混凝土排水管范文
时间:2023-04-03 14:14:43
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篇1
1.引言
近年,随着城镇规模不断发展扩大,国家相继投入了大量资金用于市政建设和改造,钢筋混凝土排水管的生产技术也随着管材的产量,质量,规格品种的发展有了很大的进步。因此,对其工程质量控制要求也越来越高。本文就成品管进行三点法外压荷载试验,为目前工程建设提供试验数据。
2.样本概况
本样品数量为3个,公称内径平均值为2000mm。公称外径平均值为2400mm。管壁厚度平均值为200mm。有效长度平均值为2000mm。排水管沿环向配置内外两层钢筋。
3.检测内容
通过观察排水管内、外表面比较平整,无粘皮、麻面、蜂窝、塌落现象、在接口处有少许露筋现象;用铁锤敲击排水管表面未发现空鼓现象。
4.外荷载试验
通过三点法外压荷载试验,检测试件裂缝荷载与破坏荷载的实际值。具体试验步骤如下:(1)检查设备状况。(2)将试件放在外压试验装置的两个平行的下承梁上,然后将上承梁放在试件上,使试件与上、下支承梁的轴线相互平行,并确保上支承梁能在通过上、下支承梁中心线的垂直平面内自由移动。(3)通过上支承梁加载,选择在上支承梁中点加载。(4)开始加载。
试验装置整体布置,见图1。
图1 混凝土排水管试验装置整体布置 图2 混凝土排水管试验加载装置
严格按照国家规范中的《混凝土和钢筋混凝土排水管试验方法》进行试验,得出试件裂缝荷载和破坏荷载的表述如下:
当加载至100%裂缝荷载时(134kN/m)在试件的顶部和底部两个下支承梁之间出现细小裂缝,裂缝宽度分别为管一:0.10,管二:0.09mm,管三:0.12mm,平均值为0.10mm。加载至105%裂缝荷载时(140.7kN/m)顶部和底部的裂缝宽度分别为管一:0.20mm,管二:0.22mm,管三:1.99mm,平均值为0.20mm。因此确定该三个试件的裂缝荷载为140.7kN/m。
当加载至105%破坏荷载(210kN/m)过程中,三个试件显现破坏状态,选用前一级荷载(200kN/m)为该三个试件的破坏荷载,因此取该三个试件的破坏荷载为200kN/m。
5.理论计算
根据管壁正截面砼塑性系数γm值,大于规范规定值的情况,建议γm的值可取:
管径D≥1000mm γm≥2
D≥1000mm γm≥2.2
相应的砼抵抗力矩为
M砼=2ftkW=0.33ftkbh? (1)
M砼=2.2ftkW=0.366ftkbh?
(2)预压应力产生的抵抗力矩M预
预应力环筋作用在管壁环截面上产生近似均等的预压应力。
预压应力产生的抵抗力矩为
M预=0.5bhσpc·0.58h=0.29bh?σpc (2)
将公式(1)及公式(2)数值代入公式Mα=M砼+M预可得
Mα=0.333ftkbh?+0.29bh?σpc=0.29bh?(1.15ftk+σpc)
D≥1000mm (3)
Mα=0.333ftkbh?+0.29bh?σpc =0.29bh?(1.26ftk+σpc) D﹤1000mm
也可表示为:
Mα=γm ftk W+1.75σpcW=(γm ftk+1.75σpc)
σ=γm ftk+1.75σpc (4)
按公式(4)可计算出管壁环截面上单位面积的综合抗拉应力σ集中线荷载p的数值,既可用下式计算:
P=M/0.318r均·p=0.524σh? (5)
M=σbh?/6 (b=1)
本试验的三个试件平均直径为2000mm,平均管壁厚h=200mm,r=1000mm,σpc=3.772Mpa,砼C50的ftk=2.01Mpa,代入公式(3)得:
Mα=0.333ftkbh?+0.29bh?σpc
=0.29×1000×200?×(1.15×2.01+3.772)=70.56KN·m/m
把数据代入公式(4)得:
σ=γm ftk+1.75σpc=2×2.01+1.75×3.772=9.542Mpa
把数据代入公式(5)得
P=0.524×9.542×200?/1000=201KN/m
因此通过理论计算和实际试验,确定此类型钢筋混凝土排水管的破坏荷载为200KN/m。
6.裂缝图片
当在外力作用下,随着线荷载的增加,裂缝逐渐加宽,随着荷载达到破坏荷载时,试件破坏后,排水管产生的裂缝如下图所示:
图3 混凝土排水管顶部裂缝 图4 混凝土排水管底部裂缝
图5 混凝土排水管外侧裂缝
试验结束后,经测量排水管的长宽为2.035m,短宽为1.970m。
7.结论
综合以上试验检测和理论计算结果,对此类型钢筋混凝土排水管的质量评定,见表1。
表1 质量评定表
序列号 检测项目 检测数量 技术要求
01 外观质量 3个 GB/T16752-2006
02 尺寸误差 3个 GB/T16752-2006
03 外压线荷载 3个 裂缝荷载 ≤140.7KN/m
破坏荷载 ≤200KN/m
04 混凝土强度 3个 GB/T50081 ≥30MPa
总评价 根据GB/T16752-2006《混凝土和钢筋混凝土排水管试验方法》.该试验试件所检指标符合相关质量要求.
参考文献:
[1]GB/T 16752-2006混凝土和钢筋混凝土排水管试验方法[S].2006,12.
[2]GB/T 11836-2009混凝土和钢筋混凝土排水管[S].2009,11.
[3]SL/T 191-96水工钢筋混凝土结构设计规范[S].
篇2
【关键词】市政;混凝土管道;施工技术;实例分析
1.引言
市政排水设施是具有城市水污染防治、排渍和排涝等功能的基本性设施,发挥的作用越来越大。混凝土排水管道不但具备强度高和使用寿命长等优点,而且工程成本相对低廉,已成为市政排水系统的重要组成部分。市政混凝土管道工程施工主要包括施工准备、施工测量、沟槽开挖、管道安装、接口处理、检查井砌筑、阀门及附属构筑物的安装、功能性试验、故障及维修、回填土等关键步骤,也包括了管道穿越障碍物施工、水下施工、特殊环境施工、多管道综合布置施工等特殊条件下的施工。目前,市政混凝土排水管道施工在很多方面已较为完善。除了国家规范外,部分地区也出版了相关规程(如上海市标准《市政排水管道工程施工及验收规程》),汇总了施工设计图集(如中国建筑标准设计研究院组织编制的《市政排水管道工程及附属设施》,图集编号:06MS201)。本文根据笔者自身工作经验,在分析城市排水工程常见问题和混凝土管道施工技术现状的基础上,对其施工关键技术进行了探讨,并结合工程实例进行了阐述。
2.施工关键技术
2.1现状分析。目前,城市排水工程常见的具体问题主要有管道冬季冻堵冻结现象、消防井接口断裂和冻胀冒水现象、基坑塌方、既有管线破坏、沟槽超挖、沟槽槽底泡水、接口漏水或断裂及不同程度的渗水等。分析发现这些问题绝大部分是施工时关键技术掌握不到位和质量控制不严造成。市政混凝土排水管道工程一般采用的施工工艺流程为:施工准备施工放线沟槽开挖管道基础施工管道安装接头坑处理对口闭水试验土方回填。本文针对常见排水工程问题,就其中几个关键技术进行探讨。
2.2施工准备。做好施工图纸会审,认真核实管线平面位置和高程,编制施工组织设计,做好交底工作。同时,施工前须完成最佳回填土密实度试验、砂浆配合比试验以及管节水压试验等基础性试验工作。
2.3施工放线。根据甲方提供的基准点建立施工区工程测量控制网,完成平面控制和高程控制。为避免后期挖掘施工造成难以恢复的破坏,建立控制网时要设置临时水准点、护桩和控制桩。对检查井和预留管的位置、管道中线、与管线存在冲突的位置及沟槽开挖边线等位置要特别注意留下标记,除测量的资料需仔细核对和互检外,重要的施工点要指定专人负责。施工中遇到构筑物时增设转角大于135度的连接井,并分段用直线连接。
2.4沟槽开挖。对埋深两米内的沟槽采用人工挖掘的方式,两米以上的管沟在无障碍物阻挡时一般采用机械掘进的方式,深度较大的沟槽宜分层挖掘施工。结合管线分布图纸和施工现场环境,先清除作业面的浮土和杂物。尤其要注意既有管线的实际位置和埋深,以便为是否采用机械掘进开挖提供参考。沟槽开挖时需定时量测槽底高程和宽度,避免欠挖和超挖。超挖出现后回填碎石等至设计高程时必须保证夯实的密实度不得低于原状土地基密实度。为保证槽底土质的完整,尽量避免原状土被扰动,设计槽底以上20cm范围应以人工开挖的方式进行。为防止边坡塌方,支撑直槽的槽坡宜采用1:0.05,堆土下坡脚与槽边的距离最小不能小于1米。为防止槽底泡水,雨季施工时根据降雨量和地下水位情况设置闭合土埂或排水沟、集水井等。
2.5管道安装。管道安装前做好基底处理,平基的混凝土坍落度宜控制在2—4cm,尤其是平基高程要达到规定强度后才能稳管。下管前检验槽底高程、宽度和槽帮稳定性,并彻底清除沟槽杂物。依据沟槽深度和施工面选择混凝土管道堆放位置和吊车停靠位置控制管材间隙。钢丝网水泥砂浆抹带时应先凿毛管道接口并涂刷砂浆,管径大于40cm时分两层抹带。无特殊要求时可采用1:3砂浆捻缝,用1:2.5砂浆抹带,抹带完工与洒水养护时间间隔至少保证3小时左右。接口抹带时管缝要保证与钢丝网对中,搭接深度不少于10cm。检查井每砌筑约50cm即批荡一次以减少抽排水量,每天砌筑高度不宜超过2m。
