给排水管道工程建设综述

1、2021/8/141 1 1 管道工程建设综述管道工程建设综述 1.1 1.1 管道工程技术简介管道工程技术简介近几年，管道工程技术发展很快，突出表现在近几年，管道工程技术发展很快，突出表现在: :管材、防腐、管材、防腐、管道施工（非开挖）、运行系统管理管道施工（非开挖）、运行系统管理1.1.1 1.1.1 管材管材 1.1.1.1 1.1.1.1 关于刚性管道和柔性管道关于刚性管道和柔性管道 1 1）刚性管道：）刚性管道：“主要依靠管体材料强度支承外力的管道，主要依靠管体材料强度支承外力的管道，在外荷载作用下其变形很小，管子失效是由于管材强度不足而在外荷载作用下其变形很小，管子失效是由于管材

2、强度不足而造成的。在埋地管道结构计算中，当管道结构刚度与管周土体造成的。在埋地管道结构计算中，当管道结构刚度与管周土体刚度的比值（刚度的比值（s s）大于或等于）大于或等于1 1时，按刚性管道计算时，按刚性管道计算”。 或者说就是：管体结构在管顶竖向压力作用下，变形很小，或者说就是：管体结构在管顶竖向压力作用下，变形很小，不足以引起管体两侧土体产生弹抗，可以不考虑管土共同工作不足以引起管体两侧土体产生弹抗，可以不考虑管土共同工作的管道。的管道。2021/8/142 2 2）柔性管道：）柔性管道：“在外荷载作用下有一定环向变形的圆形在外荷载作用下有一定环向变形的圆形管道，在外荷载作用下管道变形使

3、管周土体产生弹性抗力，并管道，在外荷载作用下管道变形使管周土体产生弹性抗力，并由管道和管周土体弹性抗力共同承担荷载，管子失效通常由管由管道和管周土体弹性抗力共同承担荷载，管子失效通常由管道环向变形过大造成。在埋地管道结构计算中，当管道结构刚道环向变形过大造成。在埋地管道结构计算中，当管道结构刚度与管周土体刚度的比值（度与管周土体刚度的比值（s s）小于）小于1 1时，按柔性管道计算。时，按柔性管道计算。” 或者说就是：管体结构在管顶竖向压力作用下，其变形将或者说就是：管体结构在管顶竖向压力作用下，其变形将导致管侧土体产生弹抗，需要考虑管土共同工作的管道。导致管侧土体产生弹抗，需要考虑管土共同工

4、作的管道。 3 3）管道结构刚度与管周土体刚度的比值（）管道结构刚度与管周土体刚度的比值（s s）计算）计算 s s= =（E Ep p/E/Ed d）（t/rt/ro o）3 32021/8/143 1.1.1.2 1.1.1.2、关于刚性接口和柔性接口、关于刚性接口和柔性接口 1 1）刚性接口：）刚性接口：“管道在工作状态下，其接口的相邻管端之管道在工作状态下，其接口的相邻管端之间不允许有相对角度变化和轴向位移现象的发生，以保证管道间不允许有相对角度变化和轴向位移现象的发生，以保证管道接口不出现渗漏水。刚性接口主要包括水泥砂浆（钢丝网）接接口不出现渗漏水。刚性接口主要包括水泥砂浆（钢丝网）

5、接口、混凝土（钢筋混凝土）接口、钢管焊接接口、聚乙烯管熔口、混凝土（钢筋混凝土）接口、钢管焊接接口、聚乙烯管熔焊接口、钢制法兰接口等焊接口、钢制法兰接口等”。 刚性接口不能承受弯曲应力的管道连接，如用水泥类材料刚性接口不能承受弯曲应力的管道连接，如用水泥类材料嵌缝或用法兰连接的管道接口。这种接口伸缩弹性较小，对地嵌缝或用法兰连接的管道接口。这种接口伸缩弹性较小，对地基沉降、振动、基层变形、温度应力的变化等极为敏感，适应基沉降、振动、基层变形、温度应力的变化等极为敏感，适应能力差。这类接口的构造几乎不能适应变位（拉伸或转角），能力差。这类接口的构造几乎不能适应变位（拉伸或转角），水密性差。水密性

