污水管道技術(shù)論文范文
城市建設(shè)中,污水管道的建設(shè)屬于市政建設(shè)的主要項(xiàng)目之一,并且是十分重要的組成,會影響到城市居民的生活質(zhì)量,而且也會影響該城市的發(fā)展。下面是小編為大家精心推薦的污水管道技術(shù)論文范文,希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
污水管道技術(shù)論文范文篇一
DN1350污水管道頂管施工技術(shù)
摘 要:對于青島市雙埠立交橋改造工程DN1350污水管道頂管施工技術(shù),本文對施工準(zhǔn)備、降水措施、沉井制作、沉井下沉、沉井封底、頂管頂力計算、設(shè)備選擇、頂管頂進(jìn)、糾偏及閉水試驗(yàn)等施工全過程進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述。
關(guān)鍵詞:污水 頂管 施工技術(shù)
中圖分類號:U44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)03(b)-0069-02
青島雙埠立交橋改造工程原雙流高速路南側(cè)污水管線位于現(xiàn)狀雙流路路基與威奧廠房之間,設(shè)計管線開挖深度4.7 m,管線中心距離擋土墻基礎(chǔ)僅3 m,且該處管線位于白沙河古河道上,全部為沙層,地下水位過高,為保證施工過程中現(xiàn)狀高速公路及廠房的安全,將開挖施工變更為頂管施工。
頂管設(shè)計長度322 m,位于雙流路南側(cè)(SDLW K0+014~SDLW K0+446),管節(jié)采用DN1350企口式鋼筋混凝土管,工作井及接收井設(shè)計為鋼筋混凝土矩形沉井施工。
1 工藝流程(如圖1)
2 施工工藝
2.1 施工準(zhǔn)備
(1)挖探坑查明有無既有管線影響施工,清理施工現(xiàn)場障礙物,達(dá)到施工放線的要求。
(2)測量放線:采用水準(zhǔn)儀測設(shè)全線施工水準(zhǔn)點(diǎn),要求每百米設(shè)一個準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)要復(fù)測一個測回平差以保證水準(zhǔn)點(diǎn)高程的準(zhǔn)確性。
采用全站儀按圖紙放出管道中心線,用白灰撒出基坑底線,并根據(jù)基坑挖深按1∶0.4撒出四周上口線。
2.2 降水措施
擬采用打井降水的措施。在工作井四角各打一眼降水井,接收井四角亦各打一眼降水井,每個降水井深12 m,直徑φ600。管道沿線采用雙側(cè)降水方案,沿管道中心線每10 m打一眼降水井,井深約12 m,直徑600 mm。降水井距管中心約3 m。根據(jù)降水效果適當(dāng)調(diào)整降水井的數(shù)量。
2.3 壓密注漿
工藝流程:鉆孔定位—鉆機(jī)就位—鉆進(jìn)—壓水試驗(yàn)—插管、封填及提升套管—配制漿液—下注漿管、套管—注漿—拔套管—封口—邊注漿邊拔注漿管—封孔。
按規(guī)定位置用鉆機(jī)鉆孔到要求的深度,孔徑45~100 mm。將注漿射管與套管一并施工孔內(nèi)。注漿射管管徑40~50 mm,管底部1.0~1.5 m管壁上鉆有注漿孔。在射管與套管之間用砂填塞。拔出套管。地基表面空隙用1:4水泥砂漿或粘土、麻絲填塞。用壓漿泵將水泥漿射管而透入土層孔隙中。水泥漿連續(xù)一次壓入不中斷。灌漿先稀后濃,逐漸加濃,自下而上分段拔管,每次拔管300 mm。拔出灌漿管,用1∶2水泥砂漿或細(xì)砂礫石填塞密實(shí)。
