大口径球墨铸铁管道在徐州市雨污分流工程中的应用与研究

董国功¹，张涛²，地理胡玛尔.买买吐逊¹，牛冬春¹

（徐州市水利工程建设管理中心，江苏徐州，221000；2.广东河海工程咨询有限公司，广东广州510610 ）

摘  要：随着城市经济发展和城市人口的增多，小口径球墨铸铁管道已经无法保障城市水利水务的安全，大口径球墨铸铁管道应用势在必行。本文以徐州市某雨污分流工程为例，聚焦大口径球墨铸铁管道的安装施工技术，分析了大口径球墨铸铁管道施工所面临的特殊难题，提出了保障管道及其周边建筑物安全的工程措施。通过管道吊管入槽、安装密封胶圈、管道拼装、管道回填施工等实际工程案例，剖析了大口径球墨铸铁管道的施工技术，以期为类似工程施工提供参考。

关键词：雨污分流工程；大口径球墨铸铁管道；安装施工技术

随着城市化进程的不断推进，城市的水利水务工程建设显得尤为重要。徐州市作为淮海经济区中心城市，其水利水务工程的建设对于城市的可持续发展起着至关重要的作用。因球墨铸铁管具有强度高、耐腐蚀、使用寿命长等优点，且可采用柔性接口设计适应复杂地形和复杂地质，在徐州市区的雨污分流工程实施过程中，大口径球墨铸铁管道的应用越来越广泛，但其安装施工技术要求较高^[1]。本文将对徐州市水利水务工程中大口径球墨铸铁管道的安装施工技术阐述与剖析，以提高类似工程施工质量，为雨污分流工程的顺利实施提供技术支持与保障。

1 徐州市区雨污分流工程现状分析

1.1 雨污分流工程的重要性

雨污分流工程是城市基础设施建设的重要组成部分，它可以有效地减少城市污水对环境的污染，同时提高城市水资源的利用效率。通过将雨水和污水分开收集和排放，可以提高污水浓度（COD指标），降低污水处理厂的处理负荷，并提高污水处理效率，降低能耗，同时也可以减少雨水对污水处理系统的冲击，保障城市排水系统的安全运行。

1.2 球墨铸铁管道在雨污分流工程中的应用

球墨铸铁管具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，适用于城市供水和排水工程。在徐州市区的雨污分流工程实施过程中，大口径球墨铸铁管道被广泛应用于污水管道和雨水管道的建设。球墨铸铁管道的使用可以提高工程的质量和使用寿命，降低工程的维护成本^[2]。

1.3 球墨铸铁管道施工对地下水运动和地面沉降的影响

球墨铸铁管道施工过程中，需要进行土石方工程的开挖、回填等作业，这些作业会对地下水运动和土体沉降产生一定的影响。如果施工不当，可能会导致地下水水位下降、地面沉降不均匀等问题，从而影响周边建筑物和地下管线的安全。

1.4 后期管道运行期间渗水沉降及位移对管道水压的影响

在管道运行期间，如果管道存在渗水、沉降及位移等问题，会导致管道水压不稳定，影响雨污分流工程的正常运行。因此，在球墨铸铁管道的安装施工过程中，需要采取有效的措施，确保管道的密封性和稳定性。

