摘要：随着输水管道工程施工的日益增加，输水管道技术也相应的发展迅速，本文通过对输水管道的种类及选材进行了介绍，并且对输水管道工程施工中出现的问题进行了解，并且提出了相应的管道施工技术，以确保输水管道能够为人民带来方便。
关键词：水利；输水管道；工程；设计
引言
本文阐述了输水管道工程中输水管的材料选择及选择方式进行分析，也叙述了输水管道对于人们生活中所起到的作用，详尽叙述了输水管道设计的问题及改进方案与技术。
一、水利输水管道的种类
输水管道大致可分为两种：一种是由水源至原水输水管道，另一种是向城市管网供水的清水输水管道。本文主要讨论原水输水管道的设计与施工技术，清水输水管道的设计与施工原理基本相同。输水管道的设计主要解决以下几个问题：一是管道渗漏要少。在水资源日益紧张的今天，减少渗漏是节约水资源的最有效方式之一。二是管道水力条件要好，以利于节能。节能减排是贯彻可持续发展战略的重要措施。三是运行安全可靠。供水工程是重大民生工程，关系到城乡人民的生活和生产，所以必须保证输水安全可靠。四是投资要省，即管道经济效益要好。输水管道设计不仅要技术合理，还应经济可行，所以经济因素也是必须要考虑的。
二、输水管道管材的选择
合理选择管材对输水工程十分重要。 不仅是输水管道安全运行的关键，而且还决定工程造价的高低。 管材选择应根据管径、内压、外部荷载，管道敷设区的地形、地质、管材的供应，按照施工方便、运行安全、经济合理的原则确定。 在城市输水工程中，管道直径大都 在1m以 上，管道输水工程常用的管材有球墨铸铁管、钢管、预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢复合管道。
1.钢管
钢管应用历史悠久，范围广，是一种常用的安全管材。 优点是适应性强，加工灵活方便可承受较高的内压。 缺点是不宜承受较大的外荷载，一般超过4m时，就要考虑加固处理。 另外，钢管防腐麻烦，总造价高，一旦防腐处理不当，将直接影响其使用寿命和输水能力。 钢管还应根据工程的具体情况考虑伸缩节等措施，以保证输水安全。
2.预应力钢筋混凝土管
预应力钢筋混凝土管在我国应用较为广泛。 一度成为输水工程的主要管材。 其特点是工程总造价低，抗震性能及水力条件好，不需做防腐处理，是一种适合重力流输水的经济管材。 其缺点是笨重、运输及施工不方便。 由于工艺原因存在空鼓或出现承口圆形不规则等易引起渗漏。
3.玻璃钢复合管
玻璃钢复合管道重量较清，强度高，水力特性极好，耐腐蚀性能 强，不需做专门防腐处理，运输安装方便，但价格偏高。从安全可靠性考虑，根据比选及经验，管材质量应作为第一因素，钢管及球墨铸铁管都具有很高的安全可靠性；从管材价格考虑，预应力钢筋混凝土管优于其他管材。以上几种管材，各有优缺点。管道输水的压力一般不太高， 大都在0.7MP以下。只要能保证管道的制造安装质量， 结合目前国情及建设单位的财力，从安全可靠性和综合造价考虑，预应力钢筒混凝土管可作为管道输水工程管材的首选。
三、输水管道设计方法与相关问题
1.流量设计与输水方式
原水设计流量以净最高日平均供水量、输水管道漏失水量和净自用水量之和确定，若设计流量中还包含消防给水功能，则还应再加上消防用水量。输水方式包括无压重力输水、有压重力输水、加压输水、重力与加压组合输水等方式。一般条件许可且有可利用的水位高差时，应优先考虑重力流输水。进行远距离输水且受地形限制时，多采用重力与加压组合方式输水。
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2.管线选择与管道定线
管线选择既涉及技术经济问题，也与城市建设发展规划相联系，需要考虑的因素非常多。一般应先在地形图上初选几种方案，然后通过现场踏勘了解，再综合各方面的情况而定。
