管径施工

管径施工（通用7篇）

管径施工 篇1

1 工程概况

香港荔枝角至青衣污水治理工程, 西起青山路至青衣污水处理厂, 其中穿越机场三号干线及机场铁路桥的一段采用双排混凝土顶管施工, 该段顶管全长310m×2, 管节外径为3540mm, 内径为3000mm, 管节长度3000mm, 顶管坡+0.095%, 管顶覆土厚度为6.8m。顶管施工采用外径3560mm的土压平衡式多刀盘顶管机, 最大后顶力为1000t。顶管衬砌结构均采用"F"型预制钢混凝土管节, 相邻两管节间采用特制接头承插连接, 衬砌接缝防水采用天然橡胶制成的锲型橡胶圈。

2 地质条件

本工程范围内的土层从上往下依次为:填土、褐黄色粘土、灰色粉质粘土、灰色淤泥质粘土。顶进断面全线上部处在灰色粉质粘土内, 下部处在灰色淤泥质粘土内, 见表1。

3 进出洞施工措施

从工作井中出洞开始顶进是整个施工过程中的关键环节之一。为确保顶管机顺利出洞, 防止土体坍塌涌入工作井, 出洞前先在砖封门前打设一排钢板桩, 钢板桩入土深度达到工作井底板以下。当顶管机出洞时, 先把砖封门拆除, 这时由于钢封门挡住, 土体不会涌入。等到顶管机推进到距钢封门5 0 m m~100mm时, 洞口止水圈已能发挥作用了, 然后再按出洞口一侧向另一侧依次拔除钢板桩。为减少钢板桩拔除过程中对顶管机正面土体的扰动及可能出现的建筑间隙, 钢板桩全部拔除后应立即顶进, 缩短停顿时间。

在出洞施工初期, 由于顶管机正面主动土压力远大于机头及混凝土管节的周边摩阻力和与导轨间摩阻力的总和, 因此极易产生管节后退, 引起顶管机前方土体不规则坍塌, 使顶管机再次推进时方向失控和向上爬高。为此, 采取在洞口两侧各安装一只手拉葫芦, 当主顶油缸回缩之前, 先将最后一节管节拉住不让其后退, 同时在出洞之初就预设了一定的向下纠偏量, 尽可能克服出洞时机头抛高的情况。从实际施工的效果来看还是比较理想的, 出洞期间的高程最大偏离值, 北侧为-2.8cm, 南侧为+4.5cm。顶管机进洞施工与出洞相比较为简单, 当顶管机靠近洞门时, 须控制好土压力, 在切口距封门20~50cm时停止顶进, 并尽可能降低切口正面土压力, 确保拆除封门时的安全, 拆除封门后将顶管机迅速、连续顶进, 直到进洞洞口止水圈发挥作用为止, 这就完成了进洞进程。

4 长距离顶进施工措施

4.1 顶进轴线控制长距离顶管施工的核心问题是对顶力的控制计算管壁土压的公式:

Pv-管道上竖向土压力;PL-管道上侧向土压力;γ-土体容重;H-覆土层厚度;D-管道外径。

上述公式是基于土柱的受力模型, 适用于不稳定土层或覆土层厚度小于卸力拱高度的情况下。从公式中可以清楚地看到单位长度上的顶进阻力与管径、覆土层厚度、土体容重、土层性质有关。但是在实际顶管施工中纠偏对顶力的影响非常明显, 顶管机在顶进过程中由于受力不均匀, 导致偏离管道设计轴线, 所以必须对机头的前进方向和旋转进行纠偏, 使其沿设计方向平稳前进。纠偏在顶进过程中是不可避免的, 是自始至终伴随着顶进而进行的。每次纠偏时必须对顶管机施加力矩使之改变前进方向, 施加的力矩就相当于附加了一个土压力从而使阻力增大。这一附加阻力在规范中没有反映, 但它却是一个不可忽视的因素。纠偏阻力的估算方法:

