热力管沟施工组织设计

热力管沟施工组织设计（共6篇）

热力管沟施工组织设计 篇1

渭南市博物馆

特色景观柱专项施工方案

编制：

审核： 批准：

施工单位：陕西建工第六建设集团有限公司

2015年03月25日

目 录

一、编制依据…………………………………………………………………………………3

二、工程概况…………………………………………………………………………………3

三、施工部署计划……………………………………………………………………………5

四、分项施工及技术措施……………………………………………………………………6

五、安全生产措施……………………………………………………………………………10

六、质量保证措施……………………………………………………………………………11

七、雨季施工技术措施………………………………………………………………………12

八、安全措施及应急方案……………………………………………………………………12

一、工程概况：

1、工程名称：渭南市博物馆。

2、施工位置：渭南市博物馆主入口东侧。

3、设计单位：清华大学建筑设计研究院。

4、施工单位：陕西建工第六建设集团有限公司。

5、施工概况：

二、编制依据

1、施工图纸、变更及图纸答疑等设计文件；

2、《建筑工程施工质量统一标准》GB50300—2013；

3、《建筑地基技术处理规范》JGJ79—2012；

4、《混凝土结构工程质量验收规范》GB50204—2002(2012版)；

5、《建筑深基坑工程安全技术规范》JGJ311—2013；

6、《国家标准设计图集》11G101—1；

7、《建筑施工安全检查标准》JGJ59—2011；

8、《建筑施工手册》第五版；

9、其它现行相关规范、规程及强制性标准。

三、施工部署计划

1、工艺流程综述：

1.1总流程：开挖放线→土方开挖→边坡处理→素土夯实→灰土地基基础→砼垫层→景观柱结构基础放线→钢筋制作绑扎→模板安装→浇筑基础混凝土→拆除模板→基坑灰土回填→景观柱钢筋绑扎→模板安装→混凝土

浇筑→模板拆除→干挂石材安装→铺设砾石。

1.2 土方开挖工艺流程：机械开挖至基底标高以上0.2m→深基坑位置放坡→土方外运→人工挖底和整平→机械压实。

2、工序概述：

2.1土方开挖，依据放线的热力管沟基槽位置采用60型挖机进行机械开挖，先将地表垃圾土清除，然后在进行降台放坡开挖多余土方进行外运。

2.2模板：砼管沟采用18㎜厚镜面板，现场配置模板，40mm×60mm方木做次龙骨，φ48mm×3.5mm钢管做为主龙骨，加固体系选用φ12mm对拉螺杆和钢管。

2.3钢筋工程：钢筋均在现场制作。水平钢筋￠8级钢筋采用搭接连接，竖向钢筋￠10，竖向构件与水平构件均采用水泥垫块控制钢筋保护层厚度。

2.4混凝土：混凝土均采用商品混凝土，混凝土垫层标号为C15，管沟结构混凝土为C25，车泵输送，机械振捣。

2.5其它：基槽四边防护架采用单排钢管架挂密目网围挡。

3、施工准备：

3.1 技术准备：组织管理人员熟悉图纸，根据设计要求及工艺要求，组织图纸会审；编制施工方案，并通过相关部门审批；向施工人员进行技术交底；建立现场测量控制网，并将高程控制点引至基坑内，复核无误。

3.2 材料准备：提出材料计划，并报项目部审批。

3.3机具准备：30装载机一台、60挖掘机一台、270大型挖掘机一台、钢筋调直切断机一台、弯曲机一台，平板振动器和插入式振捣器各一台。

五、分项施工及技术措施

1、土方开挖

1.1 管沟开挖要依据图纸进行开挖，如遇见和图纸不符情况应立即停止开挖并上报设计院，得到设计指令后方可进行开挖。

1.2首先依据博物馆地质勘探报告，对管沟所处位置进行地质核。1.3放线：管位为中线，放出管沟放坡的边线，在保证管沟深度的前提下，以保证不塌方为宜。

1.4所用设备及材料：挖掘机、铲车等。

（1）热力管沟土方开挖前，按规范和设计图及现场的土质情况确 定管沟的边坡比，针对管沟盖板标高-2.7m部分位置的深沟槽采取二次降台放坡做法开挖。详见开挖断面图：1-1

（2）开挖时，应确认挖出土质是否满足基坑回填标准，土质湿 度不大于25%。然后按照开挖断面图采用60型挖掘机、270型大型掘挖机进行沟槽深挖及四边降台放坡，挖至距灰土垫层底0.2m处采用人工开挖修整槽底并且要机械夯实。整个开挖过程，现场管理人员一定要始终进行监督检查，对不符合安全质量要求的地方（如坡比、挖深等）及时整改，确保各项指标均达到规范和设计要求。

（3）如遇见岩石或硬质土层时，沟底深度应超挖0.3m，以满足细土回填的深度。

（4）对上层垃圾土质以及多余土方进行外运清理。

1.5对于基坑四周进行安全维护，维护采用单排钢管架挂密网,搭设高度为1.2m，围挡距基坑边为1m。

2、管沟底部灰土垫层

摊铺灰土层，3：7灰土采用集中拌制，灰土压实总厚度0.3m，每层虚铺厚度不超过0.3m，控制前先在基槽周边壁上，每隔5m，用木桩做好标高标示，灰土垫层分两道铺设，每次铺设厚度为0.25m,并且三遍夯实，控制管沟垫层低平，以便后道工序满足规范要求。

3、砼垫层

在灰土上弹好所要浇筑砼垫层边线，用钢筋加固砼垫层四边0.1mm高模板，在浇筑时使用平板振捣机振捣后，使用刮杠粗略刮平在次使用抹子收平，并且严格控制其标高，待砼初凝后对其进行12小时养护。

4、钢筋工程：

4.1钢筋检验：钢筋进场应具有出厂证明书或试验报告单，并按批量、规格类型抽取样品送试验室进行机械性能复试，复试合格方可使用；如使用中发现钢筋脆断、机械性能有异常，立即停止钢筋加工。联系专业检测机构对其检测。

4.2钢筋的保管：钢筋运到施工现场后，必须严格按批量分不同等级、牌号、直径、长度挂牌分类堆放，并注明数量，不得混淆。钢筋应尽量码放料棚内，在条件不具备时，应选择地势高、土质坚硬、较平坦的露天场地堆放；堆放时，钢筋下面要架设垫木，离地高度不宜小于20cm；也可用钢管搭设堆放架，以防钢筋锈蚀和污染。钢筋的存放不得与酸、盐、油等

类物品存放在一起，同时堆放地点不要和产生有害气体的车间靠近，以免污染和腐蚀钢筋。

4.3钢筋的加工制作：钢筋在使用前，应将钢筋表面上粘着的污泥、油渍、浮锈等清理干净。钢筋的加工制作的依据设计图纸、标准图集、抽筋小样及配料单，由钢筋加工专业班组在施工现场进行加工制作，也可委托钢筋加工专业厂家进行加工制作。

4.4.钢筋的绑扎：钢筋网片的绑扎，四周两行钢筋交叉点应每点绑扎，中间部分交叉点可相隔交错绑扎；双向主筋的钢筋网片，则必须将钢筋交叉点全部绑扎。

5、模板工程：

5.1根据定位轴线控制点，确定基础中心线弹在砼垫层上，然后弹出基础外边框线。

5.2根据基础墨线，镜面板按图纸尺寸拼缝安装，竖向位置订好木龙骨，并用钢管及对拉螺杆进行加固，详见模板加固体系示意图1-2：

6、混凝土工程：

6.1浇筑前将底部垫层及侧模，用水浇湿。砼浇筑时，应按顺序直接将砼放入模板中。

6.2振捣时应沿基础底板浇筑的顺序方向，采用斜向振捣法，振捣棒与水平倾角约60度左右，棒头朝前进方向，棒间距以500mm为宜，要防止漏振，振捣时间以混凝土表面翻浆冒出气泡为宜。砼表面应随振捣按标高线进行抹平。