2 大口径球墨铸铁管道的安装施工技术

2.1 施工准备

1.技术准备

（1）熟悉施工图纸和相关规范标准，了解球墨铸铁管道的安装要求和技术要点。

（2）编制施工方案和技术交底，明确施工工艺和质量标准。

（3）对施工人员进行技术培训，提高施工人员的技术水平和操作能力。

2.材料准备

（1）球墨铸铁管及管件的质量应符合国家标准和设计要求，具有产品合格证和质量检验报告。

（2）密封胶圈、橡胶垫等密封材料应符合设计要求，具有良好的密封性和耐腐蚀性。

（3）施工所需的机械设备和工具应准备齐全，并进行检查和调试，确保设备和工具的正常运行。

3.现场准备

（1）清理施工现场，拆除障碍物，平整场地，为施工创造良好的条件。

（2）测量放线，确定管道的中心线和高程，为管道的安装提供准确的位置。

（3）设置临时排水设施，排除施工现场的积水，确保施工安全。

2.2 管道吊装

1.吊装设备的选择

（1）根据管道的重量和长度，选择合适的吊装设备，如起重机、吊车等。

（2）吊装设备的性能应满足施工要求，具有足够的起吊能力和稳定性。

2.吊装方法

（1）采用两点吊装法，将吊索分别系在管道的两端，保持管道的平衡。

（2）在吊装过程中，应缓慢起吊，避免管道晃动或碰撞。

（3）管道吊装到位后，应及时调整管道的位置和高程，使其符合设计要求。

案例一：在徐州市某雨污分流工程施工过程中，面对直径为DN1500mm、重量较大的球墨铸铁管，施工团队根据管道的实际情况选择了起吊能力为50吨的起重机进行吊装作业。在吊装过程中，施工人员采用两点吊装法，将吊索牢固地系在管道两端，确保管道在起吊过程中保持平衡。起吊时，操作人员缓慢提升起重机，避免管道出现晃动或碰撞。当管道吊装到位后，施工人员立即对管道的位置和高程进行调整，使其与设计要求完全相符，为后续的对接安装施工奠定了良好的基础。

2.3 吊管入槽安装密封胶圈

1.吊管入槽

（1）采用起重机将球墨铸铁管吊入沟槽内，吊管时应注意保持管道的平衡，避免管道倾斜或碰撞。

（2）管道入槽后，应及时调整管道的位置和高程，使其符合设计要求。

2.安装密封胶圈

（1）将密封胶圈安装在管道的插口端，密封胶圈的安装位置应准确，不得扭曲或变形。

（2）安装密封胶圈时，应采用专用工具将密封胶圈压入管道的插口端，确保密封胶圈与管道紧密贴合。

案例二：在徐州市某雨污分流工程施工过程中，施工人员在吊管入槽时，严格按照操作规程进行操作。采用起重机将直径为DN1200mm的球墨铸铁管平稳地吊入沟槽内，在管道入槽后，使用水平仪和经纬仪对管道的位置和高程进行了精确调整，确保管道安装位置准确无误。在安装密封胶圈时，施工人员选用了高质量的密封胶圈，并使用专用工具将密封胶圈均匀地压入管道的插口端，保证了密封胶圈与管道的紧密贴合，有效防止了管道接口处的渗漏。

2.4 对接安装施工

1.管道对接

（1）将两根球墨铸铁管的插口和承口对齐，采用手拉葫芦或千斤顶等工具将管道拉近，使插口插入承口内。

（2）管道对接时，应注意保持管道的直线度和同心度，避免管道扭曲或错位。

2.接口处理

（1）管道对接完成后，应及时进行接口处理，采用密封胶圈、橡胶垫等密封材料进行密封。

（2）接口处理时，应将密封材料安装在接口处，确保密封材料与管道紧密贴合，不得有缝隙或松动。

案例三：在徐州市某大型雨污分流工程施工现场，施工人员在进行管道对接安装施工时，首先将两根直径为DN1000mm的球墨铸铁管的插口和承口仔细对齐。然后，使用手拉葫芦缓慢地将管道拉近，确保插口顺利插入承口内。在对接过程中，施工人员通过使用水平仪和铅垂线等工具，严格控制管道的直线度和同心度，防止管道出现扭曲或错位。管道对接完成后，施工人员立即采用优质的密封胶圈和橡胶垫对接口进行密封处理，确保接口处密封严密，无渗漏现象。

2.5管道闭水试验

1.试验前的准备工作

（1）参照《给排水给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）^[3]相关内容，检查管道的安装质量，确保管道的接口处密封良好，无渗漏现象。

（2）在管道两端堵板承载力经核算应大于水压的合力，除预留出水管外，应封堵坚固，不得渗水。

2.试验方法

（1）向试验管道内缓慢充满水，避免冲击力对管道造成伤害。冲水过程中检查管道和检查井，确保无漏水现象。

（2）水充满后保持一定时间的浸泡，让管道材料适应水压，一般不少于24小时。

（3）浸泡期间及之后进行外观观察，观察是否有渗水或漏水现象，记录浸泡开始和结束时的时间以及任何观察到的异常情况。

（4）试验合格后，及时将管道内的水排出。

案例四：在徐州市某重点雨污分流工程施工过程中，施工质量控制人员在管道闭水试验前，对管道的安装质量进行了全面检查，特别是对管道接口处进行了仔细检查，确保密封良好，无渗漏现象。在管道两端堵板承载力经核算应大于水压的合力，除预留出水管外，进行封堵坚固。随后，施工人员向管道内注水，在升压过程中，施工人员严格按照试验方法进行操作，缓慢冲水后，对管道接口处进行检查，未发现渗漏现象。浸泡24小时后，再次检查管道接口处，仍无渗漏现象。试验合格后，及时将管道内的水排出。