注:地面标高+3.5 m

a-纠偏阻力;f-管壁与土体间的摩擦系数;σ-侧壁土压力;L-顶管机长度

4.2 注浆减摩

注浆减摩是长距离顶管中非常重要的一项工艺, 是关系到顶管成功与否的一项关键的技术。为确保减小管道外壁的摩阻力采取了以下技术措施: (1) 保证润滑泥浆的稳定性, 根据土质的变化适当调整配方, 以满足不同的需要。 (2) 合理布置注浆孔。在混凝土管节雄头一侧按120°设置三个孔, 压浆总管安装于管节断右侧, 每隔6m接一三通阀门至管节注浆孔, 在顶管机后的连续3节都设置注浆孔。 (3) 制定合理的压浆工艺, 严格按压浆操作规程进行。为使顶进时形成的建筑间隙及时被泥浆所填补形成泥浆套, 必须坚持"先压后定、随压随顶、及时补浆"的原则, 泵送出口处的压力控制在1~1.25kg/cm2。 (4) 压浆孔的位置设在管节雄头一侧靠近边缘处, 这样在管节拼接后注浆孔就完全被前一节的钢环所遮盖, 压出的浆液先会在钢套环与混凝土管节外壁之间形成浆套然后再被挤出。这样泥浆套就较容易形成, 减摩的效果也就比较明显。

4.3 中继间

利用中继间进行接力顶进是中长距离顶管的一项重要技术措施。中继间的布置要求顶力及操作的要求, 以提高顶进速度。第一只中继间应放在比较前面, 因为顶管机的正面土压力在推进过程中会因土质条件和施工情况等因素发生较大的变化, 所以当总推力达到设计推力的60%时就安放第一只中继间, 以后当达到计推力的80%时安放下一只中继间, 而当主顶推力达到设计推力的90%时就必须启用中继间。

土压力设定值:P=γhtg2 (45°+φ/2) =1.45 kg/c m2

管机正面阻力:F=πd2/4×p=143t管壁摩阻系数:取0.6t/m2

设计推力1000t, 中继间推力按设计推力80%计算:

第一套中继间设置里程:L1=98m;第二套中继间设置里程:L2=120m

本工程总顶程3 1 0 m, 设中继间两套, 与顶管机切口距离分别为98m、218m。以北侧顶管为例, 实际施工时在105m处放置了第一只中继间, 但由于泥浆减阻的效果显著, 顶进轴线控制较好, 实际顶进阻力远小于理论计算值, 所以中继间一直未使用, 直到最后进洞过程中才第一次启用。致使顶进程序大大简化, 顶进速度大大提高。

5 双排顶管施工技术措施

顶管由于工期紧迫, 因此在经过充分论证的前提下决定采用双排顶管前后同时顶进施工方法。相对于单条分别顶进施工, 双排顶管主要有三个方面的问题有所不同:

5.1 顶管工作井后靠土体的稳定性

但由于顶力P的反复作用, 沉井后靠土体反复产生压缩变形, 孔隙水压力增大, 有效应力降低, 及沉井侧面与土体之间的孔隙未填实等原因。因地下水位较高, 沉井受到的浮力足以抵消井体自重, 为保证工作井后靠土体的稳定性, 施工时需避免南北两条顶力同时达到最大值, 顶力之和控制在1900t以内

5.2 双排顶管两顶管机纵向间距的确定

双排顶管前后同时顶进的施工方法, 关键是要确定两管的纵向间距L, 这对于减少两管间的相互干扰和对中间部分土体的扰动至关重要。

P 0-静止土压力;D-顶管机外径

在上式中F按施工中控制压力的上限取值, 计算所得的结果偏于安全。除顶管机挤土产生的影响外, 尚需考虑到因顶管机纠偏引起侧向土体的扰动。另外, 由于机头无注浆孔, 摩擦力引起的对侧向土体的扰动也必须考虑。

5.3 双排顶管引起的地层损失和沉降槽的预测

双排平行同步顶管引起的地层损失, 近期常采用有限元法, 可以考虑多种地层, 机头尾部空隙、灌浆等施工因素。在施工中为了便于应用, 选择了Peck公式经验预测法, Peck假定顶管施工引起的地面沉降是在不排水情况下发生的, 所以沉降槽体积应该等于地层损失的体积, 并且地面沉降曲线的横向分布是正态分布曲线。

