殷宇
如皋市水利建筑安装工程有限公司 江苏如皋 226500
摘要：低压管道灌溉技术是目前较为先进以管道输水代替明渠输水的一种地面灌溉工程技术，节水、省时、省力、输水快有利于大面积适时适量均匀供水，降低灌溉成本，保证大面积均衡增产，前景广阔，本文旨在总结管道灌溉施工技术要点，提高施工效率，降低施工成本。
关键词：农业灌溉；管道敷设；试验
我国的水资源严重短缺,农业用水占我国每年用水总量的70%左右,且浪费现象非常严重。目前我国的灌溉面积大约为5330hm2,比起灌溉水利用系数达到0.8以上的先进国家而言,我国灌溉水的利用系数只有0.4左右,60%的水在输水、配水和田间灌水等环节中被浪费掉。
我公司实施的如皋市2013年高效节水灌溉试点县项目施工，高效节水灌溉面积21000亩，其中管灌面积5780亩，喷管面积3620亩，微灌面积11600亩，新建提水泵站16座，新建光伏泵站16座，新建动能光伏系统10套，生态节水池30座。通过对以上工程的实施，项目区农业生产条件大大改善，能够充分满足项目区范围内农田的正常灌溉和排涝需要，发挥水利工程为农业服务的作用，改善了项目区农业生产基础条件，农业灌溉成本显著降低，农作物稳产高产，增加灌区内农民收入，提高群众生活质量，实现良好的经济效益。下面主要将管道主要施工流程方法介绍如下：
一、施工准备
1、物料准备要求
①根据设计备足工程物料；②管材、连接件及附属设备在运输装卸过程中，严禁抛扔或剧烈碰撞；③塑料管材和连接件贮存时应避免阳光暴晒。
2、施工前应编制施工计划，施工人员应通过技术培训。
3、应根据设计核对工程物料的数量、规程，并检查质量。
4、施工环境要求：①施工避开雨季；②在地下位较高地段，备好排水设备；③物料场地应开阔，便于运输和操作。
二、管槽开挖
1、施工现场应设置测量探制网点。在管道中心线上每隔30-50m打一木桩，并在管线的转折点、出水口、闸阀等处或地形变化较大的地方加桩，桩上应标注开挖深度。
2、管槽开挖应按下列要求进行：
①根据当地土质、管材、地下水位、冻土层深度及施工及方法等确定断面开挖型式；②根据管材规格、施工机具、操作要求确定管槽开挖宽度。槽底宜挖弧形管床，管床对薄塑料的包角应小于120°；③管材与连接处，管槽开挖尺寸适当加大。
3、管槽弃土应堆放在管槽一侧0.3m以外处。
4、槽底应平直、密实，并清除石块杂物，排除积水。如超挖则应回填夯实至设计高程；遇软弱地基应采取加固措施。
5、管槽开挖完毕经检查合格方可敷设管道。
三、管道的敷设
（1）一般规定
1）管道地敷设等应具备下列条件：
①工程设计施工图及其它技术文件安全，并经会审；②具备批准的施工方案和施工组织设计，并进行技术交底；③施工人员了解UPVC管道一般物理力学性能，并掌握施工程序和连接技术，并经考核合格后上岗；④施工机具、现场用水、用电、材料储放等满足施工要求。
2）应按设计
施工图要求进行防线定位，槽底标高测量。
3）管道敷设地下水准较高、软土、不稳定土层内，进行施工排水和设置槽边支撑，施工技术及措施应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及敷设规范》（GB50268-97）的有关规定。
4）热胀冷缩，UPVC管材的线性膨胀系数为0.12～0.20mm/m℃，较其它管材有更高的热胀系数，因此膨胀产生的作用力相当小，材料自身即可吸收；同时考虑到地下土壤不受阳光的直射，温度变化比较缓慢，和金属管道相比，UPVC管道的膨胀力小很多，在管道系统中可以不采取补偿手段，但是为了安全起见，小口径管材在夏季施工时可采用蛇行铺设，防止冬季温度低时，管道微量的收缩。
5）管道敷设时不得损伤管材，当有明显影响管材使用的损伤时应当进行必要的处理或更换，划伤深度大于管材壁厚的10%时必须更换。
（2）、管沟开挖
管沟断面开挖形式确定应根据现场施工环境、土质条件等因素综合确定。沟槽放坡按《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268）的规定执行；槽底放坡按《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268）的规定执行；槽底最小宽度见下表：
沟槽槽底最小宽度（mm）
公称外径dn 槽底宽度B
dn≤400 ≥30dn+300
400<dn≤630 ≥dn+450
注：当管材、管件在槽底连接或管道与附件连接时，相应位置的槽底宽度应适当增加。
（3）、管顶覆土深度
管顶最小覆土深度在车行道下时一般不宜小于1.0m,，非车行道下时宜小于0.6m，且管道必须敷设在冰冻线以下；特殊情况可通过计算确定管顶最小覆土深度和管道的最大埋深。
（4）、管沟槽底基础
①管道沟槽应按设计的平面位置和高程开挖，人工开挖，且无地下水时，沟底预留值宜为0.05-0.10m；机械开挖或有地下水时，沟底预留值不应小于0.15m。预留部分在管道敷设前应人工清底至设计标高。
②管道必须敷设在原状土地基上，局部超挖部分应回填夯实。
③UPVC管道硬度低，当遇管沟槽底遇有硬石、木头等杂物时，必须在清除后铺一层厚度不小于0.15m的砂土或素土，且平整夯实。
④对管道附件或阀门、管道支墩位置应垫碎石，夯实后按设计要求设混凝土垫层。
⑤对软弱管管及特殊腐蚀性土壤，应按设计要求进行处理。
（5）、管沟的回填
①管道沟槽回填时，应符合下列规定：
○a管道铺好后应及时进行回填，回填时应留出管道连接部位，连接部位应待管道水压试验合格后再进行回填，回填前检查管道系道是否按要求已加固。○b回填时应先填实管底，再同时回填管道两侧，然后回填至管顶0.5m处。沟内有积水时，必须全部排净后，再行回填。