6.3砼要求连续浇筑，还要做到分层浇筑，分层捣实，但必须保证上下层砼在初凝前结合好，尽量不要留施工缝。

6.4砼浇筑完后要及时养护，不少于7昼夜。

7、防水砂浆施工

7.1管沟井壁的清理：抹灰前，将墙体表面灰尘、粘结的砂浆、模板夹缝伸出的灰清理干净。

7.2 湿润墙面：抹灰前2小时、用水管浇水湿润墙面。

7.3抹防水砂浆：管沟井壁内侧抹防水砂浆，设计配比1：2.5水泥砂浆内渗入3%的防水剂，抹灰厚1cm，分两遍压实压光。

7.4抹灰完成24小时后，管沟外侧方可回填。

8、热力管道的安装：

热力管道管径为200mm,分为供水、回水两根管路，具体详见热力管道安装施工方案。

9、安装管沟盖板

管沟盖板设计为 GB-27厚度为200mm，砼强度为C30。管沟井壁上沿涂抹2cm防水砂浆。安装时采用小型汽车吊进行吊装，涂抹盖板间缝必须均匀一致缝宽约为10mm。待盖板铺设完毕后采用1:2.5防水砂浆封堵密实。

10、土方回填：

10.1先对其混凝土管沟两侧进行素土回填，逐层回填每层回填素土厚度不得超过300mm，并用小型立式夯机分三遍夯实，回填至盖板顶。10.2对盖板顶以上部分采用机械回填，每层素土厚度不得超过300mm厚，并用蛙式夯机分三遍夯实。回填至中庭铺装垫层下-50mm处完毕。

六、安全生产措施

1、安排专业的机械操作手参加操作，操作手要严格听从技术人员的指挥，平稳操作。

2、挖管沟时，必须先确定出管道的走向和深度，用人工进行修平整。

3、管沟开挖必须达到要求的深度。

4、回填管沟时，先回填混凝土管沟侧面，然后回填盖板顶以上部分，并且夯实。

七、质量保证措施

1、灰土：灰土施工应拌合均匀，颜色一致，控制措施为：每班施工前必须按比例拌好样品，进行参照拌合施工，当天拌合好的灰土必须当天用完，灰土不得过夜夯实。灰土垫层的夯实要求：采用打夯机夯实，必须掌握好夯实（3—4），要求一夯压半夯，夯夯相连，不得漏夯，达到密实度规定要求，灰土表面必须平整，不得出现裂缝，起皮，松散等现象。

2、混凝土垫层

2.1木方下面用砂土塞垫，保证木方上部高度及平整。待混凝土强度达到1.2MPa后，拆掉木方。木方外侧每隔2m楔入木楔，入土深度不小于300mm。

2.2垫层混凝土采用平板式振动器振捣，振动器在每一位置应连续振动一定时间，一般情况下为25～40s，以混凝土面层均匀出现浆液为准，移动时应成排依次振捣前进，前后位置、排与排之间应相互搭接30～50mm。

2.3浇筑混凝土垫层时，必须根据所拉水平线掌握混凝土的铺设厚度，振捣后再次拉水平线检查平整度，去高填平后，再用木刮板以塔饼为标准进行刮平。

2.4垫层混凝土浇筑应连续进行，如必须间歇时，间歇时间应尽量缩短，不得超过混凝土初凝时间。

3、模板、钢筋混凝土

3.1模板面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆杂物。木模板灌注混凝土前，用清水充分湿润，清洗干净，不留积水，使模板缝隙拼接严密，如有缝隙，填严，防止漏浆。混凝土必须按操作规程分层均匀振捣密实，严防漏捣，每层混凝土均匀振捣至气泡排除为止。

3.2控制钢筋绑扎间距，提高钢筋网整体性；拉筋按图纸要求间距布置，保证钢筋网间距。

3,3预拌混凝土要求生产厂家报分包单位资质、随车提供的预拌混凝土发货单、系列配合比单、碱含量试验和预拌混凝土出厂合格证等。混凝土强度实测值应符合设计及规范要求。

4、回填坑底的清理必须干净，垃圾杂物集中堆放到不影响施工的地点，或者运出施工场外，不允许有腐质性杂物存在。混凝土管道两侧以及盖板顶以上素土回填。回填土一次虚铺厚度在25～30cm，铺好后用铁铣整平，分多次然后用机械打夯机震打夯实，每层打夯次数不得少于3-4遍，并且随夯随跟人整平，在死角处或采光井等太狭窄的部位蛙式打夯机无法施工，必须用立式平板打夯机和蛙式夯机夯实。八、雨季施工技术措施

1、在进入雨季前由各工程处组织一次检查，开挖的管沟内设置集 水坑、配备水泵两台随时排水，并在基坑四周排水明沟，将地表雨水 及时排入市政雨水管网中，防止地表雨水沿基坑边流入基坑内造成基 坑周边土方坍塌隐患发生。

2、当雨季来临时，必须将沟槽及四周的土方全部用防水油布覆 盖，防止因雨水冲刷，造成基坑四壁土质湿软及基坑四周土方土质湿 重增加出现的塌方事故发生。

九、安全措施及应急预案

1、各种机械设备操作人员必须持证上岗，保证操作熟练。

2、沟槽内下工作人员必须戴安全帽及其他安全装备，沟上配备 专职监护人员，防止沟坡塌方伤人。

3、设制突发性情况预案，如损伤其他管路，施工人员受伤等（准 备抢险人员及机具设备等）。

4、若发生紧急事故时，现场管理人员应确保通讯，交通畅通。

热力管沟施工组织设计 篇2

本工程为营口某小区室外管网工程的南区热力工程,设计范围为从南区换热站墙外1米到各个用户(单元)墙外1米的小区超低温水管网,南区热网的总采暖面积约19.1万平方米,其中低区系统采暖面积16.9万平方米(包括地下车库二、三的热风采暖面积约1.5万平方米),高区系统采暖面积约2.2万平方米。根据各单体建筑采暖图纸,室内均是按照两个采暖系统设计的(11层及以下为低区系统,12层及以上为高区系统,住宅商铺建筑是按照散热器采暖方式进行设计)。本小区热网是按照单体采暖图方案的两个采暖系统设计,征求甲方意见,地下车库二、三的热风采暖系统划分到低区系统内,换热站的设备选择应保证系统不超压,不汽化。小区热网的供回水设计参数为80℃/60℃,供回水温差20℃。

二、热力外网系统设计

本热网主干线及支线原则上采用无补偿直埋方式敷设,条件允许时采用Z(或L)型自然补偿(见设计平面图)。

当钢管管径≤150mm时,选用无缝钢管,材质为20#钢;当钢管管径>150mm时,选用螺旋焊接钢管,材质为Q235B。热水直埋管道保温采用聚氨酯外加高密度聚乙烯外护管。聚氨酯容重不小于60kg/m,泡沫闭孔率不小于90%,常压下,沸水中浸泡90分钟后,聚氨酯泡沫的吸水率不应大于10%。管道焊接要求按GB50236-98进行,管道上附件焊接应尽量避开原管道焊缝。外网管道变径采用同心变径,冲压弯头,所有分支三通采用跨越三通,当支管管径≥DN100时,出厂之前必须采取补强加固措施。三通、弯头和变径等管件采用预制保温管件,其质量符合《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管件》(CJ/T155-2001)的要求。由于小区规划总图与建筑物单体图纸有误差,采暖进户支管的详细位置需要根据实际确定。热力入户井具体位置视现场实际情况而定,管道变径原则上设在分支后2.0m。热水管道坡度不小于0.002,覆土深度为-0.8m--1.3m。在管道高处放风、低处泄水,放风井、泄水井个数根据现场实际施工情况设置(或设在就近的阀门井内)。管道折角必须在管口两端对等打磨成坡口对焊成折角,折角保证小于5°以内,并采取肋板加强措施。有155°等多处的弯头采用工厂煨制保温弯头。阀门小室内的裸露管道施工完也必须做补口保温,外饰面可用环氧树脂和玻璃布、三油二布作法。

