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摘要:随着城市化进程的加速和人口的不断增长,市政给排水工程作为城市基础设施的重要组成部分,对于保障城市正常运行和居民生活质量具有至关重要的作用。给排水工程不仅涉及城市供水、排水、污水处理等多个方面,而且直接关系到水资源的合理利用、环境保护以及公共卫生安全。通过不断研究和改进施工技术,降低工程成本,提高市政给排水工程的施工质量。
关键词:市政工程;给排水;施工技术
引言:新时期背景下,市政给排水工程关键施工技术的研究和应用显得尤为重要,不仅影响着工程的质量和效率,还关系到工程的经济效益、社会效益和环境效益。通过对关键施工技术的高效应用,能减少对环境的负面影响,在给排水设计及施工环节中加大控制力度,为构建更加安全、高效、可持续的城市水环境作出贡献。
一、工程概况
某城市为提高城市的给排水能力,改善城市的生态环境,启动一项大型的市政给排水工程。该工程总长约6公里,宽约30m,主要目标是建设一个高效、可靠的给排水系统,以满足城市日益增长的用水需求,同时解决城市内涝、污水排放等问题。
给水系统主要包括取水、净水、输配水等环节。取水是从水源中取水;净水是通过一系列的物理、化学、生物等方法对原水进行处理,使其达到饮用水标准;输配水是将处理后的水输送到用户家中。
排水系统主要包括污水的收集、运输、处理和排放等环节。设计时需考虑如何有效地收集和运输污水,并处理和利用污水中的能源和资源。
该项工程还在前期准备阶段细致分析,通过细致勘查,获取可靠数据,还能结合工程建设及给排水设计需求对管道回填土方量精准计算(如表1所示),为工程成本及质量控制提供可靠依据。
表1 管道回填土方量计算
管径DN | 钢管(m3/m) | 铸铁管(m3/m) | 砼管(m3/m) | 钢管(m3) | 铸铁管(m3) | 砼管(m3) |
500-600 | 0.21 | 0.24 | 0.33 | 0 | 0 | |
601-800 | 0.44 | 0.49 | 0.6 | 0 | 0 | |
801-1000 | 0.71 | 0.77 | 0.92 | 0 | 0 | |
小计 | 89 | 0 | ||||
合计 | 89 | |||||
挖填土方量总计 | 178 | |||||
备注:(1)DN500以下的管沟回填土方量不扣除管道所占体积; (2)DN500以上的管沟回填土方量按表格内容进行相应处理。 |
二、关键施工技术
(一)管道施工技术
1、管道材料选择与检验
在市政给排水工程中,管道材料的选择与检验至关重要。合适的管道材料能承受长期的水流冲刷、化学腐蚀等,确保给排水系统的长期稳定运行。现阶段市政工程排水管一般采用HDPE管(钢纤维环绕波纹管),具有很高的耐腐蚀性,能抵抗各种化学物质的侵蚀,可以长期保持管道的完整性。
此外,管道材料在进场前需进行严格的检验,确保其质量符合相关标准。检验内容包括材料的外观质量、尺寸精度、材质成分等[1]。对于特殊管道材料,如:耐腐蚀材料,还需进行相应的耐腐蚀性能测试。
例如,该项工程使用HDPE管材料,在材料进场前对材料的标准数值记录与分析(如表2所示),有助于后续施工的成本及质量控制,还关系给排水的效果,更好地满足市政工程设计与建设需求。
表2 HDPE管材料标准参数
公称通径mm | 内径mm | 外径mm | 最小弯曲半径(mm) | 公称压力(MPa) | |||
静态 | 动态 | 一层网套 | 二层网套 | 三层网套 | |||
4 | 4 | 7 | 35 | 80 | 32 | 42 | / |
6 | 6 | 10.4 | 50 | 110 | 23 | 32 | / |
8 | 8 | 12.4 | 65 | 145 | 23 | 32 | / |
10 | 10 | 14.4 | 80 | 180 | 23 | 32 | / |
12 | 12 | 18.5 | 95 | 215 | 23 | 32 | / |
15 | 15 | 20.6 | 120 | 270 | 21 | 25 | / |
18 | 18 | 24.6 | 145 | 325 | 16 | 25 | 32 |
20 | 20 | 26.6 | 160 | 360 | 16 | 15 | 25 |
25 | 24 | 32.7 | 175 | 400 | 10 | 10 | 15 |
32 | 30 | 41 | 225 | 510 | 6.3 | 6.3 | 10 |
