给水排水工程中金属管材的选型与施工质量控制

引言

随着城市化进程加速与基础设施建设规模扩大，给水排水工程作为保障城市供水安全与污水有效处理的核心系统，其工程质量直接关系到居民生活品质与城市运行安全。金属管材凭借高强度、高韧性及良好的耐高压性能，在给水排水工程中占据重要地位，但不同类型管材在耐腐蚀性、成本、使用寿命等方面存在显著差异，不合理的选型易导致工程隐患。

一、金属管材选型影响因素与决策体系

1.1 技术指标因素

技术指标是金属管材选型的核心依据。水质条件直接决定管材的耐腐蚀性能需求，如 pH 值偏低的酸性水质，需选用耐腐蚀性强的不锈钢管或衬塑钢管；氯离子含量高的环境中，普通钢管易发生点蚀，应避免使用。工作压力与温度要求影响管材的强度与耐热性选择，市政输水主干管因高压需求，常采用球墨铸铁管或厚壁钢管；热水供应系统则需耐高温的铜管或薄壁不锈钢管。管径与敷设方式也至关重要，大口径管道需考虑管材的环刚度，埋地管道需具备良好的抗土壤应力能力，架空管道则对柔韧性和抗风荷载性能有更高要求。

1.2 经济与管理因素

经济与管理因素贯穿管材全生命周期。初期投资方面，铜管、不锈钢管单价较高，但使用寿命长、维护成本低；焊接钢管虽成本低廉，但防腐处理与更换频率增加后期费用。生命周期成本分析需综合考虑管材购置、运输、安装、维护及更换费用，平衡短期投入与长期效益。市场供应情况同样关键，当地缺乏特定管材生产或运输条件受限，可能导致工期延误与成本上升。

1.3 规范与标准依据

国家标准与行业规范为管材选型提供强制性指导。《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268）明确规定不同工况下的管材性能指标与施工要求；《建筑给水排水设计标准》（GB 50015）对生活饮用水管材的卫生性能提出严格标准。地方标准与工程设计规范也需结合实际遵循，如沿海地区土壤盐碱化严重，需参照特殊防腐设计规范。

1.4 选型决策模型构建

为实现科学选型，可构建基于层次分析法（AHP）的决策模型。将技术指标、经济管理、规范标准等影响因素分解为目标层、准则层与方案层。通过专家打分或数据调研确定各因素权重，对候选管材进行量化评分，加权计算综合得分，得分最高者即为最优方案。实际应用中，还可结合模糊综合评价法，处理如 “耐腐蚀性能” 等模糊指标，增强模型的实用性与准确性。

二、金属管材施工质量控制关键技术

2.1 施工前准备控制

施工前准备是质量管控的基础。严格执行管材进场检验制度，通过外观检查、壁厚测量、力学性能抽检等方式，核查管材是否符合设计及规范要求，杜绝不合格管材流入施工现场。根据管材特性与工程需求，科学编制专项施工方案，明确焊接工艺参数、接口形式选择及防腐处理流程，并对施工人员进行技术交底，确保操作规范。还需做好施工现场条件准备，包括场地平整、临时排水系统设置、材料堆放区域划分，避免管材因存放不当出现损伤变形。

2.2 施工过程质量控制

施工过程是质量控制的核心环节。在管道连接方面，焊接作业需严格执行工艺评定参数，采用氩弧焊、电弧焊时，控制焊接电流、电压及速度，确保焊缝饱满、无气孔夹渣；法兰连接需选用适配的橡胶垫片，严格控制螺栓紧固力矩，防止接口泄漏。防腐处理直接影响管材使用寿命，埋地钢管应采用三层 PE 防腐层，施工时确保涂层厚度均匀、粘结牢固，不锈钢管可通过钝化处理提升抗腐蚀能力。

2.3 施工后检测与验收

验收阶段质量监督工作是质量管控的最后一道防线，压力试验是保证检验管道密封与承载能力的重要方法，给水管道应进行水压实验，排水管道应进行闭水实验，没有渗漏，用超声波检测仪、电火花探测仪等检查其无损焊接质量，及管道涂层是否完整，有无缺陷。在验收阶段，与设计图纸和相关规定进行严格的对比，审查施工记录及检测报告等相关资料，检查管道高程、坐标、接口类型等实物质量，确认工程质量是否满足要求，为给水、排水系统的运行提供可靠保障。

三、施工质量常见问题及防治措施

3.1 接口泄漏问题

金属管道接口处渗漏主要原因是接口工艺的缺陷以及管道材料的老化等，在接口的焊接连接处，如果电流值不当、焊缝连接处没有完全熔合、焊缝处存在气泡缺陷等都会在焊接处存在一个渗漏途径，法兰的连接处，若选用的垫片材料与介质不匹配、固定螺栓拧紧不均匀，就会引起接缝处的泄漏；卡箍连接处使用的密封圈的材料安装位置错误、老化，都会引起卡箍处的渗漏。

3.2 管材腐蚀问题

金属管的腐蚀破损和破坏其寿命，腐蚀原因包括电化学腐蚀、土壤腐蚀和水质腐蚀。埋地金属管材在不同的土壤湿度、酸碱度下易形成原电池，水质中的氯离子、硫酸盐等介质能够促使金属表面氧化，一旦防腐层破损，空气和水分等进入金属表面，都会使腐蚀进程加速。为此，埋地管道可采取阴极保护，可以通过牺牲辅助阳极或是施加与金属管材上的反向电流等方式来抑制金属管的电化学腐蚀；管道施工时，加强防腐层的质量检测，利用电火花检测仪器进行三层 PE 防腐层的漏点检测，破损处应及时进行补涂；对于具有水质腐蚀强的部位可喷涂内壁环氧陶瓷或者采取内衬不锈钢复合管，减少介质和金属的直接接触，同时需要定期监测其水质，动态调整其防腐的方法。

3.3 管道变形问题

管道变形主要来自回填压实不饱满、地基沉降和管道外部的压力挤压等。当管道两侧的回填土没有分层压密，或者回填材料不符合规定要求，管道受力不均匀；管道下方的软土地基没有处理好，久而久之，沉降变形，就会造成管道变形；地面有大的车辆碾压、管道外受到外部施工扰动等，也会造成管体结构的破损。对此，一是应注意工艺过程回填，选用中、粗砂、素土等柔性材料分层回填土，对于软土地基，需采取换填、强夯、桩基等进行处理，提高地基的承载力，二是在穿过道路、构筑物等地带，需做混凝土套管或者钢套管包裹，并于其上方设立警告标志，限制超重车辆碾压，从工程的施工工艺和环境防护等角度，在源头上预防和避免管道变形。

结语

给水排水工程中金属管材的选型与施工质量控制是保障工程安全高效运行的关键。科学选型需统筹技术、经济、规范等多维度因素，借助层次分析法等模型实现精准决策。施工过程则要强化全流程质量管控，针对常见问题制定系统防治措施。随着新材料、新技术的发展，需持续优化选型与施工体系，推动给水排水工程向智能化、精细化方向迈进，为城市基础设施建设筑牢根基。

参考文献

[1]黄志刚.市政给水排水工程规划设计与施工管理[J].居舍,2022,(21):120-123.

[2]邰大开.市政给水排水工程施工管理关键点分析[J].居舍,2022,(02):151-153.