2.6闭水试验。闭水试验是要求闭水的排水管道施工完成交付使用前必须做的试验,试验应由业主、施工方和监理方联合相关部门进行。试验前应将混凝土管道注满水浸泡2天左右,封堵将要灌水的检查井支管管口和试验管两端。闭水试验水体高度以上游管道为准,且试验时的排水量不得超过规定的渗水量。试验过程中随时注意封堵的砖块等有无渗水现象,若有应及时封堵。灌水至水头要求高度后至少浸泡24小时再观测渗水量,渗水量测定时间最少不得少于30分钟。当渗水量小于规范允许值即为合格,如某工程采用了D800混凝土排水管,闭水试验测定渗水量为36.5立方米/(千米·天),而规范取值为48立方米/(千米·天),闭水试验判定管道施工质量为合格。
2.7土方回填。回填前应清除淤泥、冻土、腐殖土等杂物,回填时保证槽内无积水。回填土不得包含块径10cm以上的硬土块和碎砖、混凝土碎块等,回填土含水量尽量接近最佳含水量。每层填土厚度不应大于30cm,且要做到填一层夯实一层,强度合格一层,管道两侧尽量同时回填,无法满足时回填高差也不应超过30cm。
3.工程实例
该工程为某城市市政道路排水工程,管道埋深约2.4米,采用管径为DN1000的混凝土排水管和D1.2马路甲式检查井。沟槽开挖深度为2.8米,采用“W1—50挖掘机挖掘+人工配合”的方式挖掘,挖掘机斗容约0.5立方米,采用12立方米自卸汽车运输余泥土方,尽量保证随挖随运。为避免槽底泡水,在沟槽彻底挖掘施工时保留了约20厘米的土层作为保护层。本工程检查井内管道伸进长度经计算为0.16米,两管相接抹带时距离保持约1.5cm,钢丝网水泥砂浆抹带时搭接长度约12cm,抹带完成约3小时洒水养护。闭水试验时浆砌封堵砖的砂浆配合比为1:3,抹面密封4小时后灌水浸泡24小时,渗水量测定时间为50分钟。管沟回填土时采用两侧同时且分层回填,每一层回填后均检测了土的密实度,管沟胸腔部位密实度约为92%,管顶50cm密实度约为86%。工程完工后,未出现渗水漏水、塌方、开裂等问题,排水效果良好。
4.总结
市政混凝土排水管道施工质量的好坏直接影响到居民的生活水平和城市形象,施工时必须把握好测量放线、沟槽开挖、闭水试验及土方回填等关键施工技术,保证施工质量。工程实例表明,结合具体施工条件,按照施工规程施工,能保证施工质量达到设计要求,确保城市生产生活的顺利进行。
参考文献
[1]刘灿生.市政管道工程施工手册[M].中国建筑工业出版社,2010.
[2] GB 50268-1997. 给水排水管道工程施工及验收规范,1997.
[3]蒋水文.城市道路混凝土排水管道施工技术及质量控制措施探讨[J].广东建材,2009(4):67—70.
篇3
本文阐述的是,在不采用芯模振动等专用制管设备的情况下,使用简单的插入式混凝土振动器,在工厂预制口径在1400毫米至2600毫米的企口、钢承口等各种接口形式的钢筋混凝土排水管道的工艺研究。
随着城市市政工程建设的发展,对大口径的钢筋混凝土排水管,特别是带有橡胶密封圈接口的排水管道,以及用于地下顶进施工的专用顶管需求量大增。而一般水泥管厂的生产规模都不大,使用传统的离心和悬辊制管设备已无法适应大口径排水管道的生产,企业遇到生产能力不适应的问题。
在此情况下,中铁十六局四公司大胆采用立式组合模具,配合普通的插入振动密实方法,由工人手持插入式振捣棒,将分步装填的混凝土逐段振动密实。同时,也改进了混凝土搅拌、混凝土上料、以及蒸汽养生工序,成功地实现了大口径钢筋混凝土排水管道的批量预制,并在施工中得到成功地应用,为企业扩大生产、增加企业效益做出了贡献。
二、成型原理及工艺参数的确定
(一)成型原理
在插入式振动棒的有效激振力作用范围内,管壁预拌混凝土中砂、石骨料等的全部固体粒子同步产生振动,并在振动时克服粒子之间界面的磨阻力而产生移动,进行有序的排列,互相包裹,互相填充。同时,在呈沸腾状的预拌混凝土中的气泡,沿振动棒表面向上连续均匀排除,混凝土得到最大限度的密实。
本工艺成型的管子,管身混凝土密实均匀,结构强度高,混凝土中无明显残存气泡;管子结构尺寸不受成型工艺的影响,成品内外壁光滑,其内在质量和外观质量均优于其他任何工艺成型的管子。
本工艺的关键,在于将预拌混凝土下料、振动棒振动、振动棒起升等综合在一起,而管模则在工序过程中完全呈静止状态。
(二)插入振动器的选择
根据生产管径的不同,选用国产优质ZX50型行星式高频插入式振动器,工作电源为普通电网交流50Hz、380V,单个振动电机功率为1.1或1.5kW,转速2800转/分。该插入振动器与普通插入式制动器的工作原理不同:由电机驱动软轴,带动振动棒内滚锥旋转,滚锥在振动棒内筒壁的滚道上作行星式滚动,打击滚道,使棒体产生径向高频激振力。该插入振动器的主要技术参数见表1。
生产实践证明,使用该种插入振动器可以迅速地使混凝土得到密实,如果采用了普通的偏心块振动方式的插入制动器,适当延长停滞时间,也完全可以满足了混凝土密实工艺要求。
(三)插入振动器的多点布置
由于混凝土管壁是圆环形薄壁结构,插入振动器必须采用截面范围内的多点水平布置,根据单个插入振动器的激振力有效作用半径,使其激振范围相互衔接,以形成沿管壁圆周均匀、有效的激振力共同作用。单只振动棒的高效激振半径为30-40cm,考虑到钢筋混凝土排水管为薄壁构件,且在试验中发现,混凝土中的钢筋和内外模具的钢板有反射激振力和谐振的作用。试验证明,在两只插入振动棒相衔接的部位,混凝土得到的激振强度不但没有减小,由于叠加作用,反而有增强的趋势。根据以上理由,将插入振动器的多点水平布置的间距(弧长)确定为等距的60cm左右。插入振动器多点水平布置方案见表2。
(四)插入振动器的振动时间
插入振动器的振动时间即振动棒在混凝土中的停滞时间。停滞时间过短,混凝土不能够得到充分密实,混凝土中的游离气泡也不能完全排除;停滞时间过长,则有可能使混凝土产生离析,混凝土中的粗集料颗粒下沉,水分上浮,即形成混凝土由于过振产生的泌水现象。一般混凝土配合比情况下,当预拌混凝土坍落度为3-4cm时,规范要求同一工作点的持续振动时间为20秒-30秒,而使用高频插入振动器的最短持续振动时间不得短于10秒钟。插入振动器的振动时间还与混凝土存料多少有关。当混凝土布料堆积厚度较大时,振动棒在混凝土中的停滞时间应当适当延长。所以,振动棒振动时间应结合混凝土布料速度、堆积料层厚度决定,以保证混凝土恰好振动密实为宜。
(五)立式组合管模
装配式外模:为两半圆结构,半圆接口采用错茬式合口缝,以保证不漏水泥浆。两半模间采用螺拴紧固;整体缩径式内模:为圆形带有缩径机构的整体模,其收缩条向内收拢,然后两侧圆筒同步向内收缩;端口圈:分为下部的承口底圈和上部的插口圈,为铸钢加工件,决定生产出的管子接口尺寸。
三、生产工艺条件及工艺流程
(一)生产工艺条件
立式振动成型用的混凝土原材料,同悬辊制管生产工艺要求基本一致。但在以下方面还存在区别的:水泥采用号早强型硅酸盐水泥,以减轻泌水现象和获得早强效果;石子的最大粒径稍大,以获得较高混凝土强度,为0.5-3.2cm,颗粒级配符合质量要求;砂子选用细度模数为2.3-3.0的中砂,砂率在34%-35%,比悬辊工艺稍大;混凝土加水量必须要严格控制,水灰比为0.38-0.40,控制预拌混凝土坍落度在2-4cm。
采用养护罩式低温蒸汽养生,管子制作完毕后,待满足一个小时的静停时间,使混凝土达到初凝强度后,即加养护罩通蒸汽加热。混凝土经升温、恒温、降温过程,达到混凝土的脱模强度后,先脱掉内模,再脱掉外模,管子脱模后尚需要补充自然养生阶段。
(二)工艺布置
中铁十六局四公司采用的是室外露天生产和养护罩低温蒸汽养生,即在生产现场的混凝土地坪上安装承口底圈,装配管模。一台门形吊车,用以起吊内外模、钢筋骨架、管子和混凝土料斗;在吊车轨道的一端就近安排混凝土搅拌设备。
(三)工艺流程
在承口底座内侧组装内模及底圈,同时涂刷隔离剂,吊装成型好的钢筋骨架套在内模外面,在承口底座和内模上已经分别涂刷隔离剂;在钢筋骨架的外面合上外模,外模的内侧也预先涂刷隔离剂;在内模上部安装混凝土倾料顶盖,将拌制好的混凝土卸到布料顶盖上,向内外模之间的空腔下料;在管壁周圈各点安排插入振动器,分层振动密实混凝土;振动成型结束,将布料顶盖移开,压下插口圈,锁紧楔销,人工修正并成型上部管口;加蒸汽养护罩,养护混凝土;待管体混凝土达到脱模强度后,收缩内模并吊开外模,移至下一个工位,清理模型,与新的承口底圈组装。产品留在原处继续养护,达到起吊强度后,运走管子,脱开底圈。
四、生产工艺特点分析
