生态防护林管道灌施工技术探讨

刘兵先

(新疆阿拉尔新城建筑有限责任公司，新疆阿拉尔 843300)

近年来生态环境问题日益成为人们关心的热点。防护林带作为生态建设的一部分，正受到越来越多的重视。防护林带是风沙边缘地区进行削弱风力，固定流沙，调节气候，为农业生产创造良好环境的一项重要工程。一师阿拉尔南北两岸生态治理建设项目359(二期)生态林建设工程就是采用管道灌技术为防护林灌水。管道灌工程项目建设实施可明显缓解林业灌水缺水的矛盾，同时为阿拉尔市发展高新节水灌溉技术起到积极示范作用。管道灌溉技术是指以管道代替明渠输水灌溉的一种技术，从水源取水后，通过一定的压力，经各管道将灌溉水输送到林间，直接由管道分水口分水进入农间沟畦。特点是出水口流量较大，管内设计流速大于不淤流速，管道不会堵塞。管道灌溉系统在能够满足农林灌溉的同时，避免了传统渠道对耕地的永久占压，增大绿化面积，改善生态环境。以下就生态防护林管道灌施工进行探讨。

1 施工规划设计和灌溉系统选择

施工规划设计是生态防护林施工的基础，需要结合地理环境、地质条件、水资源情况进行规划并选择合适的灌溉系统。防护林带的特点为长距离带状林木，位于环境比较差的风沙边缘或防护区的边缘，供水难度大，管理条件差。为了保证林木的正常生长，保证防护林带发挥应有的作用，必须考虑林带的供水和管理问题。一般的防护林采用沟灌，但在沙漠区风沙大，沟渠填埋严重，供水管理困难，不能够达到预期效果。以一师阿拉尔南北两岸生态治理建设项目359(二期)生态林建设工程为例。该项目区占地2 137亩，位于一师塔南二干渠南北两侧，属典型的大陆性干旱沙漠气候，干热多风、降雨稀少，蒸发强烈，同时由于土壤条件、灌溉方式以及地形的原因，造成项目区水土流失严重，主要表现为风力侵蚀。加之生态防护林稀疏，生态环境相对脆弱，供水难度大，易形成扬沙天气，空气尘埃浓度较大，环境条件比较差，植被不易存活。结合防护林带的特点和防护林带的规划实例，考虑到管道灌工程不占绿化面积，能够节省水资源，提升植被的存活率，提高防风固沙的效果，得以选择在该区予以实施。

2 生态防风林管道灌施工过程

1)施工准备。施工技术人员在熟悉设计图纸、技术条款的要求和适用于本工程的国家及水电行业技术规范、规程、标准后仔细勘察现场，制定适用有效的进度质量安全措施，拟定施工工序，编制设备、材料和劳力进场计划和搭配方案。2)管线测量放线。派驻专业施工队伍在施工现场设置施工测量控制网，并将它保存到施工完毕。放线从首部枢纽开始，定出干、支管进水口位置。主干管直线段每隔30 m设一个标桩;分水、转弯、变径处加设标桩;地形起伏变化较大的地段，根据地形条件适当增设标桩。主要控制桩存放在管槽旁较安全(不易扰动)的地方。3)管槽开挖。管槽采用挖掘机开挖，管槽开挖后人工清除管槽底部杂物，一般情况下一次开挖成型;管件安装部位适当加宽，加宽宽度以施工方便为宜。4)管道安装。管道安装在管沟开挖验收后进行，如果管段较长要分段验收，一边开挖一边安装。管道安装按干管、支管顺序进行，按设计要求将管道平顺放入管槽内，不得悬空和扭曲;塑料管不得抛摔、拖拉和暴晒，安装期宜集中，争取一次成效;在进行管道安装时，PVC管材管件在粘合前应用棉纱或干布将承口内侧和插口外侧擦拭干净，然后在承口内侧和插口外侧涂刷上粘合剂并立即找正方向将管端插入承口，用力挤压，且24 h内不得移动管道;管道安装完毕后，应将每节管段的中部填土固定(露出接头)，然后进行冲洗试压。5)管道冲洗及试压。管道施工过程中要防止将杂物及施工器具等丢弃在管内，管道按照完工先后进行检查，然后打开每条管道末端的排沙阀冲洗干管，直到排水清澈。冲洗时先打开枢纽总控制阀和待冲洗管道的阀门，关闭其他阀门，然后启动水泵(或开启进水阀)对管道进行冲洗，直到管道末端出水清洁为止。管道安装完毕后，应进行水压试验，包括严密件试验和强度试验。试压的水压力不小于管道设计压力的1.25倍，并保持稳定10 min。6)土方回填。管沟用原土回填，采用机械为主以人工回填为辅，回填前应将沟槽内一切杂物清除干净，积水排净，回填必须在管道两侧同时进行，严禁单侧回填，填土应分层夯实，夯实度不小于设计的90%。回填高度应该符合设计要求。7)试运行。当全系统所有设备冲洗干净、试压正常后就可进行系统试运行。试运行时可使各级管道和灌水器及相应附属装备都处于工作状态，连续运转24 h以上，同时密切观察各压力表和水表，并将结果进行计算评价。待全系统运转正常、基本指标都达到设计规定值，符合质量要求，整个系统才可交付使用。

