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Frontier Technology Education Workshop

大足区乡镇水厂提质扩能工程中老旧设施拆除与新建构筑物衔接的施工技术优化

作者

罗远林

江苏国兴建设项目管理有限公司重庆分公司 身份证:51028319820512129X

一、项目概况及建设特点

(一)项目基本情况

大足区乡镇水厂提质扩能工程是服务当地农村饮水安全的民生工程,涵盖 1323.732km 供水管道安装(含DN315 至DN32 多规格管道)、98 座提升泵站(65 座一体化智能泵站、33 座普通泵站)新建改建、4978 座闸阀井建设及智慧水务平台搭建等任务。工程需对全区既有乡镇水厂提质,新建7 座扩能水厂(新增规模12500m³/d),同步完成原5000km 供水管网普查与5930 户农村水表入户改造,通过设施更新与智能升级,解决乡镇供水压力不稳、水质保障不足等问题,为大足区乡镇居民提供稳定、安全的饮用水保障。

(二)项目建设特点

项目呈现“老旧拆除与新建同步、分散施工与系统衔接、传统工艺与智能融合”的特点。施工覆盖大足区多个乡镇,涉及不同管径老旧管道拆除、新旧泵站交替等分散作业,需在保障居民 24 小时基本供水的前提下推进施工;新建一体化智能泵站、5620 套闸阀、29 个电磁流量计等设施,需与保留的原有管网、设备精准对接;同时采用管道无损检测、3000 套入户水表智能控制等技术,实现老旧设施功能替换与供水系统智能化升级的双重目标,兼顾工程实用性与技术创新性,适配乡镇复杂的供水场景。

(三)建设难点分析

项目面临“供水保障与施工冲突、老旧设施拆除风险、新旧衔接精度要求高”三大难点。乡镇供水需求连续,老旧管道、泵站拆除期间需临时供水,避免学校、卫生院等关键场所断水;部分老旧管道埋深超2 米且腐蚀率超60%,拆除时易引发管道破裂、自来水泄漏污染周边农田;新建泵站与原有管网衔接处,需保证不同管径(如DN250 与DN200)过渡匹配、压力平衡在0.2-0.4MPa 区间,一体化设备安装偏差需控制在3mm 内,传统施工方法难以满足新旧设施无缝衔接的技术要求。

二、老旧设施拆除技术优化

(一)分段拆除与临时供水协同技

针对乡镇连续供水需求,采用“分段隔离拆除+临时供水保障”技术。先通过原有闸阀关闭将老旧管道划分为500-800 米独立区段,拆除前在区段两端接入临时 DN50-DN100 软管,搭配2 辆 10 吨移动供水车在社区、村口设临时取水点,确保居民用水不受影响。例如在某乡镇老旧DN110 管道拆除时,先关闭区段两端闸阀,布设临时DN50 软管连接周边200 余户居民,再采用液压破碎锤分段拆除旧管,每日施工4 小时(避开用水高峰),避免整体停水导致的民生问题,平衡施工进度与供水保障。

(二)老旧设施无损拆除技术

针对老旧设施拆除风险,优化拆除工艺减少安全隐患。对腐蚀严重的老旧泵站电机、水泵,采用“先超声波检测后拆解”流程,通过检测确定设备壳体、轴承等部件完整性,再用液压扳手按扭矩要求逐步拆解连接件,避免暴力拆除导致部件断裂;对埋深不明的老旧管道,先采用地质雷达探测管道走向与埋深(精度达±5cm),再人工开挖1.5 米深探坑确认,使用液压链锯按 2 米/段切割管道,切割后立即用堵头密封管口,防止残留自来水泄漏污染土壤,保障拆除过程安全可控。

三、新建构筑物衔接技术

(一)管道与泵站精准对接技术

新建管道与原有泵站衔接时,采用“三维定位+法兰精准连接”技术。先通过全站仪测量原有泵站接口坐标与高程(误差≤2mm),在新建管道端部安装带调节螺栓的可调式法兰,现场根据实测数据微调法兰角度与间距,确保管道与泵站接口同轴度误差≤1mm。例如在一体化智能泵站与原有DN200 管网衔接时,通过该技术实现泵站出水端与旧管网的无缝对接,衔接处安装压力传感器实时监测,压力损失控制在0.02MPa 内,避免因衔接偏差导致的供水压力损失。