第一,能生产非圆形管,如:椭圆、蛋圆、上圆下方、带基础管等;也能生产带有柔性橡胶圈接口的企口或各种类型的承插口管。第二,节约能源:以悬辊工艺生产Φ2000管为例,其主机容量在90KW左右,本工艺耗能仅为其五分之一左右。第三,生产同样规格的产品,投资可节省一半以上,生产利润高;并可生产特大口径产品。第四,由于省去了复杂笨重的主机及主机基础,安装方便,对场地要求低及便于移动,可利用工厂现成场地,也可在施工现场预制,产品上马快。第五,因为模具不用旋转,无严重磨损,使用寿命长。具有设备简单,便于维修和安全性能好的优点。第六,在生产过程中没有管子与模具同时起吊的要求,龙门式起重机的起重量要求仅为悬辊工艺的二分之一左右。第七,噪音低,无废料、废液排出,有利于文明生产和环境保护。第八,无跑浆、分层、麻面、超厚、塌落、漏筋等质量蔽病,且由于内壁、外壁、承口及插口均为模具成型,表面光滑,产品的外观漂亮、结构尺寸及内在质量均有保证。
五、工艺推广前景
随着市场经济的发展,城市扩建和环境治理工程对大口径钢筋混凝土排水管的需求量激增;同时要求大口径钢筋混凝土排水管材料工程预算价格中运费部分大幅度减小。所以,今后大口径钢筋混凝土排水管的生产运输半径将会更加缩短。市场竞争形势必然会促进小规模企业上马大口径钢筋混凝土排水管,有条件在施工现场预制大口径钢筋混凝土排水管,就近安装施工。
篇4
【关键词】市政工程;排水管道;塑料排水管道
城市排水工程指城市生活污水、工业废水、大气降水(含雨、雪水)径流和其他弃水的收集、输送、净化、利用和排放。城市排水设施包括:收集、输送城市排水的管网、泵站以及污水处理厂和污泥最终处置及相关设施。近年来,在全国上下保护水资源、治理水污染的形势下,排水设施工程已经成为各地基础建设的热点。同时,我国政府加大对市政基础设施建设的投入,市政工程管网建设得到前所未有的重视。与此同时,各种排水管道品种不断丰富,产量不断增加,质量不断提高。本文就市政工程中排水管道的常见类型和未来应用发展趋势进行初步探讨。
一、市政排水管道应用现状分析
市政工程用的管道,根据管道材质不同可分为钢管、铸铁管、混凝土管和钢筋混凝土管、塑料管(包括钢塑复合管)四大类。(1)钢管:钢管一般分为灰口铸铁管和焊接钢管;(2)铸铁管:铸铁管按材质可分为铸铁管(亦称普通铸铁管)和延性铸铁管(亦称球墨铸铁管);(3)混凝土管:馄凝土管一般分为预应力钢筋混凝土管(PCP),自应力钢筋混凝土管(SPCP),预应力钢筒混凝土管(PCCP),混凝土管(GP)和钢筋混凝土管(RCP);(4)塑料管:塑料管一般分为硬质聚氯乙烯管(PVC-U),聚乙烯管(PE),玻璃钢夹砂管(FRP)管。目前,我国市政管道品种多样,改变了以往只用混凝土管和钢筋混凝土管、灰口铸铁管和钢管等少数几种管道的局面,如城市供水管:管径小于600mm的有灰口铸铁管、球墨铸铁管、自应力钢筋混凝土管、钢管、PVC-U管、PE管等;管径在600~1200mm的有预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、球墨铸铁管、钢管、FRP管等;管径在1200mm以上的有预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管、FRP管和钢管等。近十几年来,随着塑料管的原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面的发展和完善,使塑料管在市政管道工程中占据了相当重要的地位。
二、塑料排水管的常见种类及优点
(一)塑料管的常见种类
在市政工程中,常见的塑料排水管有以下品种:硬聚氯乙烯塑料管(PVC-U);氯化聚乙烯塑料管(CPVC);交联聚乙烯塑料管(PEX);共聚聚丙烯塑料管(PP-R、PP-C);聚丁烯塑料管(PB);聚乙烯塑料管(PE),其中包括低密度聚乙烯塑料管(LDPE)、中密度聚乙烯塑料管(MDPE)、高密度聚乙烯给水塑料管(HDPE);烯腈—丁二烯—苯乙烯塑料管(ABS)。除上述塑料管外,镀锌钢管的替代管材还有铝塑复合管(简称MP,其材料有PEX-AL-PEX,HDPE-AL-PEX,PE-AL-PE等)、无缝铝合金衬塑管、塑钢复合管等管材。
(二)塑料排水管的优点
市政工程排水管道按管材特性可分为刚性管和柔性管(塑料管),这两类埋地排水管的性能进行比较,可以得出塑料排水管所具有的优点:
1.强度和刚度。从表面上看,塑料埋地排水管是不及混凝土排水管,特别是钢筋混凝土管。但塑料管属于柔性管,在受外压负荷时,柔性管的承受负载的机理是完全不同的。柔性管在受压破坏之前可以有较大的变形,而刚性管不可能有较大变形。同样外压负载下柔性管管壁内的应力较小,它和周围的回填同承受负载,管同作用。因此,塑料埋地排水管不需要和刚性混凝土管一样的强度和刚度,在合理的刚度下,完全达到使用要求,这一点已被国外先进国家的应用实践所证实。
2.水力特性比。在水力特性比方面,塑料管由于内壁光滑,输送液体时摩阻明显小于混凝土管。塑料管的内壁粗糙率为0.001,而混凝土管为0.013,因此在相同使用条件下,塑料管的输水量可比混凝土管提高30%。实践证明,在同样坡度下,采用直径较小的塑料埋地排水管就可以达到要求的流量。
3.接口的密封性。在管材接口密封方面,塑料管的连接比较可靠。而混凝土排水管在保证密封性方面比较困难,绝大多数使用的平接口和企口混凝土排水管在连接处只抹一圈混凝土,时间一长很难保证不泄露;又因其完全是刚性连接,管道稍有移位(如土壤不均匀沉降),连接处就可能被破坏,而形成渗漏。
4.使用寿命、耐腐蚀。在使用寿命、耐腐蚀方面,塑料管的优点最为突出。埋地排水管输送的生活污水和雨水具有腐蚀性(雨水流过地面时常溶入腐蚀性物质),或成酸性或成碱性,生产污水如工业排水更是具有强腐蚀性,塑料埋地排水管的耐腐蚀性远胜于金属管,也明显优于混凝土管。同时,塑料埋地排水管的抗磨损性也很好。
5.便于铺设安装。在管道铺设安装方面,塑料埋地排水管的优点也非常特出:重量轻、长度大、接头少,对于管沟和基础的要求低(而混凝土管一般需要做素混凝土基础),连接方便,施工便捷。而混凝土管的基础和连接处需要进行养护,在城市拥挤或地质恶劣地区(如地下水位高、地基松软地区),塑料埋地排水管的优点更明显。
6.综合经济性。在综合经济性方面,塑料埋地排水管的优势正在被越来越多的用户所认识。虽然塑料排水管的价格比混凝土管高,但是国内外的时间证明,在正确设计和合理施工的情况下,采用塑料埋地排水管的工程中造价常常低于混凝土排水管。
三、市政排水管应用趋势分析(下转第98页)
(上接第160页)
未来市政排水管应用趋势将呈现以下几个特点:
1.往柔性接口型式发展。用平口管安装成管道,用水泥砂浆封缝或用套环连接防不了污水外溢,随着社会的发展,它必将被淘汰。未来发展趋势是使用柔性结合的承接口式排水管。
2.大口径、多品种化发展趋势。自离心工艺的最大管径2000mm企口管诞生后,目前可生产到2800mm。生产3000mmF型大口径钢筋混凝土管也成为可能,未来越来越多的直径在2000mm以上排水管将都将被采用。
3.低压力排水管发展趋势。带低压运行的排水管不仅是设计需要,而且可以减少内壁腐蚀的出现。低压排水管可以用压力管的生产工艺来生产,综合成本可以与排水管同比接近。
4.绿色混凝土管发展趋势。在排水管的混凝土中可以应用很多有利于环保的工业废料,从而促进绿色混凝土在排水管材中的应用。
5.高耐久性方向发展趋势。我国使用排水管时间不长,在其设计寿命的验证方面尚缺少数据,但污水对混凝土管的腐蚀是一个不争的事实。不仅仅是排放有腐蚀介质的管道,普通生活污水管也存在耐腐蚀问题,而耐腐蚀管的生产技术关键是突破以往水泥作为混凝土胶凝材料的观念,通过掺合料来改变混凝土的生成产物从而达到耐腐蚀的目的。这种排水管的应用将进一步拓广排水管的应用领域。
参考文献
篇5
关键词:市政工程 塑料排水管道 性能 施工工艺
中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:
1 引言
城市排水设施代表着现代化城市水平的,是改善城市投资环境的重要环节,其基础保障性和先导作用影响着城市和社会经济发展。近年来,由于城市化和工业化的发展,每年都有大量水厂和污水处理新建和改造。塑料埋地排水管道在市政工程中的应用越来越广泛,其应用和发展倍受关注。
2 市政用排水管的现状
近年来塑料埋地排水管不仅在国外已经得到广泛的应用同时在国内也开始大量地被采用。目前我国市政管道品种多样,根据管道材质不同可分为四大类:塑料管(包括钢塑复合管)、铸铁管、钢管、混凝土管和钢筋混凝土管。由于在给排水工程投资中,管道约占整个工程造价的 60%,我国市政管道改变了以往只才有少数几种管道如:灰口铸铁管和钢管的做法,塑料埋地排水管道越来越多如:管径小于600mm的有PVC-U 管、PE 管等,管径在 600
~1200mm的有F R P 管等,管径在 1200mm 以上的有F R P 管等随着塑料管的原料合成生产、设计理论、管材管件制造技术和施工工艺等方面的发展和完善,塑料管在市政管道工程中的地位越来越重要。
3 市政工程塑料埋地排水管道的性能
埋地排水管的用途是把污水或雨水等在重力作用下输送到污水厂或者直接排入江河湖海中,因此对埋地排水管的性能要求主要有
3.1强度和刚度