三、热力外网施工要求

系统打压指的是小区管网打压,不包括建筑物内采暖管道及设备打压。南区低区系统的室外热水管网工作压力为0.75MPa,(试验压力为工作压力的1.5倍),用试验压力打压,观察10分钟,如压力降不大于0.05MPa,再将压力降至工作压力0.75MPa,做检查处理,以不漏为合格;南区高区系统的室外热水管网工作压力为0.95MPa,(试验压力为工作压力的1.5倍),用试验压力打压,观察10分钟,如压力降不大于0.05MPa,再将压力降至工作压力0.95MPa,做检查处理,以不漏为合格;管道安装前必须逐根清管,当管内有明显脏物时,必须拉管清除。无明显脏物时,在管子起吊与地面成≥45°夹角时敲打管道,清除管内浮锈及杂物。每次施工收工前,必须将开口包扎好,避免误入杂物,对埋设管道加以重视。保温管道外保护层应保护好,如有损坏必须修复。

直埋管道的施工顺序:放线挖沟——操平铺底砂——下管——对口焊接——打压——补口——复砂——回填土夯实。每道工序必须验收合格后方可进行下道工序。横穿马路的供热干管,当管顶覆土厚度>0.9米时,需加混凝土套管,混凝土套管管径比钢管管径大二号,套管长度保证伸出路边外1米。管网在投入运行前必须先进行冲洗,用自来水冲洗,先冲洗主干管后冲洗支干管。管道冲洗由供水管、回水管分别逐一进行。冲洗前应在循环泵的入口接入临时水源,其水量应尽可能保证管内不小于1m/s的流速。冲洗时应从循环泵出口起向前推进,首先将换热站内的供回水管临时接通,然后关闭最近(距换热站)的分支阀门井内供水管,打开其阀门前的排污管阀门,引出软管排向附近雨水管道,直至放出水清净为止,关闭此排污阀,打开分支阀向下一个分支阀推进,重复上述过程,周而复始,直至最远热力入户井。将热力入户井内的供回水管临时接通,由回水管返向换热站方向流动,关闭距该换热站最远的分支阀井中的回水管分支阀,打开该阀前的排污管阀门,按供水管冲洗过程逐个向换热站冲洗推进,直至到换热站排净为止。恢复正常运行状态,冲洗完成。

四、注意事项和存在问题

1.采暖管道施工时严格要求施工的焊接质量,要求所有用于地下的混凝土墩、井室及砂浆均采用防水外加剂,型号为LJ144-Ⅲ混凝土泵送型外加剂(辽宁省建设科学研究院研制或其他单位),外加剂用量为水泥用量的1.8%。预制管接头焊接补口后的高密度聚乙烯外护层的密封要求按以下进行:热水管道的补口外护套(高密度聚乙烯套)两头采用电阻丝热熔法压紧施工,并采用100%的0.02MPa气压试验。

2.在进行水压试验合格后,固定焊口要求抽检8%以及转动焊口要求抽检4%进行X射线探伤检测,X射线探伤以符合GB/T3323规定的Ⅲ级标准为合格。

摘要：本文结合某小区供热外网的工程实例,介绍了热力外网系统的设计情况,并对在该设计过程中所遇到的问题进行深入探讨。

综合管沟的防水设计 篇3

在综合管沟设计中,为适应地基变形和混凝土本身收缩的需要,一般每隔30米左右会设置一道变形缝,综合管沟内的管道、电缆等在路口和一定位置均需设置出入口,故综合管沟的渗漏水的薄弱环节较多。在设计中综合管沟的防水问题就显得尤为重要,应予以重视。

综合管沟的防水应尽量采用复合式防水设计。在主体及构造节点的防水设计上避免单一式,以减少综合管沟工程的漏水概率。

1 主体防水

在广东省《城市地下空间开发利用规划与设计技术规程》中,将综合管沟工程的防水等级确定为二级,笔者认为较为合理。防水等级确定过低,影响工程的正常使用,或使防水设计失败,防水等级确定过高,又会造成不必要的浪费。

主体防水设计上,一般采用结构自防水(刚性防水)与防水卷材、防水涂料等外防水方式中一种或两种相结合的复合式防水设计。

1.1 结构自防水

首先应明确一个观点,并非混凝土强度越高防水效果就越好。综合管沟壁板多为大体积混凝土,混凝土强度越高,水泥掺量越大,混凝土水化热就高,混凝土内部产生的温度应力超过混凝土本身的抗拉强度时,混凝土就会产生开裂。为满足耐久性要求,一般综合管沟混凝土强度等级控制在C30~C35即可。水泥的强度等级应不小于42.5级,优先采用水化热低的矿渣水泥等,水泥的用量也不应太高,应控制在380kg/m3以内,粗骨料应采用5~40mm级配良好的石子和中粗砂,含泥量严格控制在1.5%以内。在自防水混凝土的主要原材料质量和混凝土配合比上把好管,是保证混凝土自防水效果的关键。

为保证自防水混凝土的的抗渗能力,在混凝土中掺入性能良好的膨胀剂以补偿混凝土收缩,降低各种应力对混凝土造成的开裂,从而提高混凝土的韧性和抗拉能力,减少开裂。一般膨胀剂能替代等量的水泥,加入膨胀剂后的混凝土搅拌时间应比普通混凝土延长30~60S。目前使用较多的纤维膨胀防水剂可视为一种较好的选择。

钢筋配置上,结构构件除满足承载力要求外,还需进行构件的抗裂验算,满足防水抗渗及耐久性要求,控制裂缝宽度不超过0.2mm,应尽可能采用小直径钢筋、小间距布置。混凝土迎水面的钢筋保护层厚度应尽可能做到50mm。

当然,混凝土的自防水效果还取决于施工中混凝土的浇筑与振捣、混凝土的拆模时间控制以及拆模以后的养护等等。

1.2 外防水

综合管沟作为防水等级为二级的地下防水工程,仅靠混凝土自防水是不够的,在主体防水措施上还应采取至少一种外防水措施。

外防水的方式较多,常采用的方式有防水卷材、防水涂料、防水砂浆等。

防水卷材作为一种使用较为广泛的防水方式,常用于处于地下水环境,且受侵蚀介质作用或受振动作用的地下工程。防水卷材铺设在混凝土结构的迎水面,即从综合管沟结构底板垫层铺设至顶板基面,在外围形成封闭的防水层。在沿海地区,RSA-821耐盐碱性聚合物改性沥青防水卷材由于其抗氯离子渗透性能和耐盐碱腐蚀性能较强而常被采用。高聚物改性沥青防水卷材的厚度一般不应小于4mm。聚氯乙烯高分子防腐卷材能耐根子渗透、耐碱性较强在有机质含量较高的场地使用较多。合成高分子防水卷材的厚度一般不应小于1.5mm。防水卷材的主要物理性能应满足相关规范的要求。