(二)智能设备与传统设施兼容衔接技术

针对智慧水务设备与传统设施的衔接,开发“协议转换+接口适配”方案。新建电磁流量计、智能水表等设备,通过加装LoRa-RS485 协议转换器,实现与原有供水监测系统的数据互通;在老旧泵站改造中,保留可利用的电机、阀门,加装 PLC 智能控制模块,使其融入智慧水务平台。例如改造某乡镇老旧泵站时,在原有5.5kW水泵上加装变频控制单元,通过RS485 接口适配接入智慧平台,实现远程启停、压力自动调节(精度 ±0.01MPa ),提升设备利用率与系统智能化水平,减少人工值守成本。

(三)管网压力平衡衔接技术

新建构筑物与原有管网衔接后,采用“分区调压+动态监测”技术保障供水稳定。在新建水厂与原有管网连接处安装电动调压阀(配备PID 控制器, 调节精度 ±0.01MPa; ), 根据管网压力实时数据(每 5 分钟采集1 次)自动调节阀门开度;在乡镇主干道、社区入 设20 处压力 (选用高精度压力传感器,误差 ⩽0.2%) ,通过智慧水务平台实时监控衔接处 化, 力波动 ±0 时自动报警并触发阀门微调,同步预留手动调节旋钮应对突发故障。例如某扩能水厂建成后,通过调压阀将出厂水压力稳定在0.3MPa,与原有管网压力匹配,避免压力波动导致的管道爆管或高层住户供水不足问题。

四、关键技术问题解决案例(一)老旧管道拆除断水风险解

某乡镇老旧DN160 管道(使用超20 年,腐蚀率达70%)拆除时,因管道闸阀锈蚀无法关闭,无法分段隔离,优化采用“旁通管先行+快速拆除”方案。先在旧管旁3 米处铺设临时DN100PE 旁通管(长度200 米),两端加装蝶阀控制流量,通过法兰与原有管网连接并开启供水,同步在旁通管沿线设置3 处压力监测点;再使用液压钳按 1.5 米/段快速切割旧管,分段吊运移除,整个过程仅在旁通管连接时短暂停水 2 小时(选择凌晨2-4点用水低谷期),通过旁通管保障居民基本用水,解决传统拆除方式断水超8 小时的问题。

(二)新建泵站与旧管网衔接偏差解决

某一体化智能泵站安装时,发现与原有 DN250 管网接口高程偏差5cm(因旧管网沉降导致),采用“可调式支墩+柔性连接”技术修正。在泵站出口处设置钢制可升降支墩(调节范围0-10cm,配备水平仪实时校准),通过千斤顶缓慢调整泵站高度使接口对齐,再使用 DN250 橡胶柔性接头连接(伸缩量±5cm,内置密封圈增强密封性),吸收高程偏差与设备运行振动,经72 小时压力测试(0.4MPa 保压),衔接处无泄漏现象,供水压力稳定在 0.32MPa,满足新旧设施衔接精度要求。

(三)智慧设备与旧系统数据不通解决

某乡镇 300 套智慧水表安装后,无法与原有供水收费系统(使用超 10 年,仅支持RS232 接口)通信,通过“加装数据网关+协议转换”解决。在智能水表与旧系统间加装工业级数据网关(具备防干扰屏蔽功能),将水表的LoRa 无线信号(传输距离超1km,加密传输保障数据安全)转换为旧系统兼容的RS232 信号,实现用水量数据实时上传(每小时更新1 次),无需更换原有收费系统(节省成本超50 万元),同步对网关进行72 小时稳定性测试,确保数据传输无丢包,实现智能设备与传统系统的兼容运行,保障水费收缴正常开展。

五、总结

项目通过优化老旧设施拆除与新建构筑物衔接技术,有效解决乡镇水厂提质扩能中的施工难题。分段拆除与临时供水协同技术保障民生用水,精准对接与兼容衔接技术实现新旧设施无缝融合,关键问题解决案例为同类工程提供实践参考。工程实施后,大足区乡镇供水管道漏损率从25%降至 12% ,供水压力达标率从70%提升至98%,智慧水务平台实现 35 处流量实时监测、3000 套水表智能管控,供水稳定性、水质保障能力显著提升,为乡镇水厂提质扩能工程的技术优化与推广提供了可复制、可推广的经验。