强度和刚度是指管件埋地环境下的承受荷载的能力。从表面上看塑料埋地排水管的刚度不高
与混凝土排水管存在很大差距,因为塑料埋地排水管是属于“柔性管”, 在实际应用中周围土壤共同承受荷载的,在正确设计和施工下塑料埋地中不需要达到“刚性管”混凝土排水管一样的强度和刚度同样可以满足埋地使用中的力学性能的要求
3.2 水力特性性能
水力特性性能是指指管件对液体的输送能力。塑料管由于内壁较光滑混凝土管,对于液体流动的能力明显大于混凝土管。实践证明,在同样的管材直径下,采用塑料埋地排水管可以减少坡度,这就降低了施工量;在同样的坡度下,达到设计要求的流量采用直径较小的塑料埋地排水管就可以。甚至可以节约系统长期运转费用,减少中途提升泵站。
3.3 使用寿命和耐腐蚀性能
使用寿命和耐腐蚀性能是指管件耐腐蚀、抗磨损;便于辅设安装。塑料管最突出的优点是其使用寿命和耐腐蚀性能,可达50~100年,远远高于混凝土管以及钢管。生产污水和工业排水往往有强腐蚀性,生活污水和雨水则往往带有腐蚀性。通过埋地排水管输送,会降低管件的使用寿命,塑料埋地排水管的耐腐蚀性明显优于混凝土管,也远胜于金属管。同时对于抗磨损性能塑料埋地排水管也较好。
3.4 铺设安装性能
塑料埋地排水管在辅设安装施工方面优越性更加显著,主要有以下优点:重量轻、长
度大( 可以有 6 m 、9 m 、1 2 m ,甚至更长的一根)、接头少;对于管沟和基础的要求低,连接方便,施工快捷。塑料埋地排水管具有良好的密封性――不泄漏,防止对环境污染。在地质恶劣地区(如地下水位高,地基松软) 和城市拥挤地区,塑料埋地排水管的这方面优点常常更为明显。
3.5 综合经济性
越来越多的用户所认识到了塑料埋地排水管的综合经济性,在正确的设计和施工条件下传统的混凝土排水管的总工程造价往往高于塑料埋地排水管的总工程造价,塑料埋地排水管的单价要比混凝土管略高,但但国内外的实践经验可以证明塑料埋地排水管经济效益显著。与承插口混凝土管相比双壁波纹管的工程造价降低 30~40%,可与混凝土平口管的造价接近。
4 市政工程塑料埋地排水管道的施工技术
4.1 塑料埋地排水管道的施工和敷设
塑料埋地排水管主要承受的是包括管顶土重荷载和地面上汽车带来的活荷载等在内的外压荷载
近年在欧洲塑料管材管件协会 TEPPFA组织下对埋地塑料管的荷载机理和设计方法进行了系统实验及研究,敷设是重要的,对于埋地柔性管,控制好敷设比荷载大小、环刚度高低和设计的方法都重要。根据理论分析,敷设的条件和质量对于其是否能够安全工作起到决定性的作用,故对设计而言,应在设计中强调敷设的重要性(国内外应用埋地塑料排水管的实践证明,工程成败常常取决于敷设),目前,我国已经陆续出版一系列塑料埋地排水管道技术规程,对施工方来说,应重视敷设的重要性。对相应管道的设计和施工,改变以往敷设混凝土管的粗放野蛮施工方法,包括管道施工的沟槽、基础、管道安装及连接、沟槽回填等
4.2 塑料埋地排水管道的产品标准和施工技术规程
埋地聚乙烯排水管道的国家标准和施工技术规程有:《埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第 1 部分:聚乙烯双壁波纹管材》(GB/T 19472,1-2004),《埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第2 部分:聚乙烯缠绕结构壁管材》(GB/T 19472,2-2004),《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》(CECS 164:2004)。埋地聚氯乙烯管道的国家标准和施工技术规程有:《埋地排水用硬聚氯乙烯( P V C - U ) 双壁波纹管材》( G B / T18477-2001),《埋地排污、废水用聚氯乙烯(PVC-U)管材》(GB/T 10002,3-1996),《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》(CECS122: 2001)。玻璃钢夹砂管道的产品标准和技术规程有:《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管》(JC/T 838-1998),《埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及验收规程》(CECS 129:2001)0 以上列出的都是国家标准(或行业标准),其余产品目前还没有出台国家标准,企业都有自己的企业标准,目的都是为了推动这些产品的生产和使用。
5.结语
塑料管在市政管道工程中占据了相当重要的地位。塑料埋地排水管在强度和刚度――承受埋地环境下的荷载的能力;水力特性――输送液体的能力;密封性――不泄漏,防止对环境染;使用寿命――耐腐蚀、抗磨损;便于辅设安装综合的以上六项性能要求上都有明显的优越性,而在国内也开始大量地被采用。
参考文献:
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[4] 廖正品.中国塑料埋地管市场发展前景.第
篇6
关键词:市政给排水 管道 管理
引言:市政给排水系统的大部分管网是埋在地下的,一旦出现问题将会影响生产装置正常的生产,甚至造成火灾、爆炸事故,而且发现问题与解决问题需要较长的时间。因此给排水工程在施工过程中,管理是十分重要的。市政给排水工程可分为3个子系统:供水系统、排水系统和循环水系统。供水系统主要包括高压消防给水管、生产生活给水管和泡沫消防管;排水系统主要包括生产污水排水管、生活污水管和雨水及清净下水排水管;循环水系统主要包括循环冷却水给水管和循环冷却水回水管。
1 市政排水管道应用现状分析
市政工程用的管道,根据管道材质不同可分为钢管、铸铁管、混凝土管和钢筋混凝土管、塑料管(包括钢塑复合管)四大类:
1.1 钢管:钢管一般分为灰口铸铁管和焊接钢管;
1.2 铸铁管:铸铁管按材质可分为铸铁管(亦称普通铸铁管)和延性铸铁管(亦称球墨铸铁管);
1.3 混凝土管:混凝土管一般分为预应力钢筋混凝土管(PCP),自应力钢筋混凝土管(SPCP),预应力钢筒混凝土管(PC~CP),混凝土管(GP)和钢筋混凝土管(RCP);
1.4 塑料管:塑料管一般分为硬质聚氯乙烯管(PVC―U),聚乙烯管(PE),玻璃钢夹砂管(FRP)管。
目前,我国市政管道品种多样,改变了以往只用混凝土管和钢筋混凝土管、灰口铸铁管和钢管等少数几种管道的局面,如城市供水管:管径小于600mm的有灰口铸铁管、球墨铸铁管、白应力钢筋混凝土管、钢管、PVC~U管、PE管等;管径在600~1200mm的有预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、球墨铸铁管、钢管、FRP管等;管径在1200mm以上的有预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管、FRP管和钢管等。近十几年来,随着塑料管的原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面的发展和完善,使塑料管在市政管道工程中占据了相当重要的地位。
2 作业指导书的管理与编制
施工组织专业设计(或单位分部(分项)工程施工组织设计)是将施工组织总设计中有关内容具体化。
2.1审批制度 工程施工前,施工单位应将编制好的施工组织专业设计或施工方案经单位技术负责人审批后,填写施工组织专业设计报审表提交工程部、质监站和监理部会审。
2.2技术交底与图纸会审制度 依据行业有关设计监理的规定,为把好工程设计图纸关,减少图纸的差错,将图纸中的质量隐患消灭在施工前,设计监理工程师在收到正式施工图纸后,分专业对施工图纸进行详细阅审,并提出书面意见。①图纸会审 监理工程师以施工图分册为单位,由设计、土建施工和安装监理工程对与该分册有关的图纸进行内部阅审,阅审结果填写“阅审记录单”由监理部签发(重要分册的图纸“阅审记录单”需经项目副总监或总监签发),送交工程部及有关参加审查图纸的单位。施工单位在收到施工图纸后,现场公司技术负责人组织该项目相关专业工程技术人员阅审图纸,提出问题清单。土建工程与安装工程施工有交接的图纸先由土建与安装单位分别进行各自图纸审核,后应由土建监理组织对施工图纸进行联合会审,参加人员为土建施工单位、安装施工单位、土建监理、安装监理、设计代表、质监站、工程部。②设计交底 技术交底与图纸会审时,设计单位必须派该项目主要设计人或了解设计情况的工地代表出席,开工前在施工现场进行。③设计交底与图纸会审的程序 设计交底与图纸会审会由设计监理主持。工程部、计划部、物资部、质监部、设计单位、施工单位、特别是施工单位的工地、班组直接参加施工的技术人员必须亲自参加,以便全面了解设计意图并审查其可操作性。
3试验与验收管理
工程施工后期总承包单位应邀请建设单位有关人员积极参与工程收尾工作。