防水涂料由于其施工较为方便而常在防水工程中采用,防水涂料包括有机防水涂料和无机防水涂料。无机防水涂料可选用水泥基防水涂料、水泥基渗透结晶型涂料。无机防水涂料应具有较高的渗透性,宜用于结构主体的背水面。有机涂料(如水乳性、反应型、聚合物水泥等)宜用于结构迎水面。防水涂料的性能应符合相关规范的要求。

2 节点防水

施工缝、变形缝、穿墙孔、对拉杆、阴角等节点,在共同管沟工程中不可避免。这些节点均为防水的薄弱环节,共同管沟的渗水多源于此类节点,在防水设计上应予以高度重视。

2.1 施工缝

防水混凝土应连续浇筑,宜少设施工缝。严禁设置竖向施工缝。当水平施工缝不可避免时,按照《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)的规定,墙体的水平施工缝应留在高出底板表面不小于300mm的墙体上。施工缝防水构造的主要形式有中埋钢板止水带和设置遇水膨胀止水条两种。采用单一的防水方式不能确保防水功能,除有施工原因外,还有防水方式本身存在的缺陷。故不提倡单独使用中埋钢板止水带或设置遇水膨胀止水条。可采用中埋钢板(或遇水膨胀止水条)与外涂防水涂层(或外贴防水卷材)复合使用。

2.2 变形缝

变形缝处的渗漏是综合管沟工程中主要渗水源之一,也是防水处理的关键环节。按照《给水排水工程构筑物结构设计规范》规定,一般地埋式构筑物每30米需设置一道变形缝。变形缝应做成贯通式,在同一剖面上连同基础或底板断开。一般变形缝处的防水构造应由止水板材、填缝材料和嵌缝材料组成。为确保变形缝处防水效果,建议在此基础上加设一道外防水层如局部外贴防水油毡层,增设一道防水防线,减少渗漏水机率。

2.3 穿墙管

综合管沟在道路口和一些需要的位置均设置有管线出入口。穿墙管埋设越多,渗漏水机会就越多。穿墙管处的防水也是综合管沟防水重点之一。若结构变形较小或管道伸缩量较小,可采用主管加焊止水翼环直埋入混凝土内的固定式防水法,并在迎水面预留凹槽以密封材料填实。但一般综合管沟较长,结构变形和管道的伸缩量较大,同时为方便更换,采用套管式防水法较多。套管应加焊止水翼环。

综合管沟内电缆、通讯管道较多,出入综合管沟时宜相对集中可采用穿墙盒方法集中进出。穿墙盒的封口钢板应与墙上的预埋角钢焊严,并从钢板上的预留浇注孔注入柔性密封材料或细石混凝土。

2.4 卸料口、通风口、人员出入口

为满足通风、消防以及管道施工的方便,综合管沟一般每隔150~200米左右需设置通风口、卸料口和人员出入口。这些孔口均需要伸出地面,也是地表明水(如雨水、地表积水等)进入综合管沟的主要通道。在这些孔口的防水细节设计上应注意阻止地表明水的流入。出地面高度较少的孔口,出地面的高度应不小于200mm;出地面高度较多的孔口,应注意侧壁洞口底离地高度应保证200mm以上,顶部盖板应密封,且盖板外延应伸出洞口壁外以防止雨水的渗入与飘入。

2.5 拉接筋

综合管沟施工时需设置大量的拉接钢筋,如果没有控制好其保护层厚度,将会形成一定数量的渗水通道。故在拉接筋设置时,应尽量少而精,采用“梅花型”布置,并不得接触模板。撑铁、撑角应设置在主体双排钢筋之间,对应的位置需加设保护层垫块。为了可靠,宜采用焊接的方法固定在主筋上。

2.6 对拉螺栓

用于固定模板的螺栓须穿越混凝土结构,可采用加焊方形止水翼环的工具式螺栓。拆模后应将留下的凹槽用密封材料封堵密实,并用聚合物水泥砂浆抹平。

综合管沟的防水涉及各个专业,在设计过程中需与工艺、电气、通风及建筑等专业密切配合。在施工过程中对材料选择与质量控制、配合比设计、施工振捣与细部节点处理、混凝土拆模与养护等均需高度重视。在使用阶段一旦发现渗漏水问题应及时采取措施。以上仅提出设计方面应注意的问题,一个优秀的工程还需各方面的共同努力。

摘要：随着城市的建设与发展,地下空间的综合利用正得到逐步的开发利用。综合管沟作为不同种类地下管线的载体,埋置于地面以下一定深度,由于管沟长度长,沿线地质情况变化多,因此,采用钢筋混凝土结构的综合管沟,不但要求其适应地基变形的能力要好,同时防水的性能也要好。

关键词：综合管沟,钢筋混凝土,结构,防水设计

参考文献

[1]李伯龙.地下防水混凝土工程的质量控制[J].淮北职业技术学院学报,2009,(05).

[2]黎舒良.清水混凝土的优点和施工质量控制[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2009,(06).

热力管网工程施工工艺和质量控制 篇4

建设项目的质量不仅要有相关的适用性和建设项目的工程最终投资效应, 更重要的是它还和人民生命和财产安全息息相关。伴随着我国经济的快速发展, 我国的现代化建设规模正在逐步扩大, 每年要投资数十亿美元来建设工程项目, 因此一旦出现工程相关的项目质量问题, 就会对公共利益和公众安全造成直接的影响, 因而, 当前人们把关注的焦点更加聚焦在了建设工程质量安全问题上来。

2 热力管网施工工艺与质量控制流程

施工准备→测量放线→管沟开挖→管底铺砂→管材检验→除绣保温→吊装下管→对口焊接→焊接检验→强度试验→接口保温→沟槽回填→严密性试验→管网清洗→试运行→竣工验收。

2.1 对沟槽进行放线并开挖土方

首先是测量放线。方法是测量人员在沟槽的两侧用白灰放出线, 然后进行机械开挖。开挖过程可根据实际情况, 如有必要可进行人工配合。挖掘到埋在地下的管道的土石方量为止, 其中比较适宜的是分成一个个的工作业段, 一个补偿作业段形成一个工作任务段, 最后一次性达到工程设计的要求。当土方开挖到电槽底标高时, 就要由相关人员对槽进行检验。

工程测量, 作为整个施工的一个重要组成部分, 它是最先开始的, 工程测量的精确度对未来建筑工程质量有着直接的影响。工程测量工作的主要内容一个是定线测量, 一个是水准的测量, 下面分别阐述之。定线测量:在定线测量时, 测量应按照顺序进行, 按照由主干线—支干线的顺序来进行开展。其管道线路的定位位置应符合设计确定的坐标数据, 以此来测定点位。但如果线很长, 它的每一个中间桩间距要小于50米。当水准测量时, 水准仪与水准尺必须质量合格能够进行完整性测试, 测量偏差要在相关要求之内。供热管线工程项目完成后, 要对平面位置和高度进行全面测量, 测量标准以相关部门的规定为准则。

在供热管道土建进行施工时, 开挖沟槽与回填沟槽工作是此阶段工程项目的主要内容, 必须做好。在挖掘直埋管道的土石方时, 适宜把一个补偿作业段作为一个工程作业段部分, 确保开挖达到设计要求, 一次完成。这其中需要注意的是, 不要让水浸泡或冻到槽底, 沟槽中心线的两侧的净宽度不应小于槽底需要开挖的宽度的尺寸一半的。在沟槽回填之前, 必须把杂物从槽底清理出来, 且要清除干净, 如果槽底存有积水, 那就应该排除积水。在回填土方的时候, 要分层填土, 且将每层都要压紧夯实。此外还要注意的是, 在前面的回填土时, 对保温管外护层的破损处要进行修复, 以防止破裂。