2.6 管沟回填

1.回填材料的选择

（1）管沟回填材料应采用符合设计要求的土料或砂料，不得采用垃圾土、腐殖土等不良土料。

（2）回填材料的粒径应符合设计要求，不得含有石块、砖块等硬物。

2.回填方法

（1）管道试压合格后，及时进行管沟回填。回填时，应从管道两侧同时进行，分层回填，每层回填厚度不宜超过300mm。

（2）回填过程中，应采用小型夯实机械进行夯实，确保回填土的密实度符合设计要求。

（3）回填至管顶以上500mm后，方可采用大型机械进行回填^[4-5]。

案例五：在徐州市某雨污分流工程的管沟回填阶段，施工技术人员严格按照设计要求选择了优质的土料作为回填材料，并对土料进行了筛选，确保土料中不含有垃圾土、腐殖土以及石块、砖块等硬物。在回填过程中，施工人员从管道两侧同时进行回填，采用分层回填的方法，每层回填厚度控制在250mm。每回填一层，就使用小型夯实机械对回填土进行夯实，确保回填土的密实度达到设计要求。当回填至管顶以上500mm时，才开始采用大型机械进行回填，保证了管沟回填的质量。

3 大口径球墨铸铁管道安装施工中的质量控制措施

3.1 材料质量控制

1.严格控制球墨铸铁管及管件的质量，确保其符合国家标准和设计要求。

2.对密封胶圈、橡胶垫等密封材料进行检验，确保其质量符合设计要求。

3.2 施工过程质量控制

1.加强施工过程中的质量检查，及时发现和纠正施工中的质量问题。

2.严格按照施工方案和技术交底进行施工，确保施工工艺和质量标准的落实。

3.对管道的接口处进行重点检查，确保接口处密封良好，无渗漏现象。

3.3 管道闭水试验质量控制

1、严格按照试验方案进行，确保试验过程的安全和规范。

2、对试验设备和工具进行检查和调试，确保其性能良好，精度符合要求。

3、试验过程中，应密切观察管道的接口处变化情况，及时发现和处理试验过程中的问题。

4 大口径球墨铸铁管道安装施工中的安全措施

4.1 施工安全管理

1.建立健全施工安全管理制度，明确各级人员的安全职责。

2.加强施工人员的安全教育培训，提高施工人员的安全意识和操作技能。

3.定期进行安全检查，及时发现和消除安全隐患。

4.2 吊装作业安全措施

1、吊装作业前，应对吊装设备和工具进行检查和调试，确保其性能良好，安全可靠。

2、吊装作业时，应设置专人指挥，严格按照操作规程进行操作，确保吊装作业的安全。

3、吊装作业过程中，应注意保持吊装设备的稳定性，避免吊装设备倾斜或倒塌^[6]。

4.3 管沟开挖安全措施

1.管沟开挖前，应进行地质勘察和地下管线探测，了解管沟开挖区域的地质情况和地下管线分布情况。

2.管沟开挖过程中，应按照设计要求进行放坡，确保管沟边坡的稳定性。

3.管沟开挖过程中，应设置专人进行监护，及时发现和处理管沟开挖过程中的安全问题^[7]。

5 实际工程案例分析

5.1 工程概况

以徐州市某雨污分流工程为例，该工程采用大口径球墨铸铁管道进行污水管道和雨水管道的建设。管道的直径为DN1000mm，长度为6m。工程地质条件较为复杂，地下水位较高，土体沉降不均匀。