3.管道条数与管径确定
为保证供水可靠性，输水管道条数不宜少于2条，多数情况下选择2条管道。当有多个供水水源且安全保障措施足够时，也可选择1条管道加上调节水池的方案。选择管径主要考虑两方面因素：一是水利条件要好，即管道流速不宜太高，通常不超过2.9m/s；二是为防止水中泥沙、悬浮物沉积，流速不宜低于0.6m/s。
4.管材种类与选用
常用管材性能的比较结果见表1。由表1可见，不同管材各有优劣，应结合工程实际情况，从技术、经济、工期、维护、安全可靠等多方面综合比较后确定。一般可不限于一种管材，例如某工程选用了钢管、球墨铸铁管和玻璃纤维夹砂管三种管材，钢管用于鱼塘、河道段，因钢管便于顶管施工；球墨铸铁管用于地质较好、施工方便的地段，玻璃纤维夹砂管用于其他地段。
5.管道设计中的技术与安全措施
管道设计时，虽然已尽量避免与铁路、公路、河流等交叉，然而要完全避免是很难做到的，有些地段必须交叉，这就需要考虑交叉通过的问题。管线通过河道方式有倒虹管和管桥两种方式，当河道有通航、景观要求时应采用倒虹管；没有这方面要求可采用管桥方式，便于运行维护。管线穿过繁忙公路施工一般采用顶管技术。穿越电力隧道、高压燃气管道、铁路时可采用箱涵方式。
四、输水管道施工技术施工过程
1.管道施工方法
管道施工方法一般情况下包括开槽和不开槽两种方法。不开槽施工由于施工费用较高，多数情况下还是采用开槽施工方法。
2.施工技术过程
开槽施工前，要在施工现场进行测量放线，地下水位高的地段还要进行降排水。由于地下常有水、电、气等各类管道，还可能有暗浜、暗穴等，所以要做好调查研究和勘察工作，并对照施工图纸在现场核实。开挖方法有人工开挖和机械开挖两种，后者开挖效率较高，只要条件允许尽量采用这种方法。在地质条件较好地段，地基承载力超过40kPa时，可放坡开挖，坑底垫石块、中粗砂。为保证施工安全，必须严控安放坡度及角度，并采取先支护后开挖的方法，防止边坡垮塌。
3.管道安装技术
挖好沟槽，经检验合格，开始管道安装。安装分下管、排管、稳管、接口、回填等工序。大口径输水管道一般采用机械下管、排管和稳管。其中接口是关键工序，管材不同安装方式也不一样。下管前管子吊离地面后，清理插口凹槽，套入涂满润滑剂的密封圈。胶圈放置妥当后，吊机下管，插口管与承口管平行对中，用导链从管线方向拉动就位。以经纬仪调整检查管轴线，以水准仪定标高。准确无误后，以管道垫层材料稳固管道，然后卸去导链和千斤顶，接下来安装后续管道。每安装完一段管子，都要对接头进行打压试验，即按要求入水、排气、密封，保持规定压力5min无明显压降即为合格，可进行下一段管子安装。打压合格还需灌浆封堵接头。管道安装完毕，静水试压，按设计要求逐级升压至试验压力，保压24h以上，无渗漏、破损，且补水量不超过规定值，即为合格。
结语
综上所述，水利输水管道工程师保证供水的安全及人民生活质量改善的重要保证，它能够促进当地经济的迅速发展，维持社会稳定保障人民能够和谐生活。该文章阐述了水利输水管道设计施工的相关问题，并且对其所出现的相应问题进行了探讨，以供同行们的工程施工提供参考和借鉴
参考文献
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[2]倪治斌.对管道输水工程设计相关技术问题探讨[J].水科学与工程技术2013（10）.
[3]李彦刚.浅谈输水系统设计[J].中国水运出版 2014（12）.
论文作者:曹云亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/28
标签：管道论文; 管材论文; 开槽论文; 钢管论文; 方式论文; 预应力论文; 工程论文; 《基层建设》2019年第11期论文;