2.2 管的底部铺砂与管材的检验

检查槽合格之后, 沿沟槽进行铺砂, 可用装载机装载细砂, 沿着沟槽长度铺至200毫米厚。铺完后, 通过人工进入槽内进行平整, 尤其要注意的是在平整的过程中, 细砂内的杂物及没有任何尖锐的岩石和碎片都必须清除干净。对于母材、焊接材料也要进行检验。因为管材是半成品, 所以在检验时, 这些材料的化学成分和机械性能必须与之符合, 要对管道材料检查其制造商的材料质量合格证书和材料质量复验报告, 根据当前国家规定相关标准。

2.3 热力管网工管道的铺设

(1) 下管:

管道安装前, 首先要检查槽底高程、坡度, 通过检查, 看看基底处理和设计要求能否和标准相符合。对管道内的杂物、砂石土粒等都要彻底清除干净。保温管在沟内安装要装于单挂入沟, 也可以是两根或更多根组焊完之后, 再吊如沟内安装。当组焊的管道很长时, 宜采用两个或两个以上的起重机提升管或下管, 吊点位置的选择根据平衡条件。

(2) 对口:

对口操作工序的流程:检查管子对口接头尺寸→清扫管膛→配管→确定管子纵向焊缝错开位置→第一次管道找直→找对口间隙尺寸→对口错口找平→第二次管道拉线找平→点焊。

2.4 焊接

焊接前, 焊接连接的范围内不少于10毫米两边的铁锈、污垢、油脂, 要进行清洁, 使金属有光泽。焊接定位的焊缝, 要使用一样的根部焊道焊接材料和焊接工艺。用氧-乙炔焊, 点焊按照焊接部分, 通过焊接、等距点焊部分厚度不应大于壁厚的2/3。焊接坡口管、焊接层数不得少于2层, 每个焊缝应一次性完成焊接, 要把根部焊接透, 中断焊接时, 火焰应该慢慢地离开。不是加工破口时, 应采用双面焊不应产生附加应力, 多层焊接, 第一层应均匀, 焊缝根要焊透但不得烧穿管焊接, 顺序和方法的接口应正确操作。不允许打焊缝区域, 在焊缝不冷却之前每一层在焊接时, 对熔渣和飞溅物应该被移除同时还要进行外观检查, 发现重型焊接缺陷应去除。明显焊接缝的地方, 要在靠近焊缝的地方应有焊工钢印标识, 同一部位的焊接修复不得超过2次不合格的焊接部分, 否则应该采取措施修复。

2.5 对焊缝进行严格检验

焊缝表面要清除干净, 对焊缝表面的质量检验必须要保证。检查之前焊缝尺寸要和相关要求符合, 与母材平滑过渡, 应该没有表面裂纹和夹渣或其他缺陷, 咬边深度应小于0.5毫米, 且每一道焊接缝的咬边长度不应大于10%的焊接缝总长度且焊缝表面应完整, 其高度应不低于母材的表面;表面的凹陷深度不能超过0.5毫米, 表面的每个焊缝凹陷不能大于焊缝长度的10%。对焊缝进行无损检测试验时, 管道无损检测标准应当符合在其设计时的各项规定, 焊缝无损问题要进行检验这个也是最主要的检验项目。同时在进行质量检验时探伤检验必须由那些有资质的有关单位进行检验, 所有的钢管和设备无损检测检验都要进行;此外管线折叠点也有现场焊接和焊缝, 也要进行所有的无损探伤和检验, 焊接修补后, 主要管道系统和二级供热管网工程的管道和设备表面质量和无损检测检验和检验的数量不应在规定的检验数量强度试验和严密性试验, 都要符合设计要求的强度, 更要符合严密性试验的要求。没有设计需求必须执行根据规范的要求。泄漏测试压力应为1.25倍设计压力, 不小于0.6MPa。强度试验压力应为1.5倍设计压力。

2.6 严密性试验和强度试验

按设计要求进行一级管网及二级供热管网工程的管道和设备强度的试验和严密性试验等。所有的测试适合一个完整的设计, 施工周期无需求的设计按照规范的规定进行不得低于 0.6 MPa, 1.25 倍设计压力为严密性试验压力, 1.5 倍设计压力作为强度试验压力进行强度试验的, 应该在管道接口防腐、保温施工及设备安装前进行试验;试验范围内的管道工程全部安装完成后进行严密性试验, 供热管网工程也应该做测试, 使用水作为介质。

2.7 接口保温与沟槽回填

保温材料种类繁多, 保温材料必须强调要有质量合格证明。目前市场上的各种保温材料更是良莠不齐, 所以要出具检验机构检验合格的检验报告。保温和隔热材料在槽回填目前在市场上种类繁多。为了保证质量的保温, 强调需要一个质量证书, 指定的接口保温应进行管道压力试验, 主要目的是容易检查泄漏情况。当温度低于5℃, 若采取湿建筑保温, 有可能冻结, 冻结必须采取防护措施。

3 工程验收

我们知道, 调试工作是一项系统工程, 在这个调试过程中, 会有许多意想不到的可能情况发生, 因此, 做一个充足的准备工作是必须的, 参阅竣工验收合格后, 完成最终验收的信息已经完成, 应在正常操作后进行验收。可以说, 只有严格进行的当前项目验收, 才可以真正确保工程质量的相关要求。分项工程必须满足主控制程序来实现100%的通过率, 和一般项目合格率不小于80%, 可以视为合格;分公司工程需要满足各种施工合格的, 可以作为合格;单位工程必须满足所有的部门合格才能视为合格。

4 结语

热力管网工程施工过程是非常复杂的, 特别是焊接检验的质量和压力测试管道, 每一个技术要求是非常严格的。因此, 建设施工过程中施工技术必须严格按照规范操作, 在施工必须严格消除的每一个障碍, 确保工程的质量。

参考文献

热力管沟施工组织设计 篇5

该工程为北京通州区城西5#区燃煤锅炉房整合项目供热工程, 于2009年6月中旬开工, 整个热力管网工程主要包括热力管道施工约25km (管径DN800mm～DN100mm) , 其穿越了通州区梨园镇各主要交通干道、城铁、箱涵及小区街道, 施工环境极为复杂;原图纸设计除过主要干道路十字路口、箱涵等处的管道外, 全部管道施工为明沟开挖敷设管道, 过城铁、主要干道路十字路口、箱涵等不能进行明沟开挖的管道, 原设计根据常规施工技术, 采用了顶管、隧道暗挖施工, 然后再进行管道敷设的施工方法。工程于2009年10月30日必须确保供暖。

2 施工方案确定

开工伊始, 时逢夏季多雨季节, 并且该工程热力管道的施工不是整体工程全面开工, 而是根据交通管理部门要求, 分为14条路段分别进行施工, 一条路施工完毕后, 才能进行下条路的开工建设, 否则将导致城区交通阻断, 严重影响城区居民的正常的生产、生活和交通通行。同时在施工过程中申报审批部门多, 报批手续繁琐;施工中还必须协调多方关系。在遇到过城铁、主要交通十字路口、箱涵处采用顶管、暗挖施工技术, 根据以往施工经验和现场实际情况, 至少需要三四个月。在上述情况下工程总体进度计划无法保证。为保证工期要求, 我们提出了非开挖定向拉管施工方案。但热力管道定向穿越拉管施工还没有过施工的先例, 需要解决不少技术难题:如必须考虑热力管道在拉管施工过程中焊缝不受损伤、管道热膨胀不能影响到焊缝;管道的保温层如何保护;管道主线上分别有不同的分支如何解决等等。