○c管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土，不得含有碎石、砖块，垃圾等杂物，不得用冻土回填。距离管顶0.5m以上的回填土内允许有少量直径不大于0.1m的石块和冻土，其数量不得超过填土总体系的15%。○d回填土应分层夯实，每层厚度应为0.2～0.3m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆管道两侧及管顶0.5m以内的回填土必须人工夯实；回填土超出0.5m时，可使用小型机械夯实，每层松土厚度应为0.2～0.4m。
②当管道覆土较深且管道回填土土质及压实系数设计无规定时，其回填土土质及压实系数应符合技术条款的要求，管顶应有0.1m以上、压实系数85%～90%的垫层；管道两侧每0.2m分层回填夯实，压实系数为95%；管顶0.3m以内压实系数不小于90%。
③当管道覆土较浅时，其回填土土质及压实系实系数应根据地面要求确定；当修筑道路时，应满足路基的要求。
④各类管道阀门井等周围回填土应符合以下规定：○a应采用砂砾、石灰石等材料，宽度不应小于0.4m；○b回填土沿管道中心线对称分层夯实，其密度应不低于管沟内分层要求。管道井在路面位置，管顶0.5m以上应按路面要求回填。
（6）、埋地管道的固定
管道上的三通、四通、弯头、异径管和闸阀处均匀应根据管内根据内压力计算轴向推力，设置止推墩、固定墩、防滑墩、管箍等锚固件之间应设橡胶垫片，以防止管道的破坏。
①当管道得柔性转弯时，在管道弧度的地方应浇筑固定的混凝土或砖砌固定支墩。②管道上的三通、四通、弯头、异径管等位置需推墩。
四、阀门的施工
（1）阀门安装前应检查启闭、外形尺寸、密封工作面、外观缺陷，现场水压测试。
（2）所有阀门及钢管法兰制品连接密封材料选用相应规格尺寸的天然丁苯橡胶密封圈（GB/T21873-2008橡胶密封件。给、排水管和污水管道用密封圈），连接紧固螺栓规格选用参见02S403（钢制管件），镀锌防锈处理。
（3）闸阀安装应牢固、严密，启闭灵活，与管道轴线垂直。
五、管道试验
UPVC管道水压试验与金属管道不同，金属管线的强度大变形小，只有当管线有漏失时，压力才会降；UPVC管线则不同，即使管线是密封严密的，由于管材的蠕变特性和温度的敏感性，会导致试验压力随着时间的连续而降低，因此对于UPVC管道应全面的理解压力降的含义。
管道水压试验应分为预验和主试验两上阶段进行。
（1）预试验阶段，应按如下步骤，并符合下列规定：
将试压管道内水压降至大气压，并持续60min。期间应确保空气不进入管道。
缓慢地将管道内水压升至试验压力并稳压30min，期间如有压力下降可注水补坟，但不得高于试验压力。检查管道接口、配件等处有无渗漏现象。当有渗漏现象时应中止试压，并查明原因采取相应措施后重新组织试压。
停止注水补压稳压60 min。保压60min后压力下降不超过试验压力的70%时，则预试验阶段的工作结束。当60 min后压力下降低于试验压力的70%时，应停止试压，并应查明原因采取相应措施后再组织试压。
（2）主试验阶段，应按如下步骤，并符合下列规定：
①在预试验阶段结束后，迅速将管道泄水降压，降压量为试验压力的10%～15%。期间应准确计量降压所泄出的水量，设为△V（L）。按下列计算允许泄出的最大水量△Vmax（L）
△Vmax=1.2V△P[1/Ew+di/（enEp）]
式中 V—试压管段总容积（L）
△P—降压量 （Mpa）
Ew—水的体积模量，不同水温时Ew值可按表8.2.2采用
Ep—管材弹性模量（Mpa），与水温及试压时间有关
di—管材内径（m）
en—管材公称壁厚（m）
当△V大于△Vmax，应停止试压。泄压后应排除管内过量空气，再从预试验阶段的“步骤2”开始重新试验。
温度与体积模量关系
温度（℃） 体积模量（Mpa） 温度（℃） 体积模量（Mpa）
5 2080 20 2170
10 2110 25 2210
15 2140 30 2230
②每隔3 min 记录一次管道剩余压务，应记录30min内管道剩余压有上升趋势时，则水压试验结果合格。
③30min内管道剩余压力无上升趋势时，则应再持续观察60min。当在整个90min内压力下降不超过0.02Mpa，则水压试验结果合格。
④当主试验阶段上述两条均不满足时，则水压试验结果不合格，应查明原因并采取相应措施后再组织试压。
（3）试压合格后的回填，应按管道回填要求，全面回填到与地面相平。
六.结语
(1)低压管道输水灌溉系统因具有特殊的优点，加之UPVC管材生产的系列化、标准化程度不断提高和施工方便、价格相对低廉等特点，今后在我国节水农业和现代农业建设中的推广应用范围将越来越大。
(2)在施工过程中，由于低压管道灌溉系统受田块形状、管网布置、运行管理方式、等影响较大，需在工程实施过程中做好施工现场及周边群众的协调和沟通；此外施工过程中要充分考虑材料涨价的风险，做好施工材料的订购储备工作。
(3本文的结论仅适用于水泵提水的UPVC低压管道灌溉系统，对其他情况仅作参考，或可根据本文的方法另行分析确定。
论文作者:殷宇
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期
论文发表时间:2015/11/20
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