6、差。2021/8/1442 2）柔性接口：）柔性接口：“管道在工作状态下，其接口的相邻管端之管道在工作状态下，其接口的相邻管端之间允许有一定量的相对角度变化和轴向位移现象的发生，且间允许有一定量的相对角度变化和轴向位移现象的发生，且管道接口不出现渗漏水。柔性接口主要包括各类弹性橡胶密管道接口不出现渗漏水。柔性接口主要包括各类弹性橡胶密封圈承插式（或企口式、套筒式）接口、球墨铸铁管机械接封圈承插式（或企口式、套筒式）接口、球墨铸铁管机械接口、管渠止水带变形缝接口等口、管渠止水带变形缝接口等”。 柔性接口能承受弯曲应力的管道连接，如用橡胶圈等材柔性接口能承受弯曲应力的管道连接，如用橡胶圈等材料嵌缝

7、连接的管道接口。这种接口伸缩弹性较大，对地基微料嵌缝连接的管道接口。这种接口伸缩弹性较大，对地基微小变形、轻微振动、温度应力变化等的适应能力较强。这类小变形、轻微振动、温度应力变化等的适应能力较强。这类接口构造可以适应一定量变位（拉伸或转角）。接口构造可以适应一定量变位（拉伸或转角）。2021/8/145 1.1.1.3 1.1.1.3 城市供排水管道主要种类城市供排水管道主要种类 1 1）金属类管：）金属类管： 钢管钢管SPSP：钢板直缝焊管与钢板螺旋焊管钢板直缝焊管与钢板螺旋焊管、无缝钢管。接口以焊接为、无缝钢管。接口以焊接为主，承插式柔性接口（扩张成型）也已应用。主，承插式柔性接口（扩张

8、成型）也已应用。 铸铁管铸铁管CIPCIP：主要为延性铸铁管：主要为延性铸铁管DCIP(DCIP(包括包括退火球墨铸铁管退火球墨铸铁管、铸态球、铸态球墨铸铁管墨铸铁管) )、灰口铸铁管、灰口铸铁管GCIP(GCIP(包括离心灰口铸铁管、半连续灰口铸铁管包括离心灰口铸铁管、半连续灰口铸铁管) )。柔性承插式接口。柔性承插式接口。 2 2）混凝土类管）混凝土类管 混凝土和钢筋混凝土管混凝土和钢筋混凝土管，主要适用无压力管道（如排水管），接口，主要适用无压力管道（如排水管），接口分为柔性承插式、柔性企口式、柔性套环式接口以及刚性接口。分为柔性承插式、柔性企口式、柔性套环式接口以及刚性接口。 自应力管

9、自应力管SSCPSSCP、预应力管、预应力管PCP(PCP(包括管芯缠丝预应力管又称三阶段管包括管芯缠丝预应力管又称三阶段管CTPCPCTPCP、振动挤压预应力管又称一阶段管、振动挤压预应力管又称一阶段管PVCP)PVCP)、预应力钢筒砼管预应力钢筒砼管PCCPPCCP。接。接口分为柔性承插式接口、刚性接口。其中预应力钢筒砼管是新一代产品，口分为柔性承插式接口、刚性接口。其中预应力钢筒砼管是新一代产品，为柔性接口。为柔性接口。 现场施工的管渠：砖石砌筑、现浇钢筋混凝土、装配式，每现场施工的管渠：砖石砌筑、现浇钢筋混凝土、装配式，每202030m30m设变形缝，主要用于无压力或低压力管道。设变形