Sx-距中心为x的地面沉降量;V1-地层损失量, 等于单位长度的沉降槽体积;S m a x--管道中心处最大沉降量;I--沉降槽宽度系数:

I=H/[2.5 tg (45°-φ/2) ] (H-覆土厚度;R-顶管半径)

其反弯点在X=I处, 该点出现最大沉降坡度, 在X=3I及X=0处, 出现最小曲率半径。双排顶管沉降曲线Peck公式的地层损失理论有关论述, 考虑到沉降在数值上远小于覆土厚度、顶管直径和沉降槽宽度, 所以采用叠加法来估算双顶管的最大沉降, 也基本可以满足等面积代换的原则。

在出洞阶段由于打拔板桩、纠偏、泥浆套尚未形成等原因, 实测最大沉降较理论计算值偏大, 达到4.12cm;而在其它阶段由于泥浆及时填充了部分土层间隙使得最大沉降较理论计算值偏小, 仅为2.8 2 cm。

6 结语

随着城市化的发展, 人民生活质量的日益提高, 为减少土地占用和加快施工速度, 顶管的施工方法将在许多城市的地下管线工程中得到运用, 有着广阔的发展前景。本工程中所使用的多刀盘土压平衡式顶管机具有价格低廉、结构简单、操作容易和自重较轻等特, 适用于软粘土层中的顶管施工。

摘要：随着城市迅速发展, 已有的基础设施已不能适应城市发展的需要, 基础设施需要更新或者升级, 以满足人们的需要。为减少对交通及人流影响及满足施工要求, 采用管道顶管施工技术能很好地避免以上限制, 又将对交通及人流的影响减少至最低, 因此道顶管施工技术最近得到广泛的应用。本人在香港完成了多项顶管工程, 而香港荔枝角至青衣污水治理工程比较有代表性, 望借此与国内同行分享顶管工程施工经验。

关键词：管线放线,顶管出洞,后座墙制做施工,施工控制

大管径HDPE管施工技术 篇2

关键词：HDPE管,焊接,狭窄区域,吊车

1 工程概况

南护水系是北京的重要景观水体,它不仅起着美化城市的作用,还担负着向河岸工厂、城市杂用的供水。目前,南护水系是靠密云水库及官厅水库补水。随着北京水资源日益紧张,南护水系已经面临无水可补的严峻局面,上游补水量的严重不足导致水质恶化,对该系水的生态环境及沿途的城市环境产生了不利影响。根据北京市所面临的缺水形势,北京市水务局决定将8万m3/d高碑店污水处理厂再生水调至八一湖船闸,以解决南护水系补水及换水等问题。全线长约12 km。我单位施工永定河引水渠(八一湖船闸～木樨地桥)再生水管线工程,全长1 112 m,管材采用PE100级DN900 mm塑料管,公称压力0.8 MPa,壁厚42.9 mm。管道接口采用热熔对接。

本工程再生水管线设计起点在八一湖船闸下,与永定河引水渠相接。终点位于木樨地桥北,与木樨地桥再生水管线相接。管线主要沿永定河引水渠南滨河路敷设,南滨河路路宽6 m,再生水管线在道路中心位置。

2 施工工艺选择

由于管线位于永定河引水渠南滨河路中,南滨河路路宽只有6 m,管线沟槽开挖后,没有位置进行吊车就位。这就是本工程施工的难点,为此提出了如下两种施工方法。

2.1 槽底焊接技术

2.1.1 施工工艺

DN900 HDPE进场,沿道路纵向单排靠边存放→将管道砂垫层的粗砂进场,存放在道路的另一侧→沟槽开挖→砂垫层施工→下管(12 m长单管)→槽底管道焊接→沟槽回填。

