管道输水灌溉工程规划设计与施工问题探讨
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摘 要：在管道输水灌溉工程规划设计过程中，笔者通过对项目规划设计和组织施工实施阶段的具体参与和资料收集整理，总结和分析从以下几个方面提出问题探讨。
关键词：管道输水灌溉；工程规划；设计；施工问题
中图分类号：S275 文献标识码：A
1 各方协调配合方面
经批复的项目区作物种植结构、节水灌溉方式，任何一方不能随意改变， 因为一旦改变，整个管道布局和相关技术指标会受影响。种植结构调整，应该组织多部门充分论证，并且各方须在项目设计之前达成共识，确定好科学合理的方案，因为项目工程方案决定项目工程的总投资，项目实施后再调整种植结构势必会造成一系列的不良后果。
设备和管材是节水灌溉的重中之重，建议全部统一招标（包括管件，对一些规格多、品种杂的管件进行标准统一化），按照国标和行标执行，特殊设备既无国标又无行标的情况下，参考选用口碑较好的厂家提供的产品，并且为确保设备质量可靠稳定，采购来的设备必须送检，检验单位应该具有相应的资质。在设备安装和调试过程中一定要根据产品说明书的步骤进行，技术含量高的关键设备现场须有技术指导人员全程参与并调试设备，确保安装到位技术指标达到设计要求方可离开现场。管材进场前，生产厂家须提交管材的质检报告和产品合格证，并且甲方和监理方可就管材质量委托有资质的单位对每一批次产品抽检，指标达到要求后准许使用。
在施工过程中应该有质量监督单位的参与，进行工程质量的全程监督和检查，尤其有特殊地质要求的处理问题或相关技术标准重点进行质量监督和检查，而且在项目预算费用中包含有质量监督费。
工程实施后最终的目的是充分发挥工程的效益，满足农业灌溉要求，方便用户运行管理。在规划设计与各衔接方对接时，各衔接方都应该协调配合，充分考虑到项目实施后工程能够正常运行和管护并能满足用户的需求。
2 规划设计过程中应该注意的几点
2.1 整合项目的合理衔接是关键
现有实施项目，尤其是重大项目，灌溉面积比较大，建设内容比较多，一般由不同的政府部门合力实施完成。例如项目区水源工程由水利部门实施，田间输水工程由国土部门实施，地面灌溉工程又由农业部门实施。类似这样的整合项目，如何做到部门之间的互相配合、合理衔接、是项目顺利实施的关键。
2.2 规划要有经济合理的思路
规划要把握高水高用、低水低用的基本原则。合理划分灌溉区域和灌溉单元，才能保证合理的压力分区，在保证灌溉所需的工作水头的前提条件下，只有管道灌溉系统在合适的中低压工况下运行，才能保证系统安全稳定地运行。
2.3 节水灌溉设备选型是关键
管道输水灌溉规划设计，设备的选型是关键，也是保证灌溉系统正常运行的核心。例如过滤器、减压阀、排气阀等设备的选择，一定要及时联系生产厂家，全面了解设备的技术参数，再根据工程设计要求工况，选择经济实用的设备。
3 工程施工中注意事项
UPVC 管道（硬质聚氯乙烯管道），质轻、光洁、美观、水阻小、组配灵活、安装省时省力，近年来在水利行业中日益广泛应用。但在工程施工应用过程中暴露出的问题，对工程质量影响不容忽视，甚至会影响到工程能否正常安全运行，发挥应有的工程效益。现就工程施工中应该注意问题说明如下：
3.1 塑料管道的伸缩和固定问题
塑料管道的管材两端为插头，管件均为承口，多数采用承插粘接法连接，属不可变的永久性连接，而塑料制品的线膨胀系数较大，管道受环境温度和污水温度变化引起的伸缩长度，可按下式计算：
ΔL=L·α·Δt
式中 ΔL——管道温伸长度，m；
Δt——温差，℃；
L——管道长度，m；
α——线膨胀系数，采用7×10-5m/m℃。
在计算6m长管道在t=10℃时的温伸长度为4.2mm，那么4.2mm的伸长或收缩怎么解决？可以用伸缩节或选用承插管件来解决伸缩。尤其在北方地区，环境温差较大，更应该注意管道伸缩问题造成的管道破裂现象。但在安装工艺上常犯的毛病是不按当时的环境温度，在管材插口处做插入深度记号，安装后则不知道插入多深，质检人员也无法检查，容易造成天冷时插口脱出橡胶密封圈的保护范围；天热时管材又无处可伸，胀坏接口。这也是导致项目区试水时管件破裂多的重要原因之一。
3.2 管道连接
给水塑料管最易发生渗漏、爆管的地方就是管道连接处。给水塑料管的连接方式主要有胶粘连接、热熔或电熔连接、专用管件连接及法兰连接。管道、管件粘接时，在涂刷粘胶剂之前，先用砂纸将粘接表面打毛，并用干布擦净，做到粘接表面不沾有尘埃、水迹、油污，当表面沾有油污时，用棉纱沾清洁剂擦净。在对粘胶剂进行涂刷的时候，一定要保证使用量合理准确，做到适中，避免因为用量不适宜造成粘接强度不足的状况，在对承插口进行粘胶剂涂刷的时候，涂刷完成后，要对准位置将管道插接，期间必须保证插接深度恰当，在角度与水平与垂直方面要班组承插接口与接口基本一致。