10、缝，主要用于无压力或低压力管道。2021/8/146 3 3）化学管材（塑料管）：）化学管材（塑料管）： 以柔性承插式接口为主以柔性承插式接口为主,PE,PE、PPPP管接口有熔焊连接。管接口有熔焊连接。 热塑性塑料管：包括硬聚氯乙烯管热塑性塑料管：包括硬聚氯乙烯管UPVCUPVC、聚乙烯管聚乙烯管PEPE或高密度聚乙烯管或高密度聚乙烯管HDPEHDPE、聚丙烯管、聚丙烯管(PP)(PP) 热固性塑料管热固性塑料管GRPGRP：又称玻璃纤维增强树脂塑料管或：又称玻璃纤维增强树脂塑料管或玻璃钢管，分两种成型方法，即离心浇铸成型法玻璃钢管，分两种成型方法，即离心浇铸成型法(Hobas(Hobas法

11、法) )及玻璃纤维缠绕法及玻璃纤维缠绕法(Veroc(Veroc法法) )。 各类钢塑复合管各类钢塑复合管2021/8/1471.1.2 1.1.2 防腐防腐 1.1.2.11.1.2.1 混凝土类管：污水及合流管，内防腐以涂装为主。混凝土类管：污水及合流管，内防腐以涂装为主。 1.1.2.21.1.2.2 金属类管：供水管道的内外防腐金属类管：供水管道的内外防腐 钢管外防腐：石油沥青、钢管外防腐：石油沥青、环氧煤沥青、聚乙烯（二层环氧煤沥青、聚乙烯（二层PEPE、三层、三层PEPE）、）、熔结环氧粉末、环氧树脂玻璃钢熔结环氧粉末、环氧树脂玻璃钢等，以及等，以及钢管牺牲阳极阴极保护或外加电流钢

12、管牺牲阳极阴极保护或外加电流阴极保护阴极保护。 供水管道内防腐层：供水管道内防腐层：水泥砂浆水泥砂浆、液体环氧涂料。、液体环氧涂料。1.1.3 1.1.3 非开挖技术非开挖技术 顶管、盾构顶管、盾构、暗挖（做为压力管道的套管）、暗挖（做为压力管道的套管） 定向穿越、夯管定向穿越、夯管 管道不开挖的更新、加固、修复各类技术管道不开挖的更新、加固、修复各类技术( (属维修属维修、加固加固) ) 沉管、桥管沉管、桥管1.1.4 1.1.4 运行管理运行管理 自动化监控系统：自动化监控系统：SCADASCADA监控系统监控系统 地面检漏、管道完整性评价：检漏仪器、计算机风险管理系统等。地面检漏、管道完

13、整性评价：检漏仪器、计算机风险管理系统等。2021/8/148 1.2 1.2 管道工程施工、管道工程施工、质量控制目标质量控制目标 1 1、结构强度安全可靠；、结构强度安全可靠； 2 2、管道整体严密性、完整性、耐久性符合规定；、管道整体严密性、完整性、耐久性符合规定； 3 3、使用功能可靠（供排水水力性能好、供水卫生安全、使用功能可靠（供排水水力性能好、供水卫生安全、管道设备运行正常）；管道设备运行正常）； 4 4、符合卫生和环保要求、工程环境控制符合规定。、符合卫生和环保要求、工程环境控制符合规定。 1.3 1.3 工程质量存在的主要问题工程质量存在的主要问题1.3.1 1.3.1 管、

14、管件、管道设备管、管件、管道设备 进场检验不到位：规格、尺寸、承口和插口检验、密封圈、防腐层；进场检验不到位：规格、尺寸、承口和插口检验、密封圈、防腐层； 运输吊运堆放：损伤、损坏（管身、防腐层）。运输吊运堆放：损伤、损坏（管身、防腐层）。2021/8/1491.3.2 1.3.2 预制管的管道接口连接不当造成接口的结构强度不足、预制管的管道接口连接不当造成接口的结构强度不足、严密性差严密性差 水泥砂浆、细石混凝土接口：不密实、养护不当；水泥砂浆、细石混凝土接口：不密实、养护不当； 混凝土类预制管的柔性接口：涉及承插、企口、钢套环（混凝土类预制管的柔性接口：涉及承插、企口、钢套环（O O型、型

