水利水电工程管道工程施工技术与质量控制措施

引言：水利水电工程管道结构长期承受高水压、水锤冲击、泥沙磨损及复杂地质环境影响，其施工质量缺陷可能导致渗漏、爆管甚至工程失事，造成巨大的经济损失与社会影响。随着“双碳”目标下水电开发的持续推进及大型跨流域调水工程的兴建，管道工程规模日益增大，技术复杂度不断提高，对施工精度与耐久性提出了更高要求，系统研究管道施工关键技术，构建科学有效的全过程质量控制体系，对于保障水利水电工程本质安全、提升投资效益具有重大现实意义[1]。

一、水利水电工程管道主要类型及特点

（1）压力钢管：主要用于水电站引水系统（明管或埋管）。特点为承压高、壁厚大，多采用钢板卷制焊接而成，对焊接质量、安装精度（尤其轴线、坡度）、防腐要求（内壁抗冲磨、外壁防腐蚀）极高，施工常在复杂洞室或高空进行，作业难度大。（2）预应力钢筒混凝土管（PCCP）：广泛应用于大型输水工程，结构为钢筒内外浇筑混凝土并缠绕预应力钢丝，兼具钢材抗拉与混凝土抗压优点，特点为管径大、埋设深、承压好、耐久性强。施工核心在于管节拼装（承插口密封）、回填压实、阴极保护，对基础处理、管道对接精度、保护层质量要求严格[2]。

二、水利水电工程管道工程施工技术

（一）施工前期准备

（1）深化设计复核：结合详细地质勘测资料（尤其埋管区），复核管道走向、埋深、支墩结构、穿跨越方案、防腐设计等，进行必要的 BIM 碰撞检查与施工模拟。（2）材料严控：钢材、焊材、水泥、骨料、外加剂、防腐材料、橡胶密封圈等必须具有出厂质量证明文件，按规范（如 GB/T1591,GB/T5117,SL105 等）进行进场复验（力学性能、化学成分、尺寸偏差、外观缺陷、粘结力、耐候性等），不合格材料坚决清退。（3）施工方案与交底：编制详尽的专项施工方案（含焊接工艺评定 WPS/PQR、吊装方案、防腐工艺、水压试验方案、应急预案），进行多层次技术交底至每位操作工人。（4）基础处理：开挖至设计标高，验槽确认地基承载力满足要求；软弱地基需按设计进行换填、夯实或桩基处理；精确设置混凝土垫层或支墩，严格控制标高、平整度及中心线。

（二）管道安装核心技术

（1）压力钢管安装：利用全站仪、激光准直仪精确定位轴线、高程，设置稳固的临时支撑（钢支墩、千斤顶），防止吊装变形和失稳，明管考虑温度伸缩间隙。（2）焊接工艺：1）焊前：严格坡口制备（角度、钝边、清洁度）、预热（根据钢材碳当量确定）。2）焊接：采用评定合格的焊接工艺（SMAW,SAW,GMAW等），由持证焊工按WPS 施焊，控制层间温度、线能量，重点保证纵缝、环缝（尤其仰焊位置）质量。3）焊后：按要求进行后热、保温缓冷（尤其厚板），及时清除焊渣、飞溅。4）安装精度控制：全程监测管口中心偏差、里程、高程、环缝间隙及错边量，利用调整工具精细调校，符合 SL432 等规范要求。（3）PCCP管安装：1）吊装与就位：使用专用柔性吊具（防磕碰），平稳吊运，下管前复测沟槽底标高和中心线，清理承插口工作面。2）对接与密封：采用机械（拉合器）或液压方式将插口缓慢、均匀地推入承口至标记线，检查确认橡胶圈（“O”型或楔型）无扭曲、翻滚，位置正确，形成均匀连续的密封带，使用专用探棒检查密封效果。严格控制相邻管节偏转角度。3）阀门、伸缩节等附件安装：按设计位置、方向安装，法兰连接螺栓对角均匀紧固，伸缩节按环境温度预压缩或预拉伸，确保操作机构灵活。