40 | 40 | 50 | 280 | 640 | 4.0 | 4.0 | 6.3 |
50 | 50 | 62 | 350 | 800 | 2.5 | 4.0 | 6.3 |
65 | 62 | 75 | 390 | 845 | 2.5 | 4.0 | 6.3 |
80 | 88 | 104.5 | 480 | 1000 | 2.5 | 4.0 | 6.3 |
100 | 110 | 131 | 600 | 1200 | 2.5 | 4.0 | 6.3 |
125 | 133 | 153 | 750 | 1500 | 2.5 | 4.0 | 6.3 |
150 | 154 | 177 | 900 | 1800 | 1.6 | 2.5 | 4.0 |
175 | 176 | 203 | 1000 | 2000 | 1.6 | 2.5 | 4.0 |
2、管道铺设与连接方式
管道铺设是市政给排水工程中的重要环节,直接影响着工程的施工质量和后期运行。在管道铺设前,制定详细的施工方案,包括管道的走向、埋深、基础处理等[2]。对于不同类型的管道,采用不同的铺设方法。例如,对于大口径的排水管道,采用人工或机械挖掘的方式;对于小口径的给水管道,采用定向钻孔或顶管施工等非开挖技术。
管道连接方式也是关键技术之一。对于不同材料的管道,采用不同的连接方式。例如,铸铁管通常采用承插连接或法兰连接;钢管采用焊接或法兰连接;PVC管和PE管采用热熔或胶合连接等。在施工过程中,确保管道连接的密封性、牢固性和可靠性,以防止出现渗漏或断裂等现象。
3、管道试压与验收
在管道施工完成后,需进行试压测试,以检查管道的强度和严密性。根据给排水工程的设计要求和相关规范,选择合适的试压方法(如:水压试验、气压试验等)对管道进行加压测试。在试压过程中,要密切关注管道的状况,及时发现并处理渗漏、变形等问题。试压合格后,方可进行验收,并交付给排水系统投入使用。
(二)泵站施工技术
1、泵站选址与布局
泵站在给排水工程中起到重要的提升和输水作用。因此,合理的选址与布局至关重要,在选择泵站的位置时,要考虑地形、地质、水流等因素,确保泵站能够有效地将水输送到目的地[3]。同时,泵站的布局也要根据工程的需求和规模进行合理规划,以满足水量、水压等要求。
2、泵站设备安装与调试
泵站设备的安装与调试是泵站施工技术的核心环节。在安装过程中,需确保设备的稳定性和可靠性,严格按照设计图纸和施工规范进行安装。对于大型的泵站设备,要采用预制或模块化安装方式,以提高施工效率。安装完成后,进行严格调试,检查设备的运行状态和性能参数,确保其正常运行。
3、泵站运行与维护
泵站在运行过程中需制定合理的运行方案,根据实际需求调整泵站的运行参数,确保泵站能够高效地工作[4]。同时,定期的维护和保养也是必不可少的,可以及时发现并处理设备存在的问题,延长设备的使用寿命。
例如,该项工程使用一体化预制泵站(如图1所示),了解不同筒体直径,有针对性地设计进水流量、筒体高度、水泵数量、进水管径、出水管径等,强调各项参数的准确性及可靠性(如表3所示),也会为工程给排水的泵站运行及维护提供基础保障。
图1 一体化预制泵站组成结构
表3 一体化预制泵站相关参数
筒体直径(mm) | 进水流量(m'/h) | 筒体高度(m) | 水泵数量(台) | 进水管径(mm) | 出水管径(mm) |
Φ1000 | ≤50 | ≤10 | 2 | DN100-300 | DN80-100 |
Φ1200 | ≤100 | ≤12 | 2 | DN100-300 | DN80-150 |
Φ1400 | ≤150 | ≤12 | 2 | DN200-400 | DN100-200 |
Φ1600 | ≤200 | ≤12 | 2/3 | DN200-500 | DN100-200 |
Φ2000 | ≤400 | ≤16 | 2/3 | DN300-600 | DN150-300 |
Φ2500 | ≤1200 | ≤16 | 2/3 | DN400-600 | DN150-300 |
Φ3000 | ≤2000 | ≤16 | 2/3 | DN400-800 | DN200-400 |
Φ3500 | ≤2500 | ≤16 | 2/3 | DN600-1000 | DN300-500 |
Φ3800 | ≤4800 | ≤16 | 2/3 | DN600-1200 | DN400-700 |
(三)水处理施工技术
1、水处理工艺选择与设计