2.1.2 施工方法分析

1)优点。

这种施工方法采用12 m长单管下管,下管的困难容易解决。

2)缺点。

槽底焊接操作不方便,焊接速度较慢,并且还要解决槽底焊机吊装的问题。

2.2 槽上焊接技术

2.2.1 施工工艺

DN900 HDPE进场,沿道路纵向单排靠边存放→将管道砂垫层的粗砂进场,存放在道路的另一侧→管道焊接→焊接后管道单排靠边存放→沟槽开挖→砂垫层施工→管道安装→沟槽回填。

2.2.2 施工方法分析

1)优点。

槽上焊接速度较快,可以采用8 t吊车进行焊机吊装就位,能够保证施工进度。

2)缺点。

管道焊接完成后,长度为60 m,自重较大,管道安装难度较大。综合考虑施工现场情况及施工工期要求,最终确定为槽上分段焊接、槽下段与段连接的施工方法,取得了较好的工期及经济效果。

3 施工方法

3.1 PE管道焊接技术

热熔对接焊接是将电加热板插入两管材接口之间,当两管材的连接面加热到熔融状态时,抽出加热板,施加一定压力,使之形成均匀一致的凸缘,待冷却后即熔接牢固。热熔对接过程由热熔对接焊机实现。

热熔对接焊接一般分6个阶段:装夹校正阶段、端头刨平阶段、加热熔融阶段、加热板取出阶段、对接阶段、冷却阶段。

焊接用时:加热和保压冷却时间45 min左右,在起吊机械配合密切的情况下焊接一个接头要80 min。

3.1.1 装夹校正阶段

将待连接管材分别搁置在机架左右的夹具上,各伸出夹具10 cm～15 cm,并应校直,使两端管材在同一轴线上(错边不得大于壁厚的10%)中间留出插入铣刀的间距,然后固定(见图1)。

3.1.2 端头刨平阶段

用洁净棉布擦净管端、铣刀、加热板上的油脂、灰尘等,将铣刀安装到两管端中间,开动液压系统,使两管端面紧压在铣刀两侧,启动铣刀铣削两管端表面,使其与轴线垂直,两管端面应相吻合(见图2)。

3.1.3 加热熔融阶段

将加热板通电加温,升温至恒定温度后,将加热板插入到两管端之间,搁置在夹具间的机架拉杆上,对于聚乙烯塑料管道,其加热熔融温度根据经验通常设定为220℃,其温度分布精度应控制在规定范围内。开动液压系统,以加热压力推动夹具滑行端,使两管端面紧压在加热板两侧,两管端外开始形成熔融翻边;当两管端明显形成1 mm～2 mm高的均匀翻边时,将压力降低,吸热开始,开始记时,直至吸热完毕,根据经验通常设定为6 min(见图3)。

3.1.4 加热板取出阶段

开动液压系统,使滑行端脱离加热板一侧,同时将加热板平行向已离开的滑行端移动,使之脱离另一管端,然后迅速抽出加热板。

3.1.5 对接阶段

开动液压系统,推动滑行端,使两端在一定的压力下,贴压在一起。两管端贴压在一起后,会形成均匀的凸缘,保持贴压的压力不变,至规定的时间,待接头冷却到40℃左右时,卸掉压力,根据经验通常设定为40 min(见图4)。

3.1.6 冷却阶段

冷却到环境温度后,松开机架夹具,取出连接管材(见图5)。

3.2 管道安装

每隔5 m在沟槽上搭放一根80的镀锌钢管,把80的镀锌钢管端头砸扁,然后将分段焊接完成的PE管滚到槽顶的镀锌钢管上,然后从一侧开始一根一根的撤掉镀锌钢管,DN900 HDPE管道即落入槽中(见图6),段与段之间采取槽下焊接的施工方法,使用自制的龙门吊和倒链进行焊机吊装作业(见图7)。

3.3 沟槽回填

沟槽回填应从管道两侧对称回填,确保管道不产生位移,必要时可采取限位措施。槽底管基支撑角范围内必须用中砂或粗砂填充密实,与管壁紧密接触,不得用土或其他材料填充。沟槽分层对称回填、夯实,每层回填高度不应大于200 mm。在管顶400 mm范围内不得用夯实机夯实,在管顶400 mm～700 mm范围内不得使用重型机械碾压。填土夯实应夯夯相连,确保无漏夯。碾压的重叠宽度不应小于20 cm,台阶水平宽度不小于30 cm。

4 结语

通过自制龙门吊进行管道的槽下焊接及安装,既解决了狭窄区域吊车无法进入的问题,又节约机械费用,运行灵活方便,达到了施工进度与施工成本的双赢。

参考文献

[1]GB50268-97,给水排水管道工程施工及验收规范[S].