3 施工经验探讨

3.1 施工注意事项

1)开挖沟槽时，沟底设计标高以上20 cm～30 cm的原状土要予以保留，禁止扰动，铺管前人工挖至沟底设计标高，如局部超挖，用原土填补夯实、沟底应连续、平整、结实。开挖时沟槽两侧堆土高度不超过1.5 m，且距槽边缘不小于1.2 m。2)当管道穿越道路、排水沟时，应加套管。管道安装工作间断期间，应及时封闭敞开的管口。3)夯填土时靠近管壁15 cm内的土层不得有直径大于2.5 cm的石块及直径大于5 cm的土块。4)管道的水压试验要符合下列规定:a.缓慢地向试压管道中注水，同时排出管道内的空气，管道充满水后，在无压情况下至少保持12 h;b.进行管道严密性试验，将管内水加压到0.35 MPa，并保持12 h。检查各部位是否有渗漏或其他不正常现象，为保持管内压力可向管内补水;c.严密性试验合格后进行强度试验，管内试验压力不得超过设计工作压力的1.5倍，最低不宜小于0.5 MPa，并保持试压2 h或者满足设计的特殊要求。每当压力降落0.02 MPa时，则应向管内补水，为保持管内压力所增补的水为漏水量的计算值。根据有无异常和漏水量来判断强度试验的结果;d.试验后，将管道内的水放出。5)管道试运行的水温和环境温度应为5℃～30℃，试运行过程中要随时观察管道的管壁、管件、阀门等处，如发现漏水、破裂等现象，要做好记录并及时处理，处理后再进行试运行，直到合格。

3.2 施工效果

项目区实施管道灌工程后，节约了水资源，增加了塔南二干渠下游的生态用水，对恢复塔南二干渠下游自然环境起到积极的影响。同时，管道灌工程的建设可有力缓解春季缺水灌溉的状况，提高灌溉保证率，有利于林木的充分灌溉，也使得项目区植被的覆盖率增加，改善了小气候，使其生态环境不断向良性循环发展。由于管道灌的管道埋入地下，克服了地面管道在太阳辐射作用下容易老化的问题，并防止灌水管道的损坏和丢失，有利于田间作业，便于管理。因此，该项目管道灌的实施对于该区域水资源的合理利用，保障生产用水和生态用水，对农业生产和恢复自然绿洲都将起到积极的作用，在防护林中推广应用具有较高的发展潜力。笔者认为管道灌系统的自动控制是生态防护林管道灌技术需要进一步发展和研究探讨的方向，防护林带由于距离长，树木灌水的时间要求与作物相比比较低，对这种林带的灌溉协调，可采用电磁阀遥控操作的控制方式。这种操作方式，可以按电磁阀的编组设定轮灌组，每组的开闭时间按该组控制的灌溉面积和林带树种设定，各组以此按时间顺序开启和关闭。

4 结语

管道灌施工技术已经成为一师阿拉尔市生态防护林施工的一项成熟工艺，管道灌在提高施工效率、改善地下施工操作技术和施工成本控制上具有明显的优势。管道灌施工技术可以节约水资源和土地资源，改善生态环境，投资比常规灌溉方法低，使用年限长，经济效益好，运行可靠，在生态防护林施工中具有较高的应用和推广价值，值得进一步研究和探讨。

［1］郭元裕.农田水利学［M］.北京：水利电力出版社，1986.

［2］水利部农村水利司.管道输水工程技术［M］.北京：水利电力出版社，1998.

［3］苏德荣，田 媛.微灌理论与实践［M］.兰州：甘肃教育出版社，1999.

［4］GB/T 50363-2006，节水灌溉工程技术规范［S］.

［5］SL 103-95，微灌工程技术规范［S］.