摘要：给水管道的水压试验是检验管道和安装质量的重要工序，球墨铸铁管因其不结垢、耐腐蚀、密封严、强度高、韧性好而作为输配水管道的首选材料正得到越来越广泛的应用。本文通过推用球墨铸铁管顶进工程实例，对顶推用球墨铸铁管的施工方案进行介绍，阐述了施工中需采取的技术措施，并对施工中需要注意的地方进行了分析。
关键词：球墨铸铁管；顶管施工
随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，城市基础设施建设也日新月异，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民生活水平息息相关，其质量的好坏将直接影响到国民经济的平稳运行和千家万户的切身利益，因此，加强给水管道工程施工各个环节的质量控制。目前城市给水管道工程主要采用的是球墨铸铁管，还有少量的钢管、预应力管、聚乙烯新型管材等，其中，球墨铸铁管所占的比重最大，因此加强对球墨铸铁管道工程的质量控制，对消除给水工程质量隐患，确保供水具有重要意义。
一、概况
某污水处理厂中水管线工程，拟新建中水管道3. 2 公里，管径DN1200，设计运行压力1.0MPa，供水规模10×104m3 /d。该工程管道全位于市政道路快车道上，考虑到开挖施工对现状道路、既有设施的破坏及开挖堆土对交通、环境的重大影响，以及社会舆论等因素，根据现有的施工能力、施工手段及现场情况，主要采用顶管施工工艺。
二、管材选择
由于中水供水的水质特殊，且管道为压力输水管线，对管道安全性和使用年限要求较高，管材选型时对玻璃钢夹砂管、钢管、球墨铸铁管等适用管材进行了相应比选：市场上玻璃钢夹砂管质量良萎不齐，在满足设计要求的前提下，价格远高于钢管和球墨铸铁管；若采用钢管进行顶管法施工，顶进中易损伤钢管外壁3PE 防腐层，在潮湿环境下发生电化学腐蚀，影响管道的使用年限，运行安全性没有保证，不宜在顶管施工中使用；钢筋混凝土管材自重太大，接口密封安全性差。若采用顶推用球墨铸铁管，可以较好解决相关的问题，顶推用球墨铸铁顶管是在普通承插式球墨铸铁管基础上，外包一层钢筋混凝土结构，做到管外形尺寸与承口的最大外径一致，达到便于顶推施工目的的一种特殊的球墨铸铁管。其接口型式为滑入式柔性接口；外涂层为锌涂层+ 水泥保护层+ 环氧密封层，具有极好的抵抗土壤腐蚀能力；内涂层可根据输送介质不同选择不同的内衬，如普通硅酸盐水泥、高铝酸盐水泥、聚氨酯等。在本工程中，顶推用球墨铸铁管与常用的其他类型的顶管相比，其优势有：具有耐蚀性能好，不易结垢，抗沉降性好等优点，各项指标优于传统管材。
三、施工操作要点
1、管材安装。顶管用球墨铸铁管的安装与普通的滑入式T 型接口球墨铸铁管相同，具体步骤省略。需要注意的是安装时必须将承口内腔和插口端外表面的泥沙及其它异物清理干净，尤其是放橡胶密封圈的位置；胶圈安装后可用薄窄钢尺插入承口和管壁之间的环形缝隙内检测是否到位。边圈与管口之间应采用缓冲材料衬垫，缓冲材料衬垫由九厘板制作，环形，内径为球墨铸铁部分外径，外径比球墨铸铁管外径小1cm。
2、顶进。根据地勘资料和现场土质，综合现场施工场地狭小无法布置泥浆坑，本次顶管施工选用土压平衡工艺。通过理论计算，总推力600 吨能满足顶进要求，故采用4 台150 吨液压千斤顶。设备安装、调试和试运行正常后开始正式顶进。
（1）顶进设备操作：①根据现场地质状况和顶进施工的效果及时调整机头刀盘的转速与扭矩，保证正常状态下的顶进和泥仓搅拌出土速度。②顶进施工中必须严格遵守“从低速到高速”的施工原则。③尽量确保机头的顶进速度平稳，，避免机头突然加速或减速，保证顶进质量。