5.2 施工技术应用

1.施工准备阶段，对施工现场进行了详细的勘察和测量，编制了施工方案和技术交底。同时，对施工人员进行了技术培训和安全教育。

2.吊管入槽安装密封胶圈阶段，采用起重机将球墨铸铁管吊入沟槽内，安装密封胶圈时，采用专用工具将密封胶圈压入管道的插口端，确保密封胶圈与管道紧密贴合。

3.管道吊装阶段，选择了合适的吊装设备，采用两点吊装法进行吊装。在吊装过程中，缓慢起吊，避免管道晃动或碰撞。

4.对接安装施工阶段，将两根球墨铸铁管的插口和承口对齐，采用手拉葫芦或千斤顶等工具将管道拉近，使插口插入承口内。接口处理时，采用密封胶圈、橡胶垫等密封材料进行密封。

5.管道试压阶段，严格按照试压方案进行试压，确保试压过程的安全和规范。试压合格后，及时将管道内的水排出，拆除试压设备和工具。

6.管沟回填阶段，选择了符合设计要求的回填材料，采用分层回填的方法进行回填。回填过程中，采用小型夯实机械进行夯实，确保回填土的密实度符合设计要求。

5.3 施工效果分析

1.通过采用大口径球墨铸铁管道的安装施工技术，有效地保障了施工阶段地下水位变化和土体沉降变化在合理范围内。在施工过程中，对地下水位和土体沉降进行了实时监测，监测结果表明，地下水位和土体沉降变化均在设计允许范围内。

2.球墨铸铁管道在后期运行阶段管内水压稳定，无渗水、沉降及位移等问题。通过对管道的运行情况进行监测，监测结果表明，管道的密封性和稳定性良好，管内水压稳定，满足设计要求。

6 结论

本文通过对徐州市水利水务工程中大口径球墨铸铁管道的安装施工技术进行应用与研究，得出以下结论：

1.大口径球墨铸铁管道在徐州市雨污分流工程中具有广泛的应用前景。球墨铸铁管具有强度高、耐腐蚀、寿命长等优点，适用于城市给排水工程。

2.在大口径球墨铸铁管道的安装施工过程中，需要采取有效的技术措施，确保管道的安装质量和运行安全。施工准备阶段，应做好技术准备、材料准备和现场准备工作；吊管入槽安装密封胶圈阶段，应确保密封胶圈的安装质量；管道吊装阶段，应选择合适的吊装设备和吊装方法；对接安装施工阶段，应确保管道的对接质量和接口处理质量；管道试压阶段，应严格按照试压方案进行试压，确保试压过程的安全和规范；管沟回填阶段，应选择符合设计要求的回填材料，采用分层回填的方法进行回填。

3.在大口径球墨铸铁管道的安装施工过程中，需要加强质量控制和安全管理。质量控制方面，应严格控制材料质量和施工过程质量，确保管道的安装质量符合设计要求；安全管理方面，应建立健全施工安全管理制度，加强施工人员的安全教育培训，采取有效的安全措施，确保施工过程的安全。

4.通过实际工程案例分析，证明了大口径球墨铸铁管道的安装施工技术在徐州市雨污分流工程中的应用效果良好。在施工过程中，有效地保障了地下水位变化和土体沉降变化在合理范围内，确保了管道的安装质量和运行安全。

综上所述，大口径球墨铸铁管道的安装施工技术在徐州市区雨污分流工程中具有重要的应用价值。在今后的工程建设中，应进一步加强对大口径球墨铸铁管道安装施工技术的研究和应用，不断提高工程质量和施工效率，为城市的可持续发展做出贡献。

参考文献：

[1]黄一敏.市政给排水管网优化配置研究[J].新城建科技,2023,32(24):187-189.

[2]向成.市政排水管网改造工程的管材应用分析[J].建材发展导向,2022,20(04):63-65.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 给排水管道工程施工及验收规范：GB 50268—2008[S]. 北京：中国计划出版社, 2009.

[4]刘浏.城市给排水管网及污水再生利用系统的优化探析[J].住宅与房地产,2021,(03):233-234.

[5]陈颖,郑飞,杨莹.问渠哪得清如许为有源头活水来——福州市水系综合治理纪实[J].海峡通讯,2019,(08):51-53.

[6]谷小平.基于生态城市建设的给排水管网及污水再生利用系统优化研究[D].西安建筑科技大学,2014.

[7]王勇.城市地下管线探测技术方法研究与应用[D].吉林大学,2012.

作者简介：董国功（1987-），男，江苏徐州，本科，工程师，主要从事水利水务工程建设安全监督等工作。通讯地址：江苏省徐州市新安路9号，联系电话18811980087，电子邮件:8525