管径施工 篇3

圆管涵是我国高速公路排水系统一种必不可少的结构物，由于其造价低廉，施工工期短在高速公路建设中被广泛使用，但由于大部分生产预制圆管的厂家并不规范，并且以小作坊形式生产的厂家据多，由此造成预制圆管特别是较大管径圆管的质量得不到保证，许多地方路基塌陷就是因为圆管质量达不到要求，被压破造成水渗入路基内部所致。本文就预制圆管的成型工艺作了重点探讨，希望能给建设高速公路的同行们抛砖引玉提供借鉴。

2 工程概况

本人所在的标段为二连浩特至广州高速公路肇庆段25标，根据业主要求由本标段负责统一预制第22标至第33标所有钢筋混凝土圆管涵或倒虹吸管的圆管;预制数量：D150钢筋混凝土排水圆管1129m、D125预制钢筋混凝土排水圆管185m。由于大部分圆管顶部路堤填方高达25m，因此对圆管的制作质量要求非常高，考察工地附近一百公里范围内的圆管预制厂家生产的圆管均不合要求，于是决定自己预制。

3 预制施工工艺

3.1 原材料

⑴水泥：

(1)生产排水管采用强度等级32.5的普通硅酸盐水泥，其性能符合GB175《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》。

(2)进厂水泥应有水泥厂提供的标注有生产许可证标记的产品质量合格证。袋装水泥包装袋上应有品种、强度等级、生产厂名和出厂日期及生产许可证标记。水泥厂要提供水泥检验报告，根据需要应提供碱含量指标。

(3)袋装水泥应按生产厂名、品种、强度等级分别码放，不得混垛，并有防雨、防潮措施;散装水泥也按上述要求分仓储存，不得混仓。储存中的水泥不应有风化、结块现象，对水泥质量有疑问或水泥出厂超过3个月时，应复验其强度等级、标准稠度用水量、凝结时间和体积安定性，并按试验结果使用。

⑵砂应符合GB/T14684《建筑用砂》的规定。宜采用细度模数为3.0～2.3的中砂，其含泥量不得大于3%。施工用砂选用广宁县洲仔双降木架坑砂场生产的河砂。

⑶碎石：碎石应符合GB/T14685《建筑用卵石、碎石》的规定，针片状颗粒含量不得大于15%，含泥量不得大于1%，泥块含量不得大于0.5%。碎石最大粒径，对于混凝土管不得大于管壁厚的1/2，对于钢筋混凝土管不得大于管壁厚的1/3，并不得大于环向钢筋净距的3/4，碎石选用务水坑石场生产的碎石。

⑷进厂的砂、石应分开堆放在硬化的地坪上。进厂的砂、石材料根据需要应有碱活性试验报告单。

⑸水应符合JGJ63《混凝土拌合用水》的规定。

⑹混凝土外加剂：

(1)根据需要选用减水剂其性能应符合GB8076《混凝土外加剂》的规定。钢筋混凝土排水管中不得掺有对钢筋有腐蚀作用的混凝土外加剂。

(2)对所用的混凝土外加剂需先经过混凝土试验，取得预期效果后再掺用，并根据试验结果适当调整制管工艺参数。

(3)混凝土外加剂宜采用水剂，并应准确计量，在混凝土搅拌时加入。当直接采用粉状混凝土外加剂时，应延长搅拌时间1min。

⑺进厂的水泥、砂、石、钢筋、外加剂等原材料，应经检验合格后方可使用。

(1)根据设计要求选用低碳钢热轧圆盘条、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋，其性能应符合GB/T701《低碳钢热轧圆盘条》、GB1499《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》、GB13788《冷轧带肋钢筋》的规定。