在和设计部门进行了多次详细的讨论研究后, 最后确定由设计人员考虑热膨胀和管道允许的弯曲曲率;由施工单位对拉管受力大小焊接试件进行检测, 在施工中确保受力不大于检测数据的80%, 以保证焊缝不受损伤;保温保护层端部拉管端焊接堵板 (略大于管道保温层高度) , 保温接头处做两层保护层, 以确保损坏一层还有一层进行保护;管道分支在管道穿越完毕后, 局部进行点开挖切断管道在进行分支施工;最后施工完毕后多拉出一段管道进行外观检查、并且进行二次水压试验, 确保拉管过程中管道的严密性。

3 施工工艺

根据管道直径及管道材质确定管道的允许弯曲角度, 然后再结合管道埋设深度确定管道的最短施工长度;根据现场实际情况进行平面布置:摆放设备、导向管道施工钻孔中心线、布管焊接、管道试验、保温;同时在管道入地端开挖入管基坑, 在钻机入地端开挖取钻基坑;然后钻机导向钻孔, 最后钻机拉管施工。具体施工流程如图1所示。

3.1 施工测量

根据图纸要求, 在现场用导向仪导向管道施工中心线和观测点。

3.2 操作基坑开挖

依据管道埋设深度、管道直径大小确定管线施工长度, 然后确定穿越入土点位置, 并打桩做好标记。首先在入、出土点位置设计井位, 然后挖入管工作井及出钻工作井。工作井深度的深度根据设计管道埋深底标高确定, 其大小根据管道直径大小确定。

3.3 管道组对焊接

3.3.1 管线运输

施工位于交通主要干道上, 行人、车流量大, 为减少对交通的妨碍, 管道运输在夜间进行。

3.3.2 布管

沿围挡带将管道顺序摆放、首尾错开, 以便组对焊接;待管道布管完成后, 设置围挡将施工区域封闭, 防止影响交通。

3.3.3 组对焊接

1) 管道焊接:

其焊接质量要求与其他热力管道相同, 这里不在详述。

2) 焊缝质量检验

(1) 管道施工完毕, 需要按照规范和设计要求, 进行100%射线探伤;

(2) 在管道起始端 (拉力最大、拉进最长) 按照设计要求焊接2道～3道焊缝, 待拉管施工完毕后, 重新进行射线探伤检验, 检查焊缝是否有拉伤、变形等缺陷, 以确定在拉管过程中对管道焊接质量是否有影响。

3) 焊接接头保温

焊缝焊接检查完毕合格后, 进行接头处保温;接头保温采用电热熔套。电热熔焊接进行严密性试验。试验压力20kPa, 用肥皂水检验, 若有气泡冒出, 则证明有漏气现象, 否则为严密。之后, 用机械浇筑的方法浇筑聚氨酯, 其配比要与原聚氨酯保温管聚氨酯材料的配比相同。

3.4 钻孔施工

3.4.1 施工设计

本工程按设计图纸提供各井位的管底标高进行施工设计。

3.4.2 每段管网穿越的施工工序 (见图2)

3.4.3 水平定向钻穿越施工

1) 钻机进场, 将导向钻机放入工作坑预定位置并加锚杆固定牢固。

2) 泥浆系统就位, 连接自来水管道, 并将其定位后固定牢固, 接入搅拌泥箱, 进行现场泥浆配置。

3) 设置安全报警装置及接地保护系统。

4) 设备进行系统联机调试, 钻机应试运转并调整好适合施工的参数, 按设计曲线要求钻导向孔, 在穿越曲线上每隔4.5m设数据控制点, 以此控制导向孔不偏离设计曲线。

5) 钻孔:将钻杆放入导向钻机就位, 如有误差再调整机架, 使钻杆在设计轴线上, 检查无误后开始逐节钻进, 直至将钻杆钻入托管坑。在钻进过程中采用导航仪进行跟踪监测, 严格控制钻头轨迹, 使其严格符合设计曲线。如偏差大于5mm就立即进行调整, 直到符合要求。

6) 扩孔:在拖管坑一端的钻杆上, 先安装Φ250mm的扩孔器, 然后用钻机回拉杆进行扩孔, 随着扩孔器拖进土体, 直至将Φ250mm扩孔器拖至入管工作坑内, 拆除Φ250mm扩孔器, 装上Φ350mm扩孔器, 然后用导向钻杆回拉进行扩孔。以此类推, 将土孔扩大到成孔后, 准备拖管。钻孔大小根据管道直径的大小不同, 选用与管道直径匹配的孔道, 一般孔道直径按照管道直径的1.2倍～1.5倍系数钻扩。

根据施工经验, 扩孔宜采用逐渐增大扩成孔, 扩孔器的规格为Φ350mm、Φ450mm、Φ600mm、Φ1000mm、Φ1200mm, 为使扩完的孔成型较好, 扩孔速度不能太快, 扩孔时间应大于3min/根, 泥浆黏度保持在45s～50s之间, 泥浆量保持在孔内充满足够泥浆。由于拉进管道是保温管道, 在拉进期间防止拉伤保温保护层, 因此可根据现场实际适当增大泥浆黏度到40s～65s, 泥浆检验可用马氏漏斗进行。扩孔完成后进行回拖作业。

7) 拖管:扩孔完成后进行拖管作业。首先将管头处焊接牵引用的挂钩, 将万向节与扩孔钻头连接可靠, 然后启动钻孔机回拖管道。在管道进洞前需要借助挖掘机将拖拉管头下压, 使其能按照已经扩好的孔洞进入洞口并拉进。在管道拉进过程中随时用导航系统监控, 确保回拖管道按照孔洞轨迹拖动。

热力管道为供回双管, 待第一根管道拖管完成后, 进行第二根管道施工。在第二根管道钻孔施工, 孔道钻孔间距根据管道直径不同, 钻孔间距一般为0.6m～1.5m, 在钻进过程中随时用导航仪监测钻孔轨迹, 确保第二次钻孔与第一次钻孔平行, 管道标高、位置处于同一设计范围内。其余钻洞、拖管程序相同。

8) 拖管结束后, 采用挖掘机将扩孔器和拖进的管道前端挖出, 拆除扩孔器, 清理现场。

4 质量保证措施

4.1 管道标高控制措施

1) 钻导向孔施工前, 用水平仪将钻线各控制点处的地形标高转测出来, 并做出标记。然后根据地形标高, 设计图纸上的管底标高换算出个控制点的深度, 做出设计数据表。钻导向孔时根据设计表对每个控制点进行控制, 如有偏差及时纠正。

2) 直观控制:导向孔施工前, 在入、出钻工作井处各找两个点, 井位两侧用水平仪测出标高, 使这两点标高一致, 并打木桩做好标记。然后在这两个点上拉一条细线, 当导向钻头至工作井时, 用塔尺进行直观测量, 这样可算出导向仪在地面上测量的深度与实际深度的偏差, 然后根据这一个系统偏差对导向孔进行纠正。

3) 导向孔施工采用先进的水平导向钻机随机配置的750D导向仪, 它具有精度高、抗干扰小等特点, 实践证明, 其误差率小于0.1%。

4.2 预扩孔质量控制措施

1) 预扩孔是管道回拖成功的关键程序, 为了保证回拖拉管工序的顺利进行, 确保穿越万无一失, 根据不同的地质情况, 预扩孔管采用2级～4级扩孔。第一级采用Φ350mm挤桶式扩孔器进行第一次预扩孔;第二级采用Φ450mm挤桶式扩孔器进行第二次预扩孔;DN400mm管采用2级扩孔 (Φ450mm、Φ600mm) 。

