农村自来水管道设计及工程施工技术要点分析

前言： 相对于城市集中供水系统而言，农村由于地形复杂、居住分散，适合实行分区、分质供水。山区可以建设小型集中供水工程，平原地区可以推进规模化供水网络建设。随着城乡一体化发展，城镇供水管网向周边农村延伸，成为提升农村饮水保障水平的重要路径，既可共享城市优质水源，又可降低农村独立供水系统建设和运行成本。所以对农村自来水管道设计及工程施工技术要点进行分析是很有必要的。

1. 项目介绍

精河县托托镇农村供水保障项目，离精河县 60 公里，日需水量达 453.53 立方，水源为托托河高位蓄水设施和地下水机井混合水源。主干管选用 DN200-DN300 的管径，支管选用 DN100-DN150，入户管道的直径不能小于 DN25，为了保证供水效率，管道的流速要控制在 0.6-1.0m/s，推荐使用聚乙烯（PE）管材，这种材料具有耐腐蚀，韧性好，使用寿命长的优点，而且还要符合 GB/T13663 标准，承受的公称压力不能少于1.0MPa 。

2. 农村自来水管道设计策略

2.1 用水需求

开展全面的实地调研是需求评估的基本工作，调研内容包括常 住人口数量、户籍人口规模以及季节性人口流动情况等人口统计数 据，同时还要了解当地的产业发展状况、农业种植结构和畜禽养殖 规模等生产经营信息。采取分级分类的预测方式能提高准确度，生 活用水量要参考《村镇供水工程技术规范》的规定，并且结合当地 实际用水习惯来确定，生产用水的计算则需分别针对农业灌溉、畜 禽养殖、农产品加工等不同类别进行 [2]。

水质保障是供水工程的关键指标之一，水源选择要以水质好、水量稳定的取水点为主，并开展常年水质监测，处理工艺设计需遵照《生活饮用水卫生标准》，按照原水水质检测结果，设定相应的处理流程，受特殊污染因子影响的水源，要采用针对性的深度处理技术，保证出水水质全面达标。

2.2 管道材料

农村供水系统建立过程中，管道材质的选择起着极为关键的作用，各种类型的管材在物理属性、化学稳定状况以及机械强度等层面有着明显区别，所以必须要根据具体的使用环境展开评判。如今的管道材料主要有聚乙烯 PE 管，聚氯乙烯 PVC 管，铸铁管，钢管和复合管材等，PE 管由于耐腐蚀性好，抗冲击能力强，相对质量较轻，在农村供水工程应用的比较广泛，而 PE 管热熔后形成整体密闭的系统，大大降低了泄漏的风险。PVC 管由于价格低廉安装方便，在中小供水项目的工程中应用较多。铸铁管具有寿命长，耐高压等优势，但由于管重并且容易生锈，这会为铸铁管的施工和维修带来困难。钢管具有出色的机械性能，但却需进行防锈，而且费用昂贵 [3]。

2.3 管道直径与坡度

管道直径与坡度选择时，考虑的主要因素有设计供水流量、系统工作压力、管道的敷设长度，预估的服务年限等等，在理论计算中，可以运用流体力学的基本原理，借助流量公式 Q=V×A 构建起计算模型，Q 表示设计流量，V 为经济流速， A 是管道截面积，对于圆形管道来说，其直径与流量有着明确的数学关系，在实际工程中，常常会使用水力计算表来进行快速查对，根据设计流量和推荐的流速范围找出最合适的管径，在农村供水体系当中，入户支管一般选用 15-25 毫米的直径，主干管道则要按照供水规模挑选直径在63-160 毫米或者更大的尺寸。

在选择管径的过程中也要考虑到将来的发展需要，适当的留有发展余地。如果管径太小，会造成水头损失增大，供水不稳定；管径太大，又会造成初期投资大，造成浪费。

合理管道坡度设计是保证供水系统正常工作的参数之一，坡度不够会导致排水不畅，形成滞留区，这样会降低供水效率，还会造成水质污染；坡度过大会导致流速过快，从而引发水锤现象，加大管材磨损，在平坦地区，要维持不小于 0.002 的纵向坡度，这样才能保证良好的自净能力。

3. 农村自来水管道施工技术关键点

3.1 管道敷设

在进行 HDPE 管道敷设项目之前，利用专业的地质测绘和勘探手段，可以深入了解施工地区的地层构造，地下水位以及土壤特性之类的关键信息，这些数据既为管道选择和敷设方案拟定提供科学的参考，也为施工工艺的选择提供根基。比如通过解土壤的承受能力，水文情况之类的，就可以找到合适的管材和施工技术，进而削减风险，保证工程质量，施工准备环节要包含场地平整，障碍物清除，必要的安全防范设施设立等工作，施工区域务必没有杂物，障碍物堆放，不然会干扰管道的敷设效果以及之后的施工品质。