水处理是给排水工程中的重要环节,其目的是去除水中的杂质、有害物质和异味等,使水质达到规定的标准。在选择水处理工艺时,根据原水水质、处理要求和处理规模等因素进行综合考虑,选择合适的水处理工艺[5]。同时,还需进行详细的水处理设计,包括反应池、沉淀池、过滤池、消毒装置等的设计与布局,确保水处理系统能够高效地工作。
2、水处理设备安装与调试
水处理设备的安装与调试是水处理施工技术的核心环节。根据水处理工艺和设计要求,选择合适的水处理设备,并严格按照施工规范进行安装。对于大型的水处理设备,采用预制或模块化安装方式,提高施工效率。安装完成后,进行严格的调试,检查设备的运行状态和性能参数,确保其正常运行。
3、水处理系统运行与优化
水处理系统的运行与优化也是水处理施工技术的重要环节。在运行过程中,制定合理的运行方案,根据实际需求调整水处理设备的运行参数,确保水处理系统能够高效地工作。同时,定期对水质进行检测和分析,根据水质的变化情况对水处理工艺和设备进行调整和优化,提高水处理效果和降低运行成本。
该项工程根据原水水质、水量变化以及处理要求,制定合理的水处理系统运行方案,包括设备的启停时间、药剂投加量、反冲洗周期等参数的设定,确保水处理系统能够在经济、高效的状态下运行。通过在关键处理环节安装在线监测设备,实时监测原水、出水以及各处理单元的水质指标,如:pH值、浊度、余氯等,及时发现水质异常,为调整运行参数提供依据。再根据在线监测数据和历史数据,定期调整加药系统的参数,如:药剂种类、投加量等,确保药剂的合理使用和出水水质的稳定。
(四)施工过程中的环保措施
1、减少施工对环境的破坏
在市政给排水工程施工过程中,采取一系列措施减少对周围环境的破坏。首先,合理规划施工场地,减少对周围植被和土地的破坏。其次,优化施工方法,采用环保型的施工工艺和技术,以减少对环境的负面影响[6]。此外,加强施工现场的管理,确保施工材料和设备的堆放有序,防止乱堆乱放导致的环境破坏。
2、降低施工噪音和粉尘污染
施工过程中产生的噪音和粉尘是常见的污染源。为降低这些污染,选用低噪音的施工设备,采取有效的隔音措施,以降低施工噪音。或者采用喷雾、洒水等方式控制施工现场的粉尘飞扬,减少粉尘污染。此外,对于施工垃圾应及时清理,防止长期堆放导致的二次污染。
该项工程在采购施工设备时,优先选择低噪音、高效率的设备,从根本上减少噪音的产生;对于噪音较大的设备,采取隔音罩、隔音墙等隔音措施,减少噪音的传播;在易产生粉尘的作业环节,如:土方开挖、破碎等,采用喷水、洒水等湿法作业方式,有效抑制粉尘的飞扬;对于暂时无法进行绿化或硬化的裸露土方,采用防尘网、防尘布等进行覆盖,减少风蚀和水蚀产生的粉尘;对施工区域内的道路进行定期清扫和洒水,保持道路清洁湿润,减少车辆行驶产生的扬尘;在施工现场周边设置围挡和防风屏障,减少粉尘向外部环境的扩散等。
3、合理利用资源和节约能源
市政给排水工程施工应注重资源的合理利用和能源的节约。一方面,在施工过程中尽量采用可再生资源和环保材料,减少对自然资源的消耗。另一方面,优化施工工艺和流程,提高施工效率,减少能源的浪费。此外,结合太阳能、风能等可再生能源,为施工提供绿色、可持续的能源。
结语:
给排水工程作为城市基础设施的重要组成部分,对于保障市民的正常生活和城市的可持续发展具有重要意义。通过关键施工技术的掌握和应用,能提高给排水工程的施工质量,确保其安全、稳定、高效的运行。此外,市政给排水工程是一个系统工程,涉及多个领域和学科的知识,还需加强各单位的合作与交流,推动给排水工程与其他相关领域的协同发展,从而创造更大的经济效益。
参考文献:
[1]孙胜杰,张赟.基于FLAC3D的市政给排水长距离顶管顶推力计算方法及质量控制要点[J].工程技术研究,2022,7(22):85-87.
[2]王成.市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术[J].智能城市,2021,7(22):137-138.
[3]薛飞.市政给排水施工技术要点与分析[J].工程技术研究,2021,6(02):82-83.
[4]秦海瑞.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].居舍,2020,(35):41-42+46.
[5]张娇,张富君.市政给排水施工技术及质量控制措施分析[J].住宅与房地产,2020,(33):157+162.
[6]张红梅.新时期市政给排水施工技术以及质量控制的有效措施[J].水利科学与寒区工程,2020,3(04):178-180.