（2）纠偏操作。纠偏操作是顶进施工中的重要环节，顶进质量与纠偏操作有着密切的联系，如果操作不规范能够直接导致顶力突然上升，导致接口受到严重损害，不仅对顶管机头造成损伤，同时影响施工进度，严重时容易引发安全事故，造成严重的经济损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以，作业人员应提高对纠偏操作的重视，进一步提高纠偏操作的规范性与科学性。机头连接管出洞后，当高程或中线超出标准值2㎝以上时，根据监视器内的光点位置变化趋势进行纠偏，纠偏遵循“先纠高程，后纠中线，小角度连续纠偏”的原则，纠偏油缸的伸出量一次不得太大；如果光点存在移动速度放慢或像相反的方向移动时，这事可以将纠偏油缸缩回，立即停止操作。另外，在操作时，还应重点观察监视器内仰俯角变化，作为参考数值，仰俯角最大偏差不得超过原始值1°。
3、顶管机的接收
（1）接收坑的尺寸应满足顶管机与首节管材脱离后进行设备检查、维护及吊运所需空间要求。
（2）顶管机临近接收坑井壁1-2m 时，应调整、控制顶管机顶进速度，加密对顶管机轴线的测控。
4、管道功能性试验
所有收尾工作结束后，开始着手试压工作。
（1）水压试验前准备工作：检查所有润滑孔都被可靠封闭，清除管道内的杂物，然后安装承、插口堵头等打压部件，确认无误后，缓慢向管道注水，发现有渗漏水现象时，马上停止注水进行处理，处理好再继续注水；管段注满水后，宜在不大于工作压力条件下充分浸泡后再进行水压试验，浸泡时间应不小于24 小时。
（2）水压试验：①预试验阶段：管道内水压上升到试验需要的压力值，并将其控制在30min，在此期间，遇到压力下降可以通过注水措施来提高压力值，但压力不要超过试验需要的数值。同时，应及时检查管道有无漏水现象，如果存在问题应立即停止试验，并采取补救措施重新开始试压；②主试验阶段：停止注水补压，稳定15min；当15min 后压力下降不超过0.03MPa 时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30min，进行外观检查若无漏水现象，则水压试验合格；③管道升压时，管道的气体应排除；升压过程中，发现弹簧压力计表针摆动、不稳，且升压较慢时，应重新排气后再升压；④应分级升压，每升一级应检查后背、支墩、管身及接口，无异常现象时再继续升压；⑤水压试验过程中，后背顶撑、管道两端严禁站人；⑥试验阶段，如遇到问题应立即停止试验，不可在试验过程中采取补救措施；⑦试压完成后，应拆除相应的设备，利用高铝水泥砂浆修补所有注浆孔并做好养生工作。
（3）打压失败处理方案：①检查所有接口的密封情况及胶圈状态，检查所有润滑孔的密封情况；②注浆孔密封有问题时，更换丝堵；接口密封有问题时，首先用单口打压装置逐个进行打压检验，确认后，在承插口接缝处安装V 型胶圈，需要时可在V 型胶圈与T 型胶圈之间注入膨胀水泥进行封闭；③所有重新封闭的接口或润滑孔都要单口打压装置重新检验，不合格的重新处理，直到检验合格；④接口注入水泥砂浆进行封闭时，养生3 天后再进行打压检验。
结论
（1）从单价和便捷性、整体性多方面考虑，推荐采用定长6 米的顶推用球墨铸铁管，但需要注意的是，为了保证顶进时纠偏效果，建议紧挨机头前两节管采用定长2 米的管材。
（2）顶过程中需检查胶圈变形是否正常，状态是否良好，确认胶圈位于密封腔内胶圈，发现问题及时采取措施补救。
（3）工作坑连接尺寸具备条件后测量必须及时和精确到位，否则可能导致安装无法到位或打压失败，影响工程进度。
总之，顶推用球墨铸铁管采用的承插式T 型柔型接口，具有安装速速快、密封性能好的优点，同时管材本身的超强防腐能力、抗内外压能力，可以确保管线的具有超长的安全使用寿命，上述优点使其非常适合于带压管道的顶进施工。该项目完工后，有逐步取代传统顶管管材的趋势。
参考文献：
［1］许其昌.李军．球墨铸铁顶管开发与应用［C］．城镇供水论文集2014 年增刊，2014．
［2］陈涵．新兴铸管球墨铸铁顶管开发与应用［J］.非开挖技术，2013（12）：53 － 56．
论文作者:田国明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：管道论文; 管材论文; 胶圈论文; 球墨铸铁管论文; 顶管论文; 水压论文; 接口论文; 《基层建设》2018年第25期论文;