2.4 沉井制作
(1)沉井基礎(chǔ)施工:根據(jù)沉井設(shè)計,施工前沿沉井池壁中心線挖深約0.5 m寬約1.5 m溝槽,溝槽內(nèi)填0.5 m厚粗砂,施工時分層鋪設(shè),層厚25 cm,鋪完一層后,灑水并用平板振搗器振實(shí)。按照放線要求,沿四周砌筑高18.7 cm、寬49 cm的磚模,并用砂漿找平,其上鋪設(shè)一道油氈。
(2)沉井制作:刃腳底模采用磚模,沉井頂進(jìn)方向池壁上的管道預(yù)留洞口采用鋼筋(φ20)骨架,外包寶麗板、油氈,井身采用鋼木模板結(jié)構(gòu),用對拉螺栓加固。模板應(yīng)嚴(yán)密、不漏漿、尺寸符合設(shè)計要求和施工規(guī)范。
(3)混凝土澆筑:混凝土使用商品混凝土,澆筑采用分層鋪設(shè)法澆筑,每澆層厚40~40 cm,采用插入式振搗棒振搗,振搗棒要快插慢拔,以使汽泡充分溢出,禁止漏振、過振現(xiàn)象發(fā)生。
2.5 沉井下沉
在工作沉井的混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后,開始沉井挖土下沉工作,沉井開挖采用人工開挖吊斗提升。下沉過程中要做好三個階段的控制:
(1)初沉階段:因下沉系數(shù)比大,下沉速度較快,易發(fā)生偏差,故此階應(yīng)嚴(yán)格控制井內(nèi)均勻出土,自中心向四周分區(qū)、分層,同步對稱,均勻取土、增加測量次數(shù),控制其不發(fā)生大的偏差,從進(jìn)度上不求快而務(wù)求準(zhǔn)。
(2)下沉階段:沉井在入土一定深度,井外側(cè)土方對井壁會產(chǎn)生一定的側(cè)壓力,從而形成土壓導(dǎo)向,此時下沉速度可加快,但必須糾編下沉,有偏必糾。
(3)終沉階段:距設(shè)計標(biāo)高井底1.5 m處時,應(yīng)以穩(wěn)定觀測為主,下沉為輔,仔細(xì)觀測沉井下沉情況,保證設(shè)計要求下沉到位。
2.6 沉井封底及底板砼澆筑
沉井下到位后,將基坑內(nèi)土方挖至設(shè)計要求標(biāo)高,排除井內(nèi)積水,澆注C40厚400砼底板,回填碎石墊層后澆筑砼,由于剛澆筑的砼底板不能承受地下水壓,故在底板澆筑及養(yǎng)護(hù)過程中,降水措施不能停,在工作內(nèi)一個角落做一個小井,井深為1 m,下φ400井管,在澆筑素砼墊層前,應(yīng)根據(jù)施工具體情況先鋪碎石作為擠淤和濾水措施。在底板達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后,集水井停止抽水,提出水泵,井內(nèi)用砼填滿,并用預(yù)先準(zhǔn)備的地腳螺栓、鋼板和橡膠圈蓋好,并擰緊螺栓。
由于沉井下沉過程中,會在井外壁與基土之間留下縫隙,故沉井封底后要進(jìn)行外壁處理,回填砂并搗實(shí)。
基坑工作面在整個沉井下沉完畢后,用4∶7灰土回填并夯實(shí)。
2.7 頂管施工
該工程頂管出土擬采用手掘式頂管施工工藝,其優(yōu)點(diǎn)是施工人員可隨時觀察土層與工作面的狀態(tài),如遇有障礙物、其它管線及頂進(jìn)偏差等易于采取應(yīng)變措施,做到及時處理、而且工程造價低廉,便于掌握。缺點(diǎn)是效率低,必須將地下水水位降至管底以下0.5 m,方可正常施工。此種施工工藝一般不用工具管,直接首節(jié)管作工具管。
2.7.1 頂力計算
