管道铺设及水头损失.doc

1、管道铺设
一、管槽开挖
1.管槽开挖以直线为宜，槽底开挖宽度为DN+0.30m。遇到管道在地下连接时，应适当增加接口处槽底宽度，管道槽底宽度不宜小于DN+0.50m，以方便安装对接为宜。
2.管道埋设时最小管顶覆土深度应符合下列要求：
① 埋设在车行道下时，不应小于0.80m。
② 埋设在人行道下时，不应小于0.60m。
3.当横穿车行道达不到设计深度时，应采取敷设钢制套管的措施进行保护。
4.管槽必须转弯时，转弯角度不宜过大，弯曲半径应符合下列规定：
PE 管道允许弯曲半径R（mm）
D≤50 30D；50D≤160 50D；160D≤250 75D；D>250 100D。
5.人工开挖管槽时，要求沟槽底部平整、密实，无尖锐物体。沟底可以有起伏，但必须平滑地支撑管材，若有超挖时，必须回填夯实。
二、管道连接
PE给水管道连接有热熔连接和电熔连接。热熔连接又分热熔承插连接和热熔对接连接，电熔连接分为电熔承插连接和电熔鞍型连接。我们采用热熔对接连接方式施工。
三、安装施工
1. 安装前检验管槽是否达到安装要求，然后查看管道外观有无明显凹陷、裂痕、擦伤、划伤，发现质量隐患及时更换。
2. 在管道弯头、三通、渐缩接头、消防栓等处均用C20砼设置混凝土支礅，法兰阀门用砖砌支礅加固。
3. PE给水管与金属管道、阀门、消防栓连接时，必须采用钢塑过渡接头或专门的法兰连接。
4. 在管路隆起部位或上坡地段均应设置排气阀，以减小气、水混压对管道的冲击。管道与排气阀的比例设计为1:8。
5. 由于PE管材本身具有较好的柔韧性和伸缩性，所有管道安装均未考虑伸缩节的安装。
四、回填夯实
管道安装敷设完毕，待隐蔽工程验收后，应立即回填，回填时应符合下列规定：
1. 防止槽内积水造成管道漂浮，如有积水，应想办法排尽。
2. 对石方、土石混合地段的管槽回填时，应先装运粘土或砂土回填至管顶200-300mm，夯实后再回填其它杂土。
3. 回填必须从管两侧同时回填，回填一层夯实一层。
4. 管道试压前，一般情况下回填土不宜少于500mm。
5. 管道试压后的大面积回填，宜在管道内充满水的情况下进行，管道敷设后不宜长时间处于空管状态。
管道安装敷设完毕，待隐蔽工程验收后，应立即回填。回填必须从管道两侧同时回填，回填一层夯实一层。管道试压前，一般情况下回填不宜少于500MM，管道试压后的大面积回填，宜在管道内充满水的情况下进行，管道敷设后不宜长时间处于空管状态。
PE给水管道系列
1、管道敷设
1) 沟槽开挖与基础
①　 一般稳固的土壤管道沟槽断面形式有直壁、放坡以及直壁与放坡相结合等形式，管沟断面形式确定应根据现场施工环境、施工设备、土质条件、沟槽深度、气象条件和施工季节等因素综合确定。沟槽放坡按国家现行标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268的规定执行。
②　 槽底最小宽度应根据土质条件、沟槽断面形式及深度确定，可采用下表的规定。
沟槽槽底最小宽度 ①（mm）
公称外径 dn
槽底宽度B
dn≤400
≥dn+300
400＜dn≤630
≥dn+450
①当管材、管件在槽底连接或管道与附件连接的位置，应适当加宽。
③　 管道沟槽应按设计的平面位置和高程开挖，人工开挖且地下无水时，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。
④　 管道基础或垫层应符合下列规定：
管道必须敷设在原状土地基上，局部超挖部分应回填夯实。当沟底无地下水时，超挖在0.15m以内，可用原土回填夯实，其密实度不应低于原地基天然土的密实度；超挖在0.15m以上时，可用石灰土或砂填层处理，其密实度不应低于95%。当沟底有地下水或沟底土层含水量较大时，可用天然砂回填。
沟底遇有废旧构筑物、硬石、木头、垃圾等杂物时，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。
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找平层或垫层。