3.1碳钢金属管道在分段进行强度、严密性试验合格后,管段与管段相互联结的焊口和管段与管网联结的焊口,在无法做强度、严密性试验时,必须进行焊缝无损探伤检验,以确保联结焊口的质量。
3.2铸铁管道与非金属管道试验时,各施工单位在稳中有降自施工区分界线附近井下临时封闭管口,使上游管段中的水向下游管段排放,直到排水管网全部试验合格为止。
3.3各施工单位在管线试验期间,应设专职人员设置、记录和拆除管线临时盲板。
3.4供水系统和循环水系统管网水冲洗,应与供水系统、循环水系统各种水泵试运转相结合,使两项工作同时进行。
3.5排水管线冲洗时,在注水的排水井壁与井底水流冲击处用镀锌铁皮做好防护。
3.6循环水管道的大口径管段,在进行人工处理时,必须要有相应的安全保护措施,并且不允许单人进入管道。
4 市政排水管应用趋势分析
未来市政排水管应用趋势将呈现以下几个特点:
4.1 往柔性接口型式发展 用平口管安装成管道,用水泥砂浆封缝或用套环连接防不了污水外溢,随着社会的发展,它必将被淘汰。未来发展趋势是使用柔性结合的承接口式排水管。
4.2 大口径、多品种化发展趋势 自离心工艺的最大管径2000mm企口管诞生后,目前可生产到2800mm。生产300OmmF型大口径钢筋混凝土管也成为可能,未来越来越多的直径2000mm以上排水管都将被采用。
4.3 低压力排水管发展趋势 带低压运行的排水管不仅是设计需要,而且可以减少内壁腐蚀的出现。低压排水管可以用压力管的生产工艺来生产。综合成本可以与排水管同比接近。
4.4 绿色混凝土管发展趋势 在排水管的混凝土中可以应用很多有利于环保的工业废料,从而促进绿色混凝土在排水管材中的应用。
4.5 高耐久性方向发展趋势 我国使用排水管时间不长,在其设计寿命的验证方面尚缺少数据,但污水对混凝土管的腐蚀是一个不争的事实。不仅仅是排放有腐蚀介质的管道,普通生活污水管也存在耐腐蚀问题,而耐腐蚀管的生产技术关键是突破以往水泥作为混凝土胶凝材料的观念,通过掺合料来改变混凝土的生成产物从而达到耐腐蚀的目的。这种排水管的应用将进一步拓广排水管的应用领域。
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关键词:市政工程 给排水 施工 安全管理
1 市政排水管道应用现状分析
市政工程用的管道,根据管道材质不同可分为钢管、铸铁管、混凝土管和钢筋混凝土管、塑料管(包括钢塑复合管)四大类:1.1 钢管:钢管一般分为灰口铸铁管和焊接钢管;1.2 铸铁管:铸铁管按材质可分为铸铁管(亦称普通铸铁管)和延性铸铁管(亦称球墨铸铁管);1.3 混凝土管:混凝土管一般分为预应力钢筋混凝土管(PCP),自应力钢筋混凝土管(SPCP),预应力钢筒混凝土管(PC~CP),混凝土管(GP)和钢筋混凝土管(RCP);1.4 塑料管:塑料管一般分为硬质聚氯乙烯管(PVC―U),聚乙烯管(PE),玻璃钢夹砂管(FRP)管。目前,我国市政管道品种多样,改变了以往只用混凝土管和钢筋混凝土管、灰口铸铁管和钢管等少数几种管道的局面,如城市供水管:管径小于600mm的有灰口铸铁管、球墨铸铁管、白应力钢筋混凝土管、钢管、PVC~U管、PE管等;管径在600~1200mm的有预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、球墨铸铁管、钢管、FRP管等;管径在1200mm以上的有预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管、FRP管和钢管等。近十几年来,随着塑料管的原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面的发展和完善,使塑料管在市政管道工程中占据了相当重要的地位。
2 工程施工安全管理的方法和措施
2.1 施工期间到各施工单位施工现场检查指导,杜绝违章作业。2.2 监督检查各施工单位安全管理机构能否正常开展工作,施工前安全教育以及施工中各项安全措施是否已经全部落实。2.3 各施工单位开挖管沟需要断路时,应提前上报总承包单位,总承包单位应根据施工道路布置条件,统一安排在同一时间内、同一条道路上,几个施工单位在若干处开挖管沟施工并恢复道路交通。2.4 凉水塔安装施工要以防火工作为重点,合理安排施工顺序。使用电动工具时,对导线绝缘性和工具安全性进行检查,以防止电火花引起火灾。2.5 总承包单位统一规划埋设临时施工用水管网,管线埋设在冰冻线以下,在施工用水主管网每100mm长度内应设置消火栓一个。
3 作业指导书的管理与编制
施工组织专业设计(或单位分部(分项)工程施工组织设计)是将施工组织总设计中有关内容具体化。3.1 审批制度 工程施工前,施工单位应将编制好的施工组织专业设计或施工方案经单位技术负责人审批后,填写施工组织专业设计报审表提交工程部、质监站和监理部会审。3.2 技术交底与图纸会审制度 依据行业有关设计监理的规定,为把好工程设计图纸关,减少图纸的差错,将图纸中的质量隐患消灭在施工前,设计监理工程师在收到正式施工图纸后,分专业对施工图纸进行详细阅审,并提出书面意见。3.2.1 图纸会审。监理工程师以施工图分册为单位,由设计、土建施工和安装监理工程师对与该分册有关的图纸进行内部阅审,阅审结果填写“阅审记录单”由监理部签发(重要分册的图纸“阅审记录单”需经项目副总监或总监签发),送交工程部及有关参加审查图纸的单位。施工单位在收到施工图纸后,现场公司技术负责人组织该项目相关专业工程技术人员阅审图纸,提出问题清单。土建工程与安装工程施工有交接的图纸先由土建与安装单位分别进行各自图纸审核,后应由土建监理组织对施工图纸进行联合会审,参加人员为土建施工单位、安装施工单位、土建监理、安装监理、设计代表、质监站、工程部。3.2.2 设计交底。技术交底与图纸会审时,设计单位必须派该项目主要设计人或了解设计情况的工地代表出席,开工前在施工现场进行。3.2.3 设计交底与图纸会审的程序。设计交底与图纸会审会由设计监理主持。工程部、计划部、物资部、质监站、设计单位、施工单位,特别是施工单位的工地、班组直接参加施工的技术人员必须亲自参加,以便全面了解设计意图并审查其可操作性。
4 试验与验收管理
工程施工后期总承包单位应邀请建设单位有关人员积极参与工程收尾工作。4.1 碳钢金属管道在分段进行强度、严密性试验合格后,管段与管段相互联结的焊口和管段与管网联结的焊口,在无法做强度、严密性试验时,必须进行焊缝无损探伤检验,以确保联结焊口的质量。4.2 铸铁管道与非金属管道试验时,各施工单位在各自施工区分界线附近井下临时封闭管口,首先从排水管网中管底标高最高处井口注人水。打开相邻施工单位分界处井下被封闭的管口,使上游管段中的水向下游管段排放。直到排水管网全部试验合格为止。4.3 各施工单位在管线试验期间,应设专职人员设置、记录和拆除管线临时盲板。4.4 供水系统和循环水系统管网水冲洗,应与供水系统、循环水系统各种水泵试运转相结合,使两项工作同时进行。4.5 排水管线冲洗时,在注水的排水井壁与井底水流冲击处用镀锌铁皮做好防护。4.6 循环水管道的大口径管段,在进行人工处理时,必须要有相应的安全保护措施,并且不允许单人进入管道。
5 市政排水管应用趋势分析
篇8
关键词:支护;隧道;渗水
Abstract: the structure of road tunnel as components, namely, ensuring the best road alignment, convenient traffic, can effectively prevent the steep mountain of rolling stone, mud-rock flow and other natural disasters, improve the safety and reliability of the driving. In the surrounding rock in tunnel construction, the worse the greater difficulty in construction. In order to ensure that the cavity stability, must adopt comprehensive support measures, sometimes need in the tunnel before excavation advanced support. After years of engineering practice, our country in the tunnel waterproof on supporting technology have made a lot of progress. In view of this, this article mainly to support the tunnel waterproof combination is discussed.