(2)进厂钢筋应有质量合格证，并按规格、按批量抽检;同规格热轧圆盘条每批不大于60t，其检验项目为屈服强度、极限抗拉强度、180°冷弯次数及伸长率。

(3)钢筋应按规格存放，保持标牌完整，并有防雨、防潮设施。钢筋表面不应有伤痕、锈蚀(凹坑、麻面或氧化皮)和油污。用于滚焊成型骨架的钢筋应保持表面光洁。

3.2 混凝土

⑴管体混凝土出厂强度不低于设计强度。

⑵混凝土原材料必须经过称重计量，计量允许偏差：水泥、水、外加剂为±2%;砂子、石子为±3%。

⑶混凝土搅拌的最短时间(自全部材料装入至混凝土卸出止)不低于120s。

⑷搅拌后的混凝土拌合物按生产班次抽样测定坍落度或稠度。悬辊工艺维勃稠度宜采用20～60s。

⑸在混凝土的浇注地点随机取样制作试块，三个试件为一组。每天拌制的同配比混凝土，取样不得少于一次，每次制作3组试块。其中一组在标准条件下养护28d，检验设计强度;另外两组与产品同条件养护，检验脱模强度和出厂强度。

⑹混凝土抗压强度试验及评定方法按GB11837《混凝土管用混凝土抗压强度试验方法》及GBJ107《混凝土强度检验评定标准》的规定进行。

⑺混凝土混合物卸出搅拌机至喂料结束的间隔时间：环境温度高于25℃时，不超过60min;环境温度低于25℃时，不超过90min。

⑻第一次搅拌混凝土时，搅拌机应先充分湿润，并按配合比增加水泥用量10%。

3.3 钢筋骨架

⑴钢筋骨架在专用成型机架上焊接成型。

⑵钢筋骨架的环向钢筋及纵向钢筋根数应严格按施工图设计布置。

⑶环向钢筋搭接处理应符合设计图纸及GB50204《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定。

⑷钢筋骨架应加保护层定位卡。双层钢筋骨架的层间要用架立筋连接牢固。

⑸钢筋骨架要有足够的刚度，接点牢固，不松散、不塌、倾斜，无明显的扭曲变形和大小头现象，在运输骨架、装模及成型管子过程中，能保持其整体性。

⑹钢筋骨架各部尺寸允许偏差：直径±5mm;长度+0～10mm;螺距±5mm(连续几环平均值)。

⑵焊接钢筋骨架

(1)所有交叉点均应焊接牢固，邻近接点不应有两个以上的交叉点漏焊或脱焊。整个钢筋骨架不应有漏、脱焊点。

(2)焊后钢筋极限抗拉强度降低值应不大于原始强度的10%，接点侧向拉开力不应小于1kN。

(3)焊接钢筋骨架不应有明显的纵向钢筋倾斜或环向钢筋在接点处出现折角的现象。纵向钢筋端头露出环向钢筋长度不应大于15mm。

3.4 模具组装

⑴组装后的管模尺寸误差应小于GB/T11836《混凝土和钢筋混凝土排水管》规定的该规格管子各部尺寸允许偏差要求。两端口及合缝应无间隙拼装严密，各部分之间连接的紧固件应牢固可靠。

⑵管模内壁应清理干净，剔除残存的水泥浆渣。管模内壁及挡圈、底板均应涂上隔离剂。

⑶隔离剂可选用轻机油。其基本要求为不粘接和污染管壁，成膜性好，易涂刷，与钢模附着力强。

⑷钢筋骨架装入管模前应保证其规格尺寸正确，保护层间隙均匀准确，在组装后的管模内钢筋骨架一般应不松动。

⑸同一套管模各部件宜编号，定位组装。

3.5 悬辊成型

⑴悬辊制管机制作圆管具有成品率高，管子质量强度好等特点，其工作原理为：利用悬辊旋转带动模具旋转，在离心力作用下,物料聚集挤向模具内壁,排出混凝土料中的空气和多余水分,使其密实成型获得较高强度。