（三）管道焊接专项技术

（1）焊接工艺评定（PQR/WPS）：覆盖工程所有材质、厚度、接头形式，严格按 NB/T47014 或ASMEIX 执行。（2）焊工资格：持有效合格项目证书上岗，现场进行岗前适应性考试。（3）过程监控：专人监控预热/ 层温、焊接参数（电流、电压、速度）、焊材烘干保温、防风防雨措施落实，如实填写焊接记录。

（四）防腐与衬里施工技术

（1）表面处理：是防腐成败关键，喷砂除锈达 Sa2.5 级（ISO8501-1），粗糙度符合涂料 / 衬里要求。处理后尽快涂装（一般 4 小时内）。（2）涂装工艺：1）涂料选择：根据设计（如环氧煤沥青、无溶剂环氧、聚脲等）和环境（埋地、明露、水下）选择。2）施工：严格按产品说明书控制配比、熟化时间、膜厚（湿膜卡、干膜测厚仪控制）、层间间隔，采用无气喷涂保证均匀，环境（温湿度、露点）不达标时停止施工。3）养护：达到规定固化时间后方可搬运、回填或试水。4）内衬（如适用）：水泥砂浆衬里需控制配比、浇筑/ 喷涂密实度、养护（保湿防冻），检查厚度、表面平整度、粘结强度、无空鼓裂纹。

（五）混凝土施工（PCCP 接头、支墩、镇墩）技术

（1）模板支护：牢固、严密、尺寸准确，预留孔洞位置正确。（2）钢筋绑扎：规格、间距、保护层厚度符合设计，接头可靠。（3）混凝土浇筑：商品砼或自拌砼确保坍落度、和易性。分层浇筑，振捣密实（尤其接头包角、钢筋密集处），防止离析、冷缝；PCCP 承插口周围混凝土需特别细致操作。（4）养护：及时覆盖保湿（土工布 + 洒水）或喷涂养护剂，时间 ⩾14 天，冬季采取保温措施。

三、施工质量控制难点与应对措施

常见质量问题

（1）焊接缺陷：未熔合、气孔、夹渣、裂纹（热影响区冷裂纹尤甚）、咬边、焊瘤。（2）安装偏差过大：轴线偏移、高程不符、环缝错边量超标、坡度不达标。

（3）防腐失效：除锈不达标、涂层针孔/ 漏涂/ 厚度不足/ 剥离、运输安装损伤未修补。（4）接口渗漏（PCCP）：橡胶圈移位/ 损坏、承插口对接不正/ 未到位、接口混凝土浇筑不密实。（5）基础沉降与管身变形：地基处理不当、回填不实、超载。（6）混凝土缺陷：支墩/ 镇墩强度不足、开裂；接头包裹混凝土空鼓、裂缝。结语：

水利水电工程管道施工是一项技术密集、质量要求极高工程，面对压力钢管高精度焊接安装、PCCP 管复杂接口密封与大体积混凝土施工、严苛环境下的长效防腐等技术挑战，必须牢固树立“质量第一”的理念，将精细化管理贯穿于从材料准入、施工准备到每一道工序操作、质量检验直至最终水压试验的全过程。

参考文献：

[1] 闫超 . 水利工程建设中城镇供水管道安装和管理研究 [J]. 现代工程科技 ,2025,4(07):49-52.

[2] 刘超 . 水利工程供水管道施工技术与质量管理 [J]. 水利技术监督 ,2025,(05):5-8+12.

[3] 骆旋 , 余伟 , 邱冬梅 , 马丽梅 , 郭文慧 , 林沛榕 . 水利工程中管道材料的选择——以沙河—吉河水库连通应急调水工程为例 [J]. 绿色科技 ,2025,27(06):253-257.

[4] 黄建荣 . 水利工程给排水管道渗漏问题及改善措施分析 [J]. 水上安全 ,2024,(20):190-192.