查胶圈位置是否正确。
1.5水压试验
1.5.1试验压力：对于管道工作压力大于或等于0.1MPa的球墨铸铁管必须进行强度严密性试验。一般采用水压试验进行。管道工作压力小于或等于0.5MPa的试验压力为2P，工作压力>0.5MPa的试验压力取P+0.5Mpa。
1.5.2试验长度：球墨铸铁管给水管道水压试验的管段长度不宜大于1000m。
1.5.3堵头设置
①试压堵板设计：水压试验时，管道两端设堵板封口，堵板应有足够的强度，保证试验过程中堵板本身不变形，如果试压后背为混凝土支撑，则堵板件可用装上法兰堵板的短管与管道用刚性接口连接；如果后背为方木或型钢等支撑材料时，为了消除支撑材料和土壁产生的压缩变形对接口严密性的影响，堵板件与管端的连接用柔性橡胶圈连接。
②后背：用方木纵横交错排列紧贴于土壁上，用千斤顶支撑在堵头上。对于大型管道可用厚钢板或型钢作后背撑板。千斤顶的数量可根据堵头外推力的大小，选用一个或多个千斤顶支撑。后背必须紧贴后座墙，如有空隙用砂子填实。当后背土壤松软时，可采取加大后背受力面积，浇筑混凝土墙、板桩、换土夯实的方法进行加固。也可采用钢板桩支撑方式。
③灌水：管道水压试验前灌满水后，有水泥砂浆衬里的，对管段进行浸泡48h以上，没有水泥砂浆衬里的浸泡24h以上。浸泡的水压不超过管道的工作压力。
④升压：试压时，应缓缓地升压，每次升试验压力的20%，排气阀打开进行排气，检查后背及接口处、支墩的安全性，确认安全无异常后继续升压，升至试验压力的70％，升压过程中若发现弹簧压力表针摆动、不稳，且升压速度慢时，检查排气阀处，是否排气不完全，重新排气后，方可继续升压。当打开放气阀溢出不含空气的水柱时，可进行强度和严密性试验。
⑤试验观测
1.6沟槽回填
1.6.1回填前应具备的条件
①管道加固，为防止管道在回填时出现较大变形，应在必要时采取临时支撑等措施对管道进行加固。
②回填时清除槽内积水、砖、石等杂物。
③水压试验前除接口外，管道两侧及管顶以上回填高度不应小于0.5m，水压试验合格后，及时回填其余部分。
1.6.2土方回填：填土前检查管底两侧砂三角处是否密实，缺砂或不密实的要补填密实。管腔两侧同时进行，不得直接将土扔在管道上，沟槽底至管顶以上500mm的范围均应采用人工填土，超过管顶500mm以上采用机械填土，填土时应分层铺设夯实。
1.6.3胸腔回填：胸腔两侧填土必须同时进行，两侧回填高度不要相差一层（200mm～300mm)以上。胸腔填土是防止管道竖向变形的关键工序。胸腔填土至管顶以上时，要检查管道变形与支撑情况，无问题时继续回填，否则采取措施处理好后再回填。
1.6.4虚铺厚度：回填土压实的每层虚铺厚度根据设计要求进行，如设计无要求，铺土厚度可参照表1执行。
表1回填土每层虚铺厚度
压实工具 虚铺厚度（mm）
木夯、铁夯 ≤200
蛙式夯 200-500
压路机 200-300
振动压路机 ≤400
1.6.5夯实：回填土的夯实采用人工夯实和机械夯实相结合的方式。夯实时，管道两侧同时进行，不得使管道位移或损伤。采用木夯、蛙式夯等压实工具时，应夯夯相连，人工回填至管顶500mm以上后，可用压路机碾压，碾压的重叠宽度不得小于200mm。应控制土的最佳含水量，以达到设计压实度，并保证管道与砂垫层接触部分的夯实质量。
1.6.6压实度：回填土的压实遍数，按回填土的要求压实度、采用的工具、回填土虚铺厚度和含水量经现场试验确定。回填压实应逐层进行，管道两侧和管顶以上500mm范围内采用薄铺轻夯夯实，沟槽回填土的压实度应符合设计规定。
1.7管道冲洗消毒：管道安装完毕，验收前应进行冲洗消毒，使水质达到规定要求，做好管道冲洗消毒验收记录，并请有关单位验收。
1.7.1冲洗：冲洗水采用自来水，流速不小于1.Om/s，连续冲洗，直至出水口处浊度、色度与入水口冲洗水浊度、色度相同为止。冲洗应避开用水高峰，安排在管网用水量少、水压偏高的夜间进行。
1.7.2消毒：一般采用含氯水浸泡，含氯水应充满整个管道，氯离子浓度不低于20mg/L。管道灌注含氯水后，关闭所有阀门，浸泡24h，再次冲洗，直至水质管理部门取样化验合格为止。
2.应注意的质量问题
2.1管道变形
①当管子需要截短后再安装时，切管一定要用切管专用工具，切口应与管轴线垂直。插口端应加工成坡口形状。
②对大口径球墨铸铁管在回填土施工时，直径大于等于1000mm的管道回填土前，应在管内采取临时竖向支撑。
2.2管道轴线偏移
①采用挂边线安管，线要绷紧，安装管道过程中要随时进行检查。
②在管道胸腔回填土夯实时，管道两侧同时进行，其高差不得超过300mm。
2.3橡胶圈接口漏水
①严格材料验收制度，不得使用不符合技术标准的橡胶圈。
②安装橡胶圈时应平展地套在插口的平台上，不得扭曲和断裂。
③顶压橡胶圈时用力要均匀，压实后，将管道除接口外用回填土压住，以防止橡胶圈反弹。
④管道承插口安装前应认真检查，发现毛刺、铁瘤等情况应加以剔除，避免橡胶圈被损坏。
2.4漂管
①雨期施工时，施工一段应回填一段，尽量避免管道暴露在沟槽里。
②在地下水位高的地段施工时，必须将水位降至槽底0.5m以下，并备好发电机，防止停电造成水位上升漂管。
3.结束语
随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，城市基础施工建设也日新月异，市政供水系统已延伸到大街小巷和千家万户。给水管道工程与国民经济生产和人们生活水平息息相关。目前城市给水工程采用球墨铸铁管比较普遍，因此探讨球墨铸铁给水管道施工工艺，加强球墨铸铁给水管道工程的质量控制有重大的意义。