3.3 管道基础铺设
要确保管道底部与基础紧密接触并保证管道的标准高度与坡度，在UPVC管道之下应该设置垫层，如果是一般的土质，应该设置0.1m左右的砂质垫层。如果地基是软土组成，并且槽底处于地下水位之下的情况下，最好是铺设砂砾或碎石块，其厚度要大于0.15m同时碎石粒径要控制在5～40mm的范围之内，其上然后加铺一层至少0.05m厚的砂垫层，保证基础的稳固性。在基础上，与承插口部位连接的地方应该预留凹槽以安装承口，安装完成后可以用细土进行回填处理。在管底和基础连接的腋角位置，可以用粗砂与中砂加填，对底部进行严密的包裹，给以有力的支撑。
通常情况下，对管道安装一般都是人工操作与完成，如果遇上槽深大于3m或管径大于DN400mm的管材的情况下，要使用非金属的绳索将管材吊送到沟槽之内。在对承插口管进行安装时，插口最好是顺着水流的方向，安装顺序应该是自上游向下游安装。根据施工的要求可以将管材做长短处理，此时应该选用手锯切割，但是在切割过程中必须保证切割断面平整。对于口径较小的管道可以采用人工安装，在将管道插入承口时，可以用撬棍辅助找准方向与位置。如果管径在DN400mm以上，能够用手搬葫芦等工具作为辅助，绝不可以使用机械进行强行的归位处理。一般管道的接口多采用的是橡胶圈接口，操作简单易行，但是，此时应该注意橡胶圈的断面类型以及密闭的效果。
一般连接管道以及检查井之间的部分应该选用柔性的接口，可以使用承插管件进行连接处理。通常状况下，水泥以及UPVC的黏结性较差，将管件等直接砌筑在其上不能保证其连接的稳固性，鉴于这种状况，可以加一个中介层，也就是在UPVC的外管壁涂以塑料粘合剂，然后在其上铺设干燥的粗砂，经过20min固化以后，便形成具有粗糙表面的中阶层，然后可以将其直接砌筑与检查井壁，这样便能够与水泥砂浆结合紧密。
将柔性管道回填到沟槽之内，目的是使其与沟槽一起承载压力与负荷，管道的稳定性以及承载能力在很大程度上受到回填材料以及回填密实度影响。对于沟槽进行回填施工，在符合管道施工相关施工要求规定的基础上，同时，要结合UPVC的管道特征对施工作更加具体详细的安排与处理，一旦完成管道安装必须进行回填处理，不能够耽搁时间，延误回填时间。在回填材料的选择上，特别要注意从管底到管顶以上 0.40m范围内，这个范围内的回填材料要严格把关，回填材料选择碎石屑或者砂砾都可，也可以使用挖掘出的质地较好的土。在管顶以上0.40m范围内避免夯实机的夯实处理，避免对管道造成破坏。从管底到管顶回填的压实系数范围必须高于95%；对管顶以上0.40m范围的不小于80%；其余部位必须不小于90%。如果施工期间正值雨季，要注意防积水处理以及管道漂浮问题。
管道在安装完成以后，要进行严密性的检查，一般采取的是闭水或者闭气试验来实现和完成，而对于PVC-U管道进行检查最适宜的是闭气试验，操作简便易行。UPVC管道一般比混凝土管道的密闭性要好，一般采用闭水试验完成密闭性测试。
4 管道安全保护设施的设置
为保证管道能够正常安全运行，安全保护设施的准确安装到位并能正常运行发挥效能是关键，主要有以下设备。
4.1 排气阀
排气阀的安装位置：一般在管道最高点；上升坡度减缓点或者下降坡度增大点；上升或下降管道无折点，每隔500～1000m安装1个；长距离水平管道每隔500～1000m安装1个；长距离安装1个大口径的效果不如短距离安装多个小型排气阀。排水阀位置不准确或者数量达不到要求，都会影响管道系统的正常运行，一般会出现管道出水量小，甚至不出水，严重时管道内产生负压而致使爆管。
4.2 减压阀
首先应该掌握减压阀技术参数和性能，现有该设备既有减动压又有减静压的性能，选择那类产品主要看工程设计工况要求而定；其次，减压阀的设置是在满足管网需要工作水头，并保证管网能够安全运行的条件下，经过水力计算并考虑科学合理，经济实用的因素而确定的，施工过程中不允许随意改变减压阀的位置和数量，减压阀安装完毕后，还需依照设计要求运行调试。看能否满足设计工况，直至达到要求为止。
4.3 镇墩
镇墩设在管道变径、转弯、分叉等部位。并根据各处的静（动）水压力，按照构筑物稳定的要求，经计算确定其尺寸大小。镇墩的设置数量不能随意减少，也不能任意挪位。镇墩的主要作用是稳定管道，防止移位，如果在需要设置的位置没有镇墩，就会发生管道连接部位漏水，管道工作压力较大时甚至发生爆管，导致管网不能正常运行。