15、、q q型、型、锲型胶圈），安装位置不正确不牢固、承插作业不规范、检查不到位；锲型胶圈），安装位置不正确不牢固、承插作业不规范、检查不到位； 钢管焊接：坡口、组对拼装；焊接工艺评定报告和作业指导书、坑低钢管焊接：坡口、组对拼装；焊接工艺评定报告和作业指导书、坑低仰焊；焊接检验（包括外观质量和内部质量检验，尤其是低部位置）、超仰焊；焊接检验（包括外观质量和内部质量检验，尤其是低部位置）、超次返修等存在控制不严的情况。次返修等存在控制不严的情况。 非混凝土管承插连接：插入深度非混凝土管承插连接：插入深度 机械接口、法兰接口：螺栓连接的次序、力矩检验机械接口、法兰接口：螺栓连接的次序、力矩检验 聚乙

16、烯管熔焊连接（目前现场还没有可行的无损检验手段）：焊前条聚乙烯管熔焊连接（目前现场还没有可行的无损检验手段）：焊前条件检查、焊接过程控制（温度、时间、冷却）、焊后外观检查和性能检验件检查、焊接过程控制（温度、时间、冷却）、焊后外观检查和性能检验（破坏、翻边等）（破坏、翻边等） 其他连接：钢塑过渡连接、支管开孔连接、与设备连接等。其他连接：钢塑过渡连接、支管开孔连接、与设备连接等。2021/8/14101.3.3 1.3.3 防腐防腐（包括补口、补伤，以及混凝土管道内防腐层）（包括补口、补伤，以及混凝土管道内防腐层） 涂装条件：除锈、清理；作业环境、劳动卫生涂装条件：除锈、清理；作业环境、劳动卫

17、生 防腐层施工作业程序执行不力，未固结（甚至表干）就急于回填等防腐层施工作业程序执行不力，未固结（甚至表干）就急于回填等 厚度、检漏、粘结力等检测不到位（下沟前、补口补伤后、回填前）厚度、检漏、粘结力等检测不到位（下沟前、补口补伤后、回填前） 覆土后对外防腐层的地面检漏覆土后对外防腐层的地面检漏 阴极保护：管道电绝缘性、电连续性检测；阴极保护装置安装及检查阴极保护：管道电绝缘性、电连续性检测；阴极保护装置安装及检查 水泥砂浆内防腐层的裂缝、厚度控制及养护水泥砂浆内防腐层的裂缝、厚度控制及养护1.3.4 1.3.4 管基处理及预制管管道敷设管基处理及预制管管道敷设 沟低土基：超挖、扰动；对达不到

18、设计要求承载力的土层处理沟低土基：超挖、扰动；对达不到设计要求承载力的土层处理 管道基础的承载力检验（混凝土强度、砂土压实度）管道基础的承载力检验（混凝土强度、砂土压实度） 管道线形：轴线、排水管道倒坡、柔性接口借转角超标、弹性敷设弯管道线形：轴线、排水管道倒坡、柔性接口借转角超标、弹性敷设弯曲半径过小曲半径过小 钢管闭合焊、管道开孔、阀门等管道设备安装钢管闭合焊、管道开孔、阀门等管道设备安装 套管内管道安装套管内管道安装 沟槽开挖、支撑沟槽开挖、支撑2021/8/14111.3.5 1.3.5 管渠管渠 主体结构开裂、沉降、渗漏主体结构开裂、沉降、渗漏 变形缝：止水带材质及安装、细部混凝土施工、嵌缝变形缝：止水带材质及安装、细部混凝土施工、嵌缝1.3.6 1.3.6 沟槽回填（管区范围内及车行道下）沟槽回填（管区范围内及车行道下） 回填材料回填材料 刚性和柔性管道压实度的不同要求刚性和柔性管道压实度的不同要求 柔性管道的环向变形检测柔性管道的环向变形检测1.3.7 1.3.7 非开挖非开挖 管道线形控制影响使用管道线形控制影响使用 套管管道端部封闭套管管道端部封闭 工作井的施工：基坑施工安全、基坑结构安全工作井的施工：基坑施工安全、基坑结构安全2021/8/14121.3.8 1.3.8 附属构筑物及设施