2) 为了保证成孔质量及路面安全, 采用以下措施进行施工:

(1) 施工中加大泥浆配比, 增加泥浆黏度的方法来维护钻孔的稳定。具体为:回扩孔时泥浆的马氏黏度值必须保证在45s～65s之间, 泥浆重度应大于1.03, 泥浆注入土中与黏土混合后产生的泥浆重度应大于1.10 (根据土质情况而定) ;选用进口高度膨润土, 增加泥浆的高造浆率, 保证泥浆具有优良的悬浮能力;为了增加钻孔的护壁效果, 防止塌孔, 在泥浆中按比例加入高分子聚合物的护壁剂, 使钻孔壁形成一层保护层达到良好的护壁功能。

(2) 施工时要连续进行, 保证钻孔中的泥浆黏度适中, 处于一种黏滞状态, 使泥浆没有时间沉淀, 保证孔壁稳定性。

(3) 在预扩孔时扩孔速度不能太快, 扩孔时间应大于3min/根, 并均速扩孔不得忽快忽慢, 使孔内泥浆均匀分布, 严禁回扩器向扩孔方向反推以减少泥浆的不均匀分布。

3) 每次预扩孔结束后要根据扩孔情况, 合理确定下一级扩孔尺寸和扩孔器水嘴的数量及直径, 保证泥浆的压力和流速, 从而提高携带能力, 避免泥屑床生成。

4) 最后一次扩孔与回拖工序要连续进行, 间隔时间不得超过3h。

4.3 预扩孔及回施拉管施工

在预扩孔及回拖拉管过程中, 孔内将会涌出大量的泥浆。为了观察孔内土质变化及保护施工环境, 工作井内的泥浆必须及时抽出运走。施工过程中两侧工作井旁必须配备一台挖掘机及泥浆泵, 进行泥浆清理, 以保证回拖拉管工序连续进行。

4.4 监控拉管过程

在拉管过程中监控管道拉力不大于管材试件拉力的80%, 并保持拉力均匀、拖拉速度均匀。如果发现异常, 立刻停止施工, 检查原因, 查明原因后才能继续拉管, 必要时调整泥浆的黏度配比, 减小管道拉进时的阻力, 以确保拖管时管道焊缝质量、接头保温质量不受影响。

4.5 分段拉管的质量控制

根据现场道路情况, 如果路段不具备长距离管道拖拉, 需要分段对接然后再进行拉管地段, 要安排可靠施工人员, 确保在3h～4h内管道焊接、探伤、保温完毕进行拖管, 以防孔洞内泥浆由于中间间歇, 引起扩土回弹、泥浆凝固, 致使拉管出现问题。

4.6 对地下原有管线的保护措施

施工前必须利用物探手段结合开样槽方式对地下原有管线进行详查, 对地下原有管线准确定位, 并采取相应的保护措施, 以确保地下原有管线的安全。

5 应急措施

对于非开挖管道施工, 应急情况一般为:地面沉降、流砂、地下不明物、回填不实等。

5.1 出现地面沉降、流砂

1) 安排专业技术人员详细对照勘察资料和现场实际情况, 确定容易出现地面沉降和发生流砂路段, 并对该路段在施工过程中24h进行监测, 出现意外情况立即上报。

2) 对于出现情况后, 立即停止施工, 提出解决方案:

(1) 根据地层结构, 利用导航系统, 修正管道轨迹参数, 进行合理避让;

(2) 调整泥浆配比, 增强扩孔砂浆强度;

(3) 选用进口泥浆;

(4) 必要时采取导管高压注浆, 加固孔洞。

5.2 出现地下不明障碍物

1) 有专业技术人员随时用导航仪进行监测, 发现地下未探明物体立即停止施工, 然后根据导航仪探测出物体的大小、形状, 采取具体的措施。

2) 在有条件的情况下, 进行该点局部开挖, 将不明物体开挖出来。

3) 采用导航仪继续监测, 检查周围是否还有其他不明物, 如果有, 则在条件允许的情况下进行合理避让。

4) 如果避让不开, 探明不明物的具体用途后采取适当措施, 如果是废弃物, 则采用岩石钻头, 将不明物破碎钻进。

5.3 路面冒浆

当该路段地质层多为砂层和回填层时, 在施工中砂层可能会导致局部塌陷, 回填层由于回填密实度不足也会出现塌方, 这样由于塌方导致泥浆在钻洞内受压, 会向缝隙处流窜, 出现路面局部冒浆现象。

因此, 需要在施工时安排专人在施工路段巡检, 发现有冒浆及时汇报, 然后用细砂将冒浆周围围挡, 防止泥浆流溢, 影响环境。检查冒浆处然后在该处开一冒浆口, 确保泥浆仅在该处冒出, 不再向其他地方流溢。同时安排专人将泥浆装入泥浆车进行清运。

6 实施效果

该工程在过城铁、主要交通干道十字路口及箱涵等多段热力管道的施工中, 采用了非开挖定向穿越施工技术 (管道直径DN700mm～DN250mm, 最长段为500m, 总计长度约4 200m) 。在施工中有分支处管道进行开挖断管施工, 在开挖段检查拉管情况, 结果管道钻洞周围泥土紧抱管道, 没有间隙, 并且其密实度较周围其他泥土密实度要高, 从而确认拉管钻洞周围泥浆回弹后强度不低于原有土质。在拉管出口段拉出检测长度检查, 保温层外表基本没有损伤, 确认拉管施工对保温保护层的影响不大。

目前, 该工程已经正式投入供暖运行, 在运行期间未发现有不良情况发生, 表明了非开挖定向穿越热力管网施工技术是成功的。

总的来说, 拉管的优越性主要表现在:

1) 能大大缩短工期:原计划顶管、暗挖施工三四个月的工期, 基本上10d～15d之内即可完成;节约土建施工时间, 管道施工时间与钻机准备时间同时进行。

2) 降低成本:拉管施工成本仅为顶管施工的50%～60%。

3) 对环境适应性强:对于在有地下水的情况下施工、雨季施工等基本不受影响。

4) 对地下管线交叉施工影响小:对于不同的管线及深度, 在探明情况下, 根据工艺要求可以事先进行避让。

5) 适用场地、环境范围较广, 只要能布管和放置设备就能施工;即使在车流量大、行人多的地方也可以进行施工。

热力管网阀门压力试验台改进设计 篇6

热力管网因为输送的是蒸汽或热水, 其阀门在进行检修后, 通常要进行耐压性、密闭性检测试验。传统阀门压力试验台采用手动控制增压方式, 存在诸多缺点和问题:不安全, 试验过程中可能会对使用者造成人身伤害;增压泵以恒速对系统增压, 系统冲击性大;停机保压操作通常根据模拟仪表手动完成, 试验精度不够, 不准确。针对传统阀门压力试验台存在的不足, 进行可视化与自动化改进, 提高试验台的安全性和准确性, 降低系统冲击性。

1 阀门压力试验台结构和工作原理

常用阀门压力试验台结构如图1所示。系统采用一台交流液压泵作为增压动力源, 当试验阀门安装就位后, 启动增压泵增压;通过压力表可以实时读取试验台待测阀门处压力;当该压力达到试验压力时, 停泵保压;保压时间达到规定时间后, 打开泄压电磁阀泄压, 试验结束。一般可装设多个阀门接口, 可以实现多工位操作, 也可用于不同口径阀门的密闭试验。