Keywords: support; Tunnel; Ooze water
中图分类号:TD文献标识码: A 文章编号:
一、前言
据统计,在我国既有隧道中,大多隧道都存在不同程度的病害。隧道病害的类型主要有水害、冻害、衬砌裂损和衬砌侵蚀,其中最常见的病害形式是隧道渗漏水。现有资料表明,国内有近1/3的隧道存在着衬砌结构的渗漏水问题。渗漏水病害的表现形式主要有拱顶渗水、滴水,拱脚处渗水、淌水,施工缝部位渗水、淌水、局部涌水、涌泥,道床积水等,在冬天则表现为顶部形成冰挂,侧墙形成冰柱,在道床形成冰堆、冰坡等。对隧道工程结构防排水措施与渗漏水的治理目前国内外建设部门及施工承建单位都十分重视。若结构防排水措施不当,将导致渗漏水治理工作进行得不彻底,势必给工程带来各种水害影响,产生种种不良的后果,造成巨大的经济损失,如高速公路隧道,直接影响行车安全,引起工程的结构破坏,影响工程使用。隧道防水的总原则是:以防为主、刚柔结合、多道防线、复合衬砌、综合治理。渗漏水的整治以拱部为主,边墙同时进行。拱部采用堵排结合,综合整治的方法,边墙处以排为主。下面本文对隧道防水支护措施与方法进行了探讨。
二、隧道防水支护措施
1、喷射混凝土
喷射混凝土为永久性的支护结构,它是现代隧道建造中支护结构的主要型式,是新奥法的基础,它的功能为:①稳定岩体,控制位移;②填平开挖凹凸面;③保证支护结构与岩体完好接触;④加强岩体表面强度;⑤保护钢筋不受腐蚀;⑥形成以岩体与喷射混凝土层之间相互作用的结构体系。在围岩稳定性好、地下裂隙水较少的情况下,有时只用喷混凝土就能满足支护结构的要求。在围岩稳定性差的情况下,支护结构在采用喷混凝土的。同时,需根据不同裂隙水发育情况,同时采用钢锚杆、钢拱和钢筋。喷混凝土的优点在于能够满足初次支护的构造及受力要求,几乎能适应于各种地质条件。在岩石被开挖后,用喷混凝土能快速形成的支护功能,是其它方法不可比拟的,喷混凝土可以和钢筋、锚杆很好配合。混凝土的质量容易控制,生产造价低。缺点是要求有专业人员,特别要对施工工艺的技术参数加以控制,否则效果下降。
2、钢锚杆
锚杆支护是永久性的支护结构,是新奥法的重要组成部分及基础。锚杆的主要功能有:①承担围岩的应力,防止塌落;②限制围岩位移;③改善“岩石一混凝土结构体系”的承重效果,起到固定岩石共同受力的作用:④形成沿开挖面的受力环区,将开挖面处的高应力,延伸到岩体深处;⑤部分减少开挖过程中引起的松动,从而有效控制围岩裂隙扩大,可减少隧道涌水灾害。钢锚杆可分为展开式锚杆和贴结式粘结锚杆。展开式锚杆的优点为:受力过程时间短、承力快,有后续锚固的功能,即在岩体变形后,通过重新加力,可达到重新锚固的效果。缺点是全部锚固效果局限在相对较短的锚固端头范围内,容易造成局部应力集中,而导致锚固端部处岩石破裂、锚头松动。因此,它通常只用于围岩强度较高的情况下。贴结式粘结锚杆的主要优点为:①贴结强度大、承力快、变形性好;②易于操作,施工作业快;③不受洞周岩石中地下水的影响,有防腐蚀能力。主要缺点为:①造价高;②贴结液有时分布不均匀,导致接触性差,受力不均匀;③贴结效果的长期性、化学稳定性与温度对贴结效果的影响等方面不易控制。
3、钢拱和钢筋网
钢拱和钢筋网为永久性的支护结构,是新奥法支护结构的重要组成部分。在围岩强度低,或松散、颗粒状的地层,且有地下裂隙水的情况下,可在隧道开挖面的拱部或沿隧道的全截面上,安装钢拱和钢筋网,它与喷射混凝土、锚杆一起,构成钢筋混凝土支护结构初次支护,亦称外壳,以提高支护结构的强度和刚度,稳定围岩,防止位移的效果。
4、模注混凝土
模注混凝土为永久性的支护结构,为支护结构的又一种构造方式。模注混凝土采用模板就地灌注,这种支护结构,不属于以喷混凝土加钢锚杆为主体的新奥法支护结构范畴。主要运用范围是围岩稳固,裂隙水少的情况下才能使用。这种结构优点为:①模注混凝上外壳作为承重结构;②内模板向时又为钢筋;③混凝土损失少,④钢板可早期承载,待混凝土硬化后、与混凝同承载。缺点为:①需围岩自承时间长,②在作业面上的地下水,必须完全排开;③很难与锚杆相配合。
5、钢支架
钢支撑为支架式的支护结构,是从木支护结构发展起来的,钢支撑的优点为:承载快、造价便宜。缺点为:盖板抗弯强度低,只在外力小的情况下才可使用。
6、注浆伞
注浆即将液状流体,通常为水泥砂浆,在压力作用下,注入岩体中去,用于增加岩体的密实性,防止地下水流入,增加岩体的强度。作为开挖支护结构的“注浆伞”,则通过注浆方式,在开挖向上形成一个伞形的保护层。注浆主要用于围岩为松散土层、破裂岩体或覆盖层很薄,地下水丰富等情况,当无法利用岩体的自承能力时,注浆伞可视为加固围岩的措施,从这个意义上讲,可作为设计的初次支护。由于注浆伞造价高,施工工艺复杂,因此,只用于不利地质情况下。但近年来,环保意识的提高,在隧道防水中,主要采用“堵”的理念,以致注浆伞已较为广泛地用于以新奥法为基础的现代隧道建造中。
7、超前锚杆、钢插板和管棚支护
超前锚杆、钢插板和管棚支护的构造与注浆伞类似,都是用钢管制成,通常用液压锤打入到围岩中。超前锚杆、钢插板和管棚支护也是在开挖前打入岩体中的,用以加固岩体,并在拱部形成一个伞形保护层。但长度较短,并且通过压力锤打入岩体中,和注浆伞相比,施工简单、造价低。超前锚杆以往多用在以钢支撑为主的支护结构中,并作为钢支撑结构的锚具。近年来,逐步扩大用于以新奥法为基础的支护结构体系中,并和普通锚杆一起,沿隧道纵向混合交错布置。其优点在于,超前锚杆可倾斜布置,用以加固围岩,而普通锚扦垂直布置,形成受力圆环,在围岩强度低时,可作为外壳的加强措施。超前锚杆可作为永久性的支护结构,但在新奥法的规范中,有将其作为初次支护的组成部分,其使用原因与注浆伞类似。
8、纵环横向排水管
(1)纵向排水管是沿隧道纵向设置在衬砌底部外侧的透水盲管。目前常用的纵向排水管是直径为 10cm的弹簧排水盲管或带孔软式透水管。纵向排水管要按照设计给定的路线纵坡安装,管道不得有凹陷、扭曲等,以防止泥沙在这些位置淤积、堵塞排水管。纵向排水管施工时应注意以下事项:安装坡度。纵向排水盲管通常位于衬砌的两下角,施工条件极为不利,施工较易出现管身高低起伏不平,平面上忽内忽外的现象。在这种情况下,隧道建成后纵向排水管容易被淤砂封堵,或被冰冻封堵,造成纵向排水不畅。因此,施工中一定要为纵向排水管作好基础,用水准仪检查、测定纵向排水管的坡度,使地下水进入后在一定的坡度下按设计的方向流动。纵向排水管的包裹:首先应用土工布将纵向排水管包裹,使泥砂不得进入纵向盲管。其次应用防水卷材半裹纵向盲管,使从上部流下的水在纵向盲管位置尽量流入管内,而不让地下水在盲管位置纵横漫流。因此,施工时要认真检查纵向盲管的包裹安装情况,杜绝粗放施工为隧道后期排水造成质量隐患。与上下排水管的连接。纵向排水管在整个隧道排水系统中是一个中间环节,起着承上启下的作用,施工中应注意检查上部环向透水盲管和下部横向排水管与纵向排水管的连接。实际施工中一般采用三通管连接,三通管留设位置应准确,接头应牢靠,防止松动脱落。
(2)环向排水管