关于 uHDPE 管道的敷设方式有很多，包括开挖沟槽敷设、非开挖直埋敷设以及一些特殊的环境条件下的水下敷设等等，而沟槽敷设作法是最常用的，可以很好地保护管材不受外界机械损伤和化学侵蚀，沟槽的断面尺寸要根据管径、埋深以及土壤情况准确计算，这样才能保证结构的稳固性与可靠性，在一些特殊的地形或者环境敏感地区，非开挖技术就是很好的选择，可以在不影响地表环境的情况下完成管道的铺设，至于水下敷设，就要考虑到水流冲击、河床稳定等因素，一般会用混凝土配重块或者锚固装置加强管道的抗浮能力，避免被水流影响。

HDPE 管道的连接工艺会直接影响到系统是否具备密封性以及耐久性，热熔对接是主干管道连接常用的工艺手段，关键的工艺参数包含加热温度（210±10℃）、熔融时间（壁厚 ×10 秒）以及冷却压力（0.15MPa，持续30 分钟）。针对大口径管道（DN ≥400mm），则要采用液压对接设备，保证端面平整度不超过 0.5mm/m，以此保障连接质量。电熔连接工艺比较适合管道的修补以及复杂节点的处理，智能电热熔带的应用能够实现自动调节加热过程，试验时的压力不应低于工作压力的1.5 倍，并且要维持30 分钟以上。

3.2 支撑固定

支撑点的布置方案要按照有关工程设计规范来执行，还要根据具体的现场工况情况。支撑点的密度和管道总长存在正向联系，介质的工作压力也会对支撑点的设置产生明显影响，在安排支撑点的具体位置时，务必全面考量管材的热胀冷缩特性，恰当的间距设置有益于有效遏制管道系统出现意料之外的位移和振动现象。

支撑固定技术的选择要经过评估，包含管道的材料特性、几何参数、载荷特性等，工程中常用的固定办法有刚性金属支撑结构，柔性钢索悬挂系统，管段夹持装置，法兰连接组件等，这些固定技术的恰当运用可以明显提升管道系统的结构完整性，改善系统的运行效率，削减全寿命期间的养护开支，按照技术分类，管道支撑系统可分为固定式和活动式两大类。固定支撑结构用来全方位约束管道的相对位移，其结构刚度要达到补偿器变形量的技术标准，活动支撑可以容许管道在某个方向上发生可控的位移，比较适合那些要吸收热变形的管段。按照支撑系统承载能力的不同，它被划分成特轻型，中型和特重型这三个级别，每个级别又包含轴向滑动，双向滑动和导向滑动等多种结构形式，以此来应对不同的工作状态需求。

采集误差 <5% ）进行全流程测试与验收。基础设施类项目如高速公路、水利工程等，周期长、环境复杂，监理应重点加强施工组织方案的动态管理与气象风险识别，利用锚杆抗拔试验（≥80kN）、土钉喷射厚度抽检（≥ 200mm）等手段实施过程控制，并结合遥感监测技术对地质灾害趋势进行预警 [4]。公共建筑项目则侧重绿色与智能建造，监理工作应涵盖绿色材料审核（如节能门窗 K 值≤ 2.0W/ ㎡·K）、绿色施工评估（如湿作业封闭率≥ 90%）及建筑碳排放控制，同时配合完成智慧系统集成、机房施工验收及信息安全检测，保障建筑运行的可持续性与智能化水平。

结语： 对于农村饮水安全工程输配水系统规划设计以及施工技术规范而言，需要是一个全面而且系统的过程，每个环节都要注重细节并保证科学性，从而让整个工程可以做到各方面都达到最优的状态。把上述理论同实践结合起来应用，促进农村饮水安全方面的长效机制，以此来改善当地居民的生活品质及健康状况，做到可持续发展。

参考文献：

[1] 邓良武 . 农村自来水管道设计和工程施工技术要点 [J].低碳世界 ，2024，14（05）：37-39.

[2] 刘威 ， 朱金凤 . 关于农村自来水的管道设计和工程施工技术要点 [J]. 农家参谋 ，2019，（22）：173.

[3] 刘兆楠 . 农村自来水的管道设计和工程施工技术要点分析[J]. 科技资讯 ，2015，13（08）：101.