2 阀门压力试验台可视化改进

传统阀门压力试验台采用手动操作, 需要操作者肉眼近距离观察阀门的状态是否变形, 是否泄漏。因为试验压力较大, 一旦阀门脱落或者管道爆裂, 将对操作者造成人身伤害, 故存在较大安全隐患。改进时在实验台的四角设置了4台小型摄像机, 通过传输电缆将视频信号实时传输到控制台, 操作者在远程就可以直观地观察到试验件的情况。监控系统的组成如图2所示, 摄像机视频信号通过SYV-75-5型视频电缆送至硬盘录像机保存记录, 以备试验后查阅。硬盘录像机视频输出信号送至监视器, 实时显示试验过程画面。其中硬盘录像机采用智和4路H.264网络嵌入式DVR, 可以实现一画面和四面显示的灵活切换, 满足使用要求。

3 阀门压力试验台控制系统改进

3.1 控制系统的组成

传统的阀门压力试验台增压泵只有启停两个工作状态, 采用手动控制方式, 增压过程曲线呈线性, 对试件冲击性较大。保压压力通过传统模拟或数字压力表控制, 控制精度差, 试验准确度低, 易出现欠压或过压现象, 甚至使试验失败。为了保证试验的平稳性和准确性, 可以采用基于PLC和变频器控制增压泵的控制方案。控制系统的组成如图3所示。

系统采用触摸屏作为人机交互界面, 用户在触摸屏上设定试验压力、保压时间等初始参数并传输给PLC。试验过程的实时数据通过PLC回传到触摸屏上, 以数字和曲线的方式显示出来。当系统出现异常或故障时, 在触摸屏上实时报警并发出控制命令使系统停止运行。水压传感器测量阀门压力试验台待测阀门处的实时水压, 将压力信号输入PLC。PLC根据设定试验压力与实时水压的大小, 控制变频器改变输出频率, 进而改变增压泵转速实现平稳增压。当实时压力达到试验压力设定值时, 增压泵自动停机保压。保压时间到, 自动打开泄压电磁阀泄压, 试验结束。

3.2 设备选型

根据用户需求, 系统测试最大压力4MPa, 选择德国西门子公司 (SIEMENS) 压力传感器QBE2003-P60。该传感器采用不锈钢测量单元, 具有高过压抗载能力, 测量范围0~6MPa, 输出信号范围0~10VDC, 防水等级IP65, 测量精度高, 特别适用于液体和气体 (蒸汽) 做介质的液体和气动系统。

PLC采用西门子公司S7-200系列典型产品CPU224XP。该机集成14个数字量输入、10个数字量输出共24个数字量I/O点, 2个模拟量输入、1个模拟量输出共3个模拟量I/O点, 20K字节程序和数据存储空间, 6个独立的高速计数器 (100KHz) , 2个100k Hz的高速脉冲输出, 2个RS-485通讯/编程口 (PORT0、PORT1) , 具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力, 可不需连接扩展模块即能满足阀门压力试验台控制要求。

变频器采用SIEMENS MM440。触摸屏采用SIEMENS Smart700 IE, 7"宽屏, 可达到256色显示, 分辨率800×480, 内部集成主频400MHz的ARM处理器芯片, 64M DDR内存, 使数据处理更快, 画面显示更流畅。前面板防护等级IP65, 具有较高的电磁兼容性 (EMC) 和抗振性能, 坚固耐用, 稳定可靠, 可满足阀门压力试验台工作环境和功能需求。该触摸屏通过PPI电缆连接至CPU224XP的通信/编程口PORT0, 可以实现与CPU224XP的高速无缝连接, 通信速率高达187.5kb/s。

3.3 PLC外围电路设计

PLC外围电路设计如图4所示。其中MM440的变频控制方式有3种, 分别是面板控制调速、模拟量控制调速和USS协议通信控制调速。该系统采用模拟量控制调速方式, 变频器参数P0700设置为2, 参数P1000设置为2。CPU224XP模拟量输出端子输出控制电压到MM440变频器的AIN+和AIN-端子, 从而调节其输出频率。

依据控制功能要求, PLC的I/O地址分配如表1所示。其中输入元件用于系统启停控制信号的输入, 输出元件分别用于设备启停控制和指示灯控制。

3.4 控制流程

PLC控制流程如图5所示。系统加电后, 按下按钮SB1, 系统启动, Q0.7输出信号“1”, 控制泄压电磁阀YV2关闭, Q0.0输出信号“1”, 控制接触器KM1接通, 增压泵在工频状态全速运行, 增压。压力传感器实时测量试验台待测阀门处实时水压P, 当实时水压P小于工频增压上限压力设定值时, 维持工频状态增压;当实时水压P大于工频增压上限压力设定值时, Q0.0输出信号“0”, 控制接触器KM1断开, Q0.1输出信号“1”, 控制接触器KM2接通, 增压泵处于变频状态增压。当压力传感器实时测得实时水压P小于试验压力设定值时, 维持变频状态增压;当实时水压P大于试验压力设定值时, Q0.1输出信号“0”, 控制接触器KM2断开, 增压泵停止工作, 同时Q0.6输出信号“1”, 控制入水控制电磁阀关闭, 系统处于保压状态。当保压时间T3大于保压时间设定值时, Q0.7输出信号“0”, 控制泄压电磁阀YV2打开, 泄压。泄压完毕, Q0.6输出信号“0”, 控制入水控制电磁阀YV1打开, 试验完毕。试验过程中, 当工频增压时间T1大于工频增压时间设定值, 或变频增压时间T2大于变频增压时间设定值时, 说明工频增压或变频增压失效, 系统停机并发出报警信号。

整个试验过程采用三段式压力控制方法:试验第一阶段使增压泵在工频状态全速运行增压, 加快了增压速度;试验第二阶段使增压泵在变频状态运行增压, 保证增压的稳定性;试验第三阶段处于保压状态, 压力传感器实时测量试验台待测阀门处实时水压P, 进而决定是否进行二次补压, 保证了试验的准确性。

3.5 HMI控制画面设计

采用西门子组态软件Win CC Flexible 2008 SP4设计Smart 700 IE触摸屏控制画面, 然后从电脑下载到触摸屏即可使用。触摸屏读取PLC内部存储器的变化, 得到当前系统运行状态, 同时通过修改PLC内部的压力设定、时间设定等数据, 完成系统运行状态的调节。

4 试验结果

利用该试验台对上海一环流体控制设备有限公司生产的Z41H-16型铸铁楔式法兰闸阀进行密封试验。该阀门公称压力1.6MPa, 采用试验压力2.4MPa, 单次保压时间2min, 达到的技术指标:压力测量精度≤±0.3%fs;恒压精度≤±0.5%fs;计时精度≤±0.1s;单次试验时间10min。试验结果表明该阀门满足使用要求。

5 结语

改进后的阀门压力试验台已投入使用, 通过现场使用证明, 该试验台具有响应速度快、控制精度高、升压平缓、对系统的冲击性小、操作简便、工作可靠等特点, 能够较好地满足热力管网阀门压力试验要求, 也能够满足其他行业中低压阀门压力试验的要求, 具有较高的实用价值。

摘要：针对热力管网阀门压力试验台安全性差、稳定性差、控制精度差等缺点, 以硬盘录像机为核心进行可视化改进, 以PLC和变频器为核心进行自动控制系统改进。实践证明, 改进后的试验台操作简便、工作可靠, 具有较高的实用价值。

关键词：热力管网,阀门,压力试验台,自动控制系统

参考文献

[1]谭进.静水压力试验机控制系统的设计与研究[D].西安:西安工业大学, 2013

[2]何志锋.基于PLC的城市立体停车场控制系统设计[J].自动化应用, 2014, (7) :47-49

[3]王楠.触摸屏与PLC在混凝土搅拌站控制系统中的应用[J].工程机械, 2011, (42) :11-13