环向排水管的作用是在岩面与喷射混凝土之间、喷射混凝土与防水板之间提供过水通道,并使之下渗汇集到纵向排水管。环向排水管施工时应注意以下事项:首先要按设计要求布设环向排水管,保证基本间距,再对局部涌水量大的段落加大密度。其次,在施工时,环向排水管要尽量紧贴渗水岩面,尽量减小地下水由围岩到环向排水盲管的阻力。第三,环向排水管布置时沿环向应尽量圆顺,尤其在拱顶部位不得起伏不平。第四,环向排水管安装时先用钢卡等固定,再用塑料薄膜覆盖并订牢,然后喷射混凝土,严禁将环向排水管埋入喷射混凝土中。第五,要做好环向排水管与下部纵向排水管的连接,确保排水畅通。最后,要注意环向沟要用无纺布包裹。
(3)横向排水管
横向排水管位于路面和仰拱的下部,布设方向与隧道轴线垂直,是连接纵向排水管与中央排水管(中心水沟)的水力通道。横向排水管通常为硬质塑料管,施工中先在纵向盲管上预留接头,然后在仰拱施工前接长至中心水沟。对横向盲管的检查,主要是接头应牢靠、密实,保证纵向排水管与中心水沟间水路畅通,严防接头处断裂。
9、防水板
防水板的作用是将地层渗水拒于二次衬砌之外,以免水与二次衬砌接触并通过二次衬砌中的薄弱环节渗入隧道。(1)当衬砌紧跟开挖时,衬砌端部预留的接头防水板要采取防护措施,防止掌子面放炮时,飞石砸破防水板。(2)二次衬砌施工要小心谨慎施工,防止破坏防水板。 衬砌加强钢筋的安装、各种预埋件的设置、挡头模板的安装、混凝土输送管道的就位以及灌筑混凝土等作业都很有可能出现撞破、刺穿或烧穿防水板,防水板一旦遭到破坏必须立即进行修补。施工时的注意事项。(1)开始挂防水板之前,先检查岩面是否有突出的尖锐棱石,如果有,应先将尖锐棱角打掉,而对于凹陷得特别大的地方,要先用喷射砼给填充起来。(2)在挂防水板时,要让防水板紧贴岩面,锚钉按照设计要求进行,并保持防水板有一定的自由运动空间,防水板要焊接牢固,防止脱落。(3)对于在挂防水板时损坏的地方,要逐一检查出来并焊补好。(4)灌注二次衬砌混凝土的过程中,要派专人在现场随时检查防水板有无被拉动、脱落、损坏,如有应及时修补。
三、隧道主要的防水支护方法组合方式
隧道常采用双层衬砌,其目的有二,一是防护上的需要,在偶然性爆炸荷载的突然袭击下,虽然围岩开裂破碎,但衬砌防水层完好,不致造成隧道内大量涌水而影响通车;二是防高水头水压力。一般采用回填注浆和固结注浆仍避免不了大量渗水,或衬砌本身采用防水混凝土解决不了问题时,采用双层衬砌是比较理想的。经多年实践,双层衬砌可根据施工技术水平、防护要求以及工程地质和水文地质酌情选用下述双层衬砌(复合衬砌)方案。(1)喷锚支护(喷锚网)+柔性防水层+整体式混凝土(或钢筋混凝土)衬砌全断面开挖:主要用H、Hl级围岩,且地下水少的情况,或抗渗要求不高的隧道。(2)喷锚支护+钢筋混凝土整体衬砌+柔性防水层(钢板防水层)+模注混凝土(喷、预制混凝土):分部开挖法或TBM法。主要应用于III、Iv级围岩,裂隙水一般不大。(3)锚杆或钢插板超前支护+喷锚支护+钢筋(钢拱)混凝土整体衬砌+柔性防水层(钢板防水层)+模注混凝土(喷、预制混凝土):分部开挖法或TBM。主要应用于IV、V级围岩。(4)超前支护+注浆(冻结法)+喷锚支护+钢筋(钢拱)混凝土整体衬砌+柔性防水层(钢板防水层)+模注混凝土(喷、预制混凝土)导洞法开挖。主要应用于II级围岩,或Iv、v级围岩裂隙水丰富的地质条件。
总之,隧道及地下工程的防水是一项系统工程,它与工程地质及水文地质勘察、防水设计、防水材料选择、施工工艺密切相关。需要设计人员在防水设计之前,对其工程地质及水文地质情况了解仔细,对衬砌周围地下水源、水量、流向及水质勘察完全,从而做出准确判断。
参考文献:
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关键词:市政工程;给水排水;施工;分析
1.市政给水排水管道应用现状分析
市政工程使用的管道,根据管道材质不同可分为:钢管、铸铁管、混凝土管和钢筋混凝土管、塑料管(包括钢塑复合管)四大类。
(1)钢管:钢管一般分为灰口铸铁管和焊接钢管。
(2)铸铁管:铸铁管按材质可分为铸铁管(亦称普通铸铁管)和延性铸铁管(亦称球墨铸铁管)。
(3)混凝土管:混凝土管一般分为预应力钢筋混凝土管(PCP)、自应力钢筋混凝土管(SPCP)、预应力钢筒混凝土管(PC-CP)、混凝土管(GP)和钢筋混凝土管(RCP)。
(4)塑料管:塑料管一般分为硬质聚氯乙烯管(PVC-U)、聚乙烯管(PE)、玻璃钢夹砂管(FRP)等。目前,我国市政管道品种多样,改变了以往只用混凝土管和钢筋混凝土管、灰口铸铁管和钢管等少数几种管道的局面,如城市供水管:管径小于600 mm的有灰口铸铁管、球墨铸铁管、自应力钢筋混凝土管、钢管、PVC-U管、PE管等;管径在600 ram~1 200 ram的有预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、球墨铸铁管、钢管、FRP管等;管径在1 200 mm以上的有预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管、FRP管和钢管等。近十几年来,随着塑料管的原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面的 发展 和完善,使塑料管在市政管道工程中占据了相当重要的地位。
2.市政工程施工管理方法和措施
(1)施工期间到各施工单位施工现场检查指导,杜绝违章作业,对未竣工的工程要设路障或路障灯等。
(2)监督检查各施工单位安全管理机构能否正常开展工作,施工前安全 教育 以及施工中各项安全措施是否已经全部落实。
(3)各施工单位开挖管沟需要断路时,应提前上报总承包单位,总承包单位应根据施工道路布置条件,统一安排在同一时间内、同一条道路上,几个施工单位在若干处开挖管沟施工并恢复道路 交通 。
3.作业指导书的管理与编制
施工组织专业设计(或单位分部(分项)工程施工组织设计)是将施工组织总设计中有关内容具体化。要建立健全审批和图纸会审制度,把好工程设计图纸关,减少图纸的差错,将图纸中的质量隐患消灭在施工前。
(1)施工单位在收到施工图纸后,现场公司技术负责人组织该项目相关专业工程技术人员阅审图纸,提出问题清单。土建工程与安装工程施工有交接的图纸先由土建与安装单位分别进行各自图纸审核,后应由土建监理组织对施工图纸进行联合会审。(2)设计交底。技术交底与图纸会审时,设计单位必须派该项目主要设计人或了解设计情况的工地代表出席,开工前在施工现场进行。(3)设计交底与图纸会审的程序。设计交底与图纸会审会由设计监理主持。工程部、计划部、物资部、质监站、设计单位、施工单位,特别是施工单位的工地、班组直接参加施工的技术人员必须亲自参加,以便全面了解设计意图并审查其可操作。
4.试验与验收管理
工程施工后期总承包单位应邀请建设单位有关人员积 极参与工程收尾工作。
(1)碳钢金属管道在分段进行强度、严密性试验合格后,管段与管段相互联结的焊口和管段与管网联结的焊口,在无法做强度、严密性试验时,必须进行焊缝无损探伤检验,以确保联结焊口的质量。
(2)铸铁管道与非金属管道试验时,各施工单位在各自施工区分界线附近井下临时封闭管口,首先从排水管网中管底标高最高处井口注入水。打开相邻施工单位分界处井下被封闭的管口,使上游管段中的水向下游管段排放。直到排水管网全部试验合格为止。
(3)各施工单位在管线试验期间,应设专职人员设置、记录和拆除管线临时盲板。