根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)勘察報告,確定相關(guān)的計算系數(shù)。并根據(jù)實(shí)際情況選用適宜的頂力計算公式。為保證數(shù)值的可靠程度,宜采用多個公式進(jìn)行計算,進(jìn)行比較,綜合考慮各種因素確定頂力大小。本工程最大頂力約400T。
P=2DLfP0+2DKfpH+fp0=f[2(pL+pH)DL+P0](t) 式中:P為頂力(t);
f為土壤與管外壁摩擦系數(shù);
pL為土壤的垂直均布荷載,一般用從地在至管頂?shù)耐林亍?/p>
即pL=rh(t/m2);
pH為土壤的水平壓力;
即pH= pLth2(45-φ/2)(t/m2)
φ為土壤的內(nèi)摩擦角(0);
D為管外徑(m);
p0為管道的全部重量(t);
r為土壤密度(t/m4);
h為管頂覆土深度(m);
L為頂管一個頂程全長(m)。
土壤密度為1.8 t/m4,土壤摩擦系數(shù)為0.7,管道自重1.4 t/m管外徑為1.4/m,管頂覆土深度約4.5 m,土壤的內(nèi)摩擦角為40°。代入公式得最大頂力約為400T。
2.7.2 頂管設(shè)備的選擇
(1)千斤頂,根據(jù)頂力計算的結(jié)果選用2個2000 kN的千斤頂組合。千斤頂?shù)男谐虨?00 cm千斤頂固定在支架上,并與管道中心線的垂直對稱,千斤頂安裝的高度使千斤頂?shù)闹c(diǎn)位于管端面垂直直徑的1/4處左右,使用兩臺千斤頂時,兩臺千斤頂?shù)闹行木€與管道中心線對稱,千斤頂?shù)挠凸軕?yīng)并聯(lián)在一起。
(2)橫鐵與順鐵的選擇。
U型鐵是傳遞頂力和護(hù)管口設(shè)備,頂鐵由各種型鋼拼接制成,要求能承受壓力而不變形,搬動方便,無歪斜扭曲現(xiàn)象。一般最小順鐵長度等于千斤頂行程的二分之一來確定。并使順鐵長度由最小模數(shù)的倍數(shù)確定,即40 cm、80 cm兩種型號;頂鐵雙行使用時,其連接長度最大不超過4.0 m,超過時應(yīng)采取加固措施。橫鐵的選擇及加工根據(jù)管徑及千斤頂?shù)牟贾脕泶_定。
(3)工作平臺及工作棚:工作平臺位于工作井上部,用于下管、出土及運(yùn)送工具,平臺支搭用或槽鋼做梁,上鋪15×15方木做臺面,中央部分留洞口上裝活動平臺以利于下管和出土。工作棚支架于工作井上,設(shè)置棚罩,不受氣候和季節(jié)影響,能吊進(jìn)設(shè)備和管道。雨季防止雨水進(jìn)入工作井內(nèi)。
(4) 垂直運(yùn)輸和水平運(yùn)輸?shù)倪x用及布置。
工作井起重架采用行車或我們自行設(shè)計的三角形簡易桁吊,桁吊高度為4 m,跨徑10 m,設(shè)計吊重5 t,主梁采用I45工字鋼,上翼板用等寬槽鋼加強(qiáng),主梁兩端為倒“V”字架腿,可沿地面槽鋼前后移動,工字鋼上安裝5 t電動蘆葫或定滑輪,有卷揚(yáng)機(jī)控制吊放,用以出土及下管、吊放頂鐵等作業(yè)。水平運(yùn)輸則選擇手推車運(yùn)輸。
2.7.3 頂進(jìn)
工作井內(nèi)設(shè)備,安裝完畢后,即可進(jìn)行下管和管內(nèi)挖土和頂進(jìn)工作。首先,將管子下到導(dǎo)軌上,就位后,復(fù)驗(yàn)管中心線與關(guān)內(nèi)底標(biāo)高是否符合設(shè)計要求,確認(rèn)符合設(shè)計后,才能進(jìn)行管前挖土工序。