对软弱管基及特殊性腐蚀土壤，应按设计要求进行处理。
对岩石基础，应铺垫厚度不小于0.15m的砂层。
2) 管道敷设与回填
①　 管道应根据施工组织设计分段施工，管材应沿管线敷设方向排列在沟槽边；采用非锁紧型承插式连接的管道，承口应向同一方向排列。对连接安装间隔时间较长及每次工程收工，管口部位应进行封闭保护。
②　 电熔、热熔连接管道应分段在槽边进行连接后，以弹性敷管法移入沟槽；非锁紧型承插式连接管道宜在沟槽内连接。
③　 管道移入沟槽时，不得损伤管材，表面不得有明显划痕，应采用非金属绳索下管。
④　 管道穿越重要道路、铁路等需设备金属或混凝土套管时，除应符合本规程的规定外，还应符合下列规定：
1、套管应伸出路边或路基 1.00-1.50m；
2、套管内应清洁无毛刺，管道穿过套管时不得使管道表面产生明显拉痕，必要时管道表面应加套保护；
3、穿越的管道应采用电熔、热熔连接，经试压且通过验收合格后方可与套管外管道相连接；
4、寒冷地区穿越管应采取保温措施；
5、管道在涵洞内通过时，涵洞宜留有通行宽度。
⑤　 管道分段敷设结束，进行系统闭合连接时，宜选择运行水温与施工环境温度差最小的时段进行。
⑥　 管道沟槽回填时，应符合下列规定：
管道铺设后应及时进行回填，回填时应流出管道连接部位，连接部位应待管道水压试验合格后再进行回填，回填前应按本规程规定，对管道系统进行加固。
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，必须全部排尽后，再行回填。
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积的15%。
回填土应分层夯实，每层厚度应为0.2-0.3m，管道两侧及管顶0.5m以上的回填土必须人工夯实；当回填土超出管顶0.5 m时，可使用小型机械夯实，每层松土厚度应为0.25-0.4 m。
当管道覆土较深，且管道回填土质及压实系数设计吴规定时，其回填土质及压实系数应符合要求，管底应有0.1 m以上、压实系数85%-90%的垫层；管道两侧每0.2 m分层回填夯实，压实系数为95%；管顶0.3 m以内压实系数不小于90%。
当管道覆土较浅时，其回填土土质及压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。
回填时各类机具种类，每层回填土虚铺厚度应符合下表规定：
每层回填土虚铺厚度（m）
机具种类
虚铺厚度
机具种类
虚铺厚度
木夯、铁夯
≤0.2
压路机（轻型）
0.2-0.3
蛙式夯、火力夯
0.2-0.3
振动压力机
≤0.4
管道经试压且通过隐蔽工程验收，人工回填到管顶以上0.5 m后，方可采用机械回填，但不得在管道上方行驶。机械回填时应在管道内充满水的情况下进行。
⑦　 各类管道阀门井等周围回填应符合以下规定：
应采用砂砾、石灰土等材料，宽度不应小于0.4 m；
回填后沿管道中心线对称分层夯实，其密度应不低于管沟内分层内要求。管道井在路面位置，管顶0.5 m以上应按路面要求回填。
2、水压试验
1) 一般规定：
①　 在室外温度≤20℃时，水压试压静水压力不小于管道工作压力的1.5倍，且试验压力不应低于0.60MPa，不得将气压试验代替水压试验。
②　 管道水压试验长度不宜大于1000 m。对中间设有附件的管段，应设伸缩装置，水压试验分段长度不宜大于500 m，系统中有不同材质的管道应分别进行试压。
③　 管道水压试验前应编制试压工程设计，其内容应包括下列项目：
管端后背堵板及支撑设计；
进水管路、排水管管路及排气孔设计；
加压设备及压力表选用;
排水疏导管路设计及布置。
试压管段不得包括水锤消除器，室外消火铨等管道附件。系统包含的各类阀门，应处于全开状态。
2) 水压试验:
预试验阶段，应按如下步骤，并符合下列规定：
将试压管道内的水压降至大气压，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压，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。