(4)供水系统和循环水系统管网水冲洗,应与供水系统、循环水系统各种水泵试运转相结合,使两项工作同时进行。
(5)排水管线冲洗时,在注水的排水井壁与井底水流冲击处用镀锌铁皮做好防护。
(6)循环水管道的大口径管段,在进行人工处理时,必须要有相应的安全保护措施,并且不允许单人进入管道。
5.市政排水管应用趋势分析
未来市政排水管应用趋势将呈现以下几个特点:
(1)往柔性接口型式 发展 。随着社会的发展,用平口管安装成管道,用水泥砂浆封缝或用套环连接防止污水外溢,必将被淘汰。未来发展趋势是使用柔性结合的承接口式排水管。
(2)大口径、多品种化发展趋势。自离心工艺的最大管径2 000 mm企口管诞生后,目前可生产到2 800 ram。生产3000 mmF型大口径钢筋混凝土管也成为可能,未来越来越多的直径2 000 mm以上排水管都将被采用。
(3)低压力排水管发展趋势。带低压运行的排水管不仅是设计需要,而且可以减少内壁腐蚀的出现。低压排水管可以用压力管的生产工艺来生产。综合成本与排水管同比接近。
(4)绿色混凝土管发展趋势。在排水管的混凝土中可以应用很多有利于环保的 工业 废料,从而促进绿色混凝土在排水管材中的应用。
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【关键词】市政排水管;PE管材;施工工艺
随着我国城市化进程加快,面对人口、资源和环境的巨大压力,为国民经济的可持续发展,我国政府在逐年加大对城市基础设施的投入,市政公用管道建设不断加快,品种和规格在不断丰富,产量在不断增加,质量在不断提高,尤其是PE管材发展更快,成为当今投资热点。
市政排水管道是城镇建设不可缺少的市政设施之一,目前我市埋地排水管道以前主要采用混凝土管或钢筋混凝土管(以下统称混凝土管),混凝土管作为埋地排水管从设计、施工到维护技术比较成熟。一度成为排水管道施工的必选用管,但混凝土管存在自重大、搬运安装不便、耐腐蚀性差、易发生渗漏等不足。而双壁波纹排水管由于重量轻、强度高、耐腐蚀、内壁光滑、搬运安装方便等优点,我市近几年已逐步采用特别是小区配套排水工程的施工现已多数采用双壁波纹管。
PE排水管材是一种新型化学建材,按管壁结构可分为玻璃钢夹砂管、实壁管、加筋管、双壁波纹管螺旋缠绕管等。我市排水施工多采用双壁波纹管螺旋缠绕管,具有耐磨蚀,排水流畅,耐用、价格低等特点,当然PE管材本身也有缺点,如强度低,遇到坚石,金属碰撞挤压,易引起凹坑,直至穿孔破裂。另外PE管堆放要求高,不能长时间日晒雨淋,否则 容易老化变形,降低使用寿命。
PE管具有较好的柔性、冲击强度、拉伸强度和耐磨性。从外表上看,PE排水管不及混凝土排水管,但PE管属于柔性管,在受外压负荷时,柔受压负载的机理是完全不同的。柔性管在受压破坏之前可以有较大的变形,而刚性管不能够有较大变形。异样外压负载下柔性管管壁内的应力较小,它和周围的回填同接受负载,管同作用。因此,塑料埋地排水管不需要和刚性混凝土管一样的强度和刚度,在合理的刚度下,完全能到达使用要求。在使用寿命、耐腐蚀方面,塑料管的优点最为突出,埋地排水管输送的生活污水和雨水具有腐蚀性(雨水流过空中时常溶入腐蚀性物质),或成酸性或成碱性,消费污水如工业排水更是具有强腐蚀性,塑料埋地排水管的耐腐蚀性远胜于金属管,也优于混凝土管。同时,塑料埋地排水管的抗磨损性也很好。在不做任何防腐处置,正常运用条件下寿命可达50年之久。
塑料管内壁,与金属管、水泥管相比输送流体的水头损失小30%。在同样输送状况下,管径流量可增加20%左右。由于管壁,不易在管壁上结垢,因此不会出现随运用年限添加而使压力损失增大的现象。塑料管单管长度长(柔性管每盘可达数10m,硬管直管可在4m以上),管道敷设装置时,可增加衔接接头的数量,且衔接方法简便牢靠,这使得装置任务量大大降低,可提高管道运转的牢靠性。
1.市政排水塑料管施工要点
1.1管基处置
市政排水塑料管应采用土弧基础,对普通土质,应在管底以下原状土地基或经回填夯实的地基上铺设一层厚度为100mm~200mm的中粗砂垫层;外地基土质较差时,可采用铺垫厚度不小于200mm的碎石灌砂垫层基础,也可分两层铺设,下层用粒径为5mm~32mm的碎石,下层铺中粗砂,厚度控制为下层100mm~150mm,下层厚度不小于50mm;关于地质差的软土地基(如淤泥、淤泥质土、冲填土或其他高紧缩性土层构成的软弱地基),外地基承载小于设计要求或由于施工降水等缘由,地基原状土被扰动而影响地基承载才干时,必需先对地基加固处置(如打木桩、抛块石挤淤、打水泥搅拌桩等措施),在到达规则的地基承载后,再铺设中粗砂(或砂砾)基础层。以上管基垫层密实度均应契合沟槽回填密实度相应要求。
1.2管道衔接及装置
市政塑料排水管道最罕见有两种衔接方式,一种是承插式橡胶密封圈衔接(如UPVC双壁波管、HDPE管等),另一种是热熔衔接(如HDPE管),其中热熔衔接对施工环境和操作顺序要求十分严厉,普通由厂家指派专业技术人员在施工现场指点施工。因此现有管道装置中接口多以橡胶密封圈接口为主,施工操作简便,同时承插口管装置时应将插口顺水流方向,承口顺水流方向由下游向上游依次装置。管道与检查井的衔接宜采用柔性接口,可采用承插管件衔接,亦可采用预制混凝土套环衔接。
1.3沟槽回填
为防止管道变形,首先施工单位应严格依照设计单位对回填的材料及回填密实度要求回填;同时在沟槽回填时,从管底基础至管顶以上0.5m范围内,必需采用人工回填,严禁用机械推土回填,管顶0.5m以上沟槽采用机械回填时应从管轴线两侧,向管中夯实、碾压。
1.4管道的严密性检验
管道装置后的密闭性检验通常采用闭水实验。管道密闭性检验应按井距分隔,长度不宜大于1km,带井实验。现行的CECS 164∶2004埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程中对管道渗水量参考了美国规则,以每毫米管径计算每千米管道24h的渗水量应不超越46L,建议实践工程中可自创运用。
2.PE管自身特点,应注意以下几点
(1)PE管热胀冷缩严重,因此PE管宜在温差变化不大的环境里施工和使用。
(2)PE管埋深低于建构物基础底面时,管道不得设在建构筑物基础下地基扩散角受压的范围内。
(3)地下水位高于开挖沟槽底高程的地区,地下水位降至槽底最近点以下0.3 m~0.5m。
(4)管槽开挖时,严格控制挖深,不得扰动基底底层原状土,如发生超挖和扰动,换填粒径0.1 m~0.5 m的天然级配砂石料,并找平夯实。
(5)PE管道基础采用砂砾基础,而不是混凝土基础,厚度为0.05 m~20 m,根据地质情况而定。
(6)管道铺设过程,下管用人工或起重机进行,起重机下管时,用非金属绳索扣系住管材两端距管口1/4处,严禁穿心吊装。
(7)回填中对回填土要求较严,部分回填土采用一定规格的中(粗)砂(本地称石棉砂),碎石(土)坚硬的棱角容易损坏PE管且回填不易密实,石棉砂在最佳含水量时具有自动密实功能,再加小型夯实机具夯实就能满足密实度要求。
(8)在管顶0.5 m以上部分回填,采用机械回填。在管顶以下回填必须从管材两侧同时回填,并夯实,否则容易使PE管受压不均,导致PE管变形,移位。其他回填按规范执行。