頂進(jìn)過程包括挖土、頂進(jìn)、測量、糾偏等工序。從管節(jié)位于導(dǎo)軌上開始頂進(jìn)起至完成這一項(xiàng)管段止,始終控制這些工序,就可保證管道軸線和高程的施工質(zhì)量。
(1)頂進(jìn)前的準(zhǔn)備。
首先全部設(shè)備要經(jīng)過檢查并經(jīng)過試運(yùn)轉(zhuǎn)。
工具管在導(dǎo)軌上的中心線,坡度和高程應(yīng)與設(shè)計相符。
開啟封門,若在不穩(wěn)定土層中頂管時,封門拆除后,應(yīng)立即將工具管頂入土層。
(2)頂進(jìn)與開挖實(shí)施要點(diǎn)。
①工具管接觸或切入土層后,應(yīng)自上而下分層開挖,工具管迎面的超挖量應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件確定。管前挖土是保證頂進(jìn)質(zhì)量及地上構(gòu)筑物安全的關(guān)鍵,因?yàn)楣茏釉陧斶M(jìn)中是尋以挖好的土壁前進(jìn)。
?、谠谠试S超挖的穩(wěn)定土層中正常頂進(jìn)時,管下部145°的范圍內(nèi)不得超挖。管頂以上超挖量不得大于1.5 cm。頂管穿越公路,管周圍一律不得超挖,管底亦可預(yù)留1 cm厚土層,在管子頂進(jìn)時切去,可防止管端下沉,因地面震動荷載,嚴(yán)格控制管前超挖,做到隨挖隨頂。管前端挖出的土應(yīng)及時運(yùn)出管外,采用雙筒卷揚(yáng)機(jī)牽引四輪運(yùn)土小車出土,土運(yùn)到工作井后,再用起重設(shè)備吊至工作平臺上,然后運(yùn)出坑外。
3)管道頂進(jìn):利用千斤頂借助于后背的反作用力,將管子推向前進(jìn)。
①安裝好頂鐵,管前端已挖深一定長度后,啟動油泵千斤頂進(jìn)油,活塞伸出一個工作行程,將管子推進(jìn)一個深度。
?、谕V褂捅?,打開控制閥,千斤頂回油,活塞回縮。
?、厶罴禹旇F,重復(fù)上述操,直至需要安裝下一節(jié)管子為止。
?、苄兜繇旇F下管,在砼管接口纏一圈麻繩,或橡膠圈再外加T型鋼漲圈。
?、莘乐构茏渝e口,增加管子直順度和強(qiáng)度,防止管子拖接與錯口。
⑥重新裝好頂鐵,重上述操作。
(3)測量與糾編。
1)測量。
測量工作應(yīng)及時、準(zhǔn)確,以使管節(jié)正確就位于設(shè)計的管道軸線上。測量工作應(yīng)頻繁地進(jìn)行,以便較快地發(fā)現(xiàn)管道的偏移。在頂?shù)谝还?jié)管子時,及校正偏差過程中,應(yīng)每頂進(jìn)20~40 cm,即對中心線及高程測量一次,在正常頂進(jìn)中,應(yīng)每頂進(jìn)50~100 cm測量一次。每次測量以管子前端位置為準(zhǔn),測量記錄應(yīng)完整清淅。
2)糾偏。
?、俜较蚣m偏。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),工具管前進(jìn)方向出現(xiàn)偏差往往有一定“惰性”。例如:開始向左偏,則隨著頂進(jìn)繼續(xù)向左偏,且愈偏愈大,向右、向上、向下都有這種傾向。但由于手工掘進(jìn)糾偏必然影響頂進(jìn)的速度,因而不必也沒有必要每次頂進(jìn)都糾偏,而是應(yīng)該利用產(chǎn)生偏差的“惰性”分析偏差發(fā)展的趨勢,控制偏差可能發(fā)生的量,掌握糾編時機(jī)進(jìn)行糾偏。
②常用的糾偏方法。
a挖土校正法。
偏差為1~2 cm時,可采用此法。此法是管子偏向設(shè)計中心的一側(cè)適當(dāng)超挖,而在相對的一側(cè)超挖或留坎,使管子在繼續(xù)頂進(jìn)中,逐漸回到設(shè)計位置,以達(dá)到校正的目的。