停止注水补压并稳定60 min。当60 min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再组织试压。
每隔3min记录一次管道剩余压力，应记录30min。当30min内管道剩余压力有上升趋势时，则水压试验结果合格。

2、 室内给水附件
配件：引入管
水表:大表、小表
阀门：止回阀、减压阀、闸阀、蝶阀、球阀等
配水管
用水器具：水龙头、洗脸池、洗涤池、马桶、淋浴器。
安装要求：
(1)给水管道的水压试验必须符合设计要求，当未注明要求时，可以参照以下标准，为试验压力均为工作压力的1.5倍，但不能小于0.6MPa，这是对任何材质而言。
(2)给水系统在交付使用前必须进行通水试验，并做好记录，检验方法为开启阀门、水嘴等放水，然后观察情况。
(3)给水系统管道在交付前必须经过冲洗和消毒，并且经过取样检验，符合标准后；冲洗是为了去除杂去，清洁管道，只有全部都符合标准后，才能投入使用。
(4)室内直埋给水管道应做好防腐处理，可以通过局部解剖来进行检验，但塑料管道和复合管道可以例外。
(5)给水引入管与排水排出管的水平净距不能小于1m；室内给水与排水管道平行敷设时，两者之间的最小水平净距不能小于0.5m；如果交叉铺设，垂直净距不能小于0.15m。
(6)一般来讲，给水管应铺设在排水管的上面，若给水管必须铺设在排水管下面，应给给水管加个管套，其长度应大于等于排水管管道径的3倍。
(7)给水管道应有坡度坡向泄水装置，以便试压冲洗和维修时能及时排空管道内的积水，以防残积。
(8)管道及管件进行焊接时，其焊缝的表面质量应符合一定的要求，具体为：
a.焊缝外形尺寸符合规定，高度不能低于母材表面，与母材的过渡应是圆滑的。
b.焊缝及热影响区的表面无裂纹、夹渣、气孔、弧坑、未熔合以及未焊透等缺陷。

3、室内给水水头损失
定义：水流在运动过程中单位质量液体的机械能的损失称为水头损失。产生水头损失的原因有内因和外因两种，外界对水流的阻力是产生水头损失的主要外因，液体的粘滞性是产生水头损失的主要内因，也是根本原因。单位重量的水或其他液体在流动过程中因克服水流阻力作功而损失的机械能，具有长度因次。水头损失可分为沿程水头损失hf及局部水头损失hj两类。某流段的总水头损失hw为各分段的沿程水头损失与沿程各种局部水头损失的总和
沿程水头损失：克服沿程摩擦阻力作功而损失的水头，它随着流程长度而增加。
局部水头损失：在流动局部地区因边界急局改变引起流动急剧调整、消耗能量而损失的水头。管渠中进水口、弯段、门槽、断面突然扩大或突然收缩，管道中设置阀门、接头或其他配件，常引起流动分离并发生旋涡。旋涡的形成与衰减及流速分布的急剧改变均会消耗液体机械能。高雷诺数下的水流试验表明，局部水头损失近似地与该局部地区的特征流速水头成正比，
计算公式：
1、PVC-U、PE的水头损失计算
塑料管道沿程水头损失hf应按下式计算：
（式1-1）
式中λ—水力摩阻系数；
L—管段长度（m）；
di—管道内径（m）；
v—平均流速（m/s）；
g—重力加速度，9.81m/s2。
因考虑到在通常的流速条件下，常用热塑性塑料给水管PVC-U、PE管一般处于水力光滑区，管壁绝对当量粗糙度对结果的影响非常小或没有影响，故水力摩阻系数λ可按下式计算：
（式1-2）
式中Re—雷诺数。
2、钢管、铸铁管道的水头损失
计算均匀流沿程水头损失的基本公式—达西公式
（式2-1）
式中λ—水力摩阻系数；
L—管段长度（m）；
di—管道内径（m）；
v—平均流速（m/s）；
g—重力加速度，9.81m/s2。
    根据舍维列夫进行的钢管及铸铁管的实验，提出了计算过渡区及阻力平方区的阻力，
新钢管（式2-2）
3、混凝土管、钢筋混凝土管的水头损失：
对于钢筋混凝土管，通常采用谢才公式计算水力坡度：
（式3-1）
式中R—水力半径
对于圆管（式3-2）
C—谢才系数（式3-3）
n—粗糙系数，0.013-0.014。