b強(qiáng)制校正法。
當(dāng)偏差大于20 mm時,用挖土法不易校下,可用φ10 cm圓木或方木頂一根,一端頂在管子偏離中心的一側(cè)管壁上,另一端安在墊有鋼板或木板的管前土壤上,支架穩(wěn)固后,開動千斤頂,利用頂進(jìn)時頂木斜支管子所產(chǎn)生的分力,使管子得到校正。 c襯墊校正法。
對淤泥、流砂地段的管子,因其地基承載力弱,常出現(xiàn)低頭現(xiàn)象,這時在管低或管子一側(cè)加木楔,使管道沿正確的方向頂進(jìn),正確的方法是將木楔作成光面或包一層鐵皮,稍有些斜坡,使之慢慢恢復(fù)原狀。管道兩端露在工作井中的長度不得小于0.5 m,均不得有接口。
2.8 閉水試驗(yàn)
2.8.1 閉水試驗(yàn)工藝流程
閉水試驗(yàn)工藝流程如下:試驗(yàn)段管口封磚→在上游井內(nèi)放水→試驗(yàn)水灌至上游井口,高度穩(wěn)定→測量水位下降值,計算滲水量→對照是否滿足規(guī)定要求→合格后進(jìn)行回填土。
2.8.2 閉水試驗(yàn)施工方法
閉水試驗(yàn)在管道回填前進(jìn)行,并先將管道灌滿水浸泡1~2天方可進(jìn)行,試驗(yàn)管段應(yīng)按井距分隔。
管道兩端管堵用磚砌,必須養(yǎng)護(hù)4~7天達(dá)到一定強(qiáng)度后,再向閉水段檢查井內(nèi)注水。注水試驗(yàn)的水位,應(yīng)為實(shí)驗(yàn)段上游管內(nèi)項(xiàng)以上2 m,如井高不足2 m,將水灌至接近上游井口高度。注水過程同時檢查管堵、管道、井身、無漏水和嚴(yán)重滲水,再浸泡管和井1~2天后進(jìn)行閉水試驗(yàn)。
(1)管道閉水試驗(yàn)時,試驗(yàn)管段應(yīng)符合下列規(guī)定。
管道及檢查井外觀質(zhì)量已驗(yàn)收合格。
管道未回填土且溝槽內(nèi)無積水。
全部預(yù)留孔應(yīng)封堵,不得滲水。
管道兩端堵板承載力經(jīng)驗(yàn)算大于水壓力的合力;除預(yù)留進(jìn)出水管外,應(yīng)封堵堅固,不得流水。
(2)管道閉水試驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定。
當(dāng)試驗(yàn)段上游設(shè)計水頭不超地管頂內(nèi)壁時,試驗(yàn)水頭應(yīng)以試驗(yàn)段上游管頂內(nèi)壁加2 m計。
當(dāng)計算出的試驗(yàn)水頭小于10米,但已超過上游檢查井井頂時,試驗(yàn)水頭應(yīng)以上游檢查井井高度為準(zhǔn)。
(3)管道嚴(yán)密性試驗(yàn)時,應(yīng)進(jìn)行外觀檢查;不得有漏水現(xiàn)象,實(shí)測允許滲水量符規(guī)定數(shù)值,管道嚴(yán)密性試驗(yàn)為合格。對滲水量測定時間不少于40 min。
本工程管道為φ1350砼管,允許滲水量為:2.8 L/h·m。
4 結(jié)語
我單位施工的DN1350污水頂管已經(jīng)通過了質(zhì)量監(jiān)督部門的驗(yàn)收,采用本施工技術(shù),施工質(zhì)量與安全均達(dá)到設(shè)計及施工規(guī)范要求,取得了較好的效果。
參考文獻(xiàn)
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