(1)悬辊制管机架应有足够的刚度，在制管过程中不得有明显的颤动。在门架关闭状态下，辊轴每延长米高差应小于1mm。辊轴应满足在0～300r/min之间无级调速。

(2)辊轴外径与管内径之比为1.3～1.5。

⑵喂料应均匀，应在12～15分钟内喂完。

⑶成型制度分喂料及净辊压两阶段。

(1)喂料管模转速确定用下面公式计算：

其中：

n——喂料转速，r/min;

R———管模半径，cm;

K——系数，1.5～2.0。

K值取2.0为宜。喂料量应控制在压实后混凝土比挡圈超厚3～5mm为宜。

(2)净辊压管模转速根据表1选用：

注：净辊时间一般为1～4min。

3.6 标准养护

⑴养护前，应对成型后的管壁、端口外观质量进行检查，发现缺陷应在获得现场监理工程师的批准后立即进行修整，并在管内壁注明生产日期、涵管桩号、适用填土高度等。

⑵根据目前天气气温高的实际情况可采用标准洒水养护。

⑶养护制度分成脱模前静停、麻袋覆盖保湿及脱模后麻袋覆盖保湿两个阶段。

(1)静停管子成型后在常温下放置1～2h。

(2)脱模前麻袋覆盖的洒水标准是应保持模板湿润，脱模后麻袋覆盖的洒水标准是应保持混凝土面湿润。

(3)以上标准养护时间不应小于7d。

(4)覆盖麻袋时应避免损伤混凝土。

3.7 脱模、修补与后期养护

⑴脱模：

(1)确认管体混凝土已达到规定的脱模强度后方可脱模。脱模强度的确定以管子在脱模中不会发生结构和外观损坏，并满足吊运强度要求为准。

(2)脱模过程中，应采取防护措施和正确的卸模操作及吊运方式，防止管体结构和外观损伤。

⑵修补脱模后的管子若存在外观缺陷并在GB/T11836《混凝土和钢筋混凝土排水管》允许修补范围内，应采取有效方法进行修补。修补材料应与混凝土颜色接近，其粘结强度不低于管体混凝土的抗拉强度，其抗压强度不低于管体混凝土的抗压强度。

⑶脱模后应继续洒水养护至管体混凝土达到出厂强度。

4 结束语

综上所述，预制圆管的施工工艺关键点是把握原材料控制、混凝土的喂料时间控制、悬辊制管机的转速控制，只要三者能密切配合、控制得当，产品合格率可达95%以上。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000

[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004

管径施工 篇4

伊宁—霍尔果斯输气管道工程起自伊宁首站, 终止于霍尔果斯末站 (在西二线霍尔果斯首站基础上扩建) , 沿线经过伊宁市、霍城县。线路全长约64km, 管径D1219mm, 设计压力12MPa, 管道材质为X80。沿线主要地貌类型为山前冲积平原、丘陵和沙漠。

本工程中沙漠段和风积沙地段位于霍城县境内, 处在线路中不同位置, 分别为:QB21号桩-QB29号桩, 沙漠, 长度为8.455km;QB30号桩~QB33号桩, 沙漠, 长度1.849km;QB34号桩-QB36号桩, 风积沙地, 长度为1.896km;QB51号桩+250mQB61号桩, 风积沙地, 长度为11.585km, 所在地区等级均为一级地区。

一、施工准备

施工前先熟悉设计图纸, 勘查现场, 掌握所要经过沙漠的地形、地貌、和地质情况。地质情况:

1.QB21桩~QB29桩:长度8.455km。沙漠, 管道沿图开沙漠边缘敷设, 地形波状起伏, 分布固定或半固定沙丘, 沙丘比高一般为5~20m, 覆盖少量沙生植物, 覆盖率10~20%。地层岩性以粉细砂为主, 黄色, 松散~稍密, 稍湿, 散粒, 主要矿物成分为石英和长石, 含少量云母片, 勘察深度4.0m未揭穿, 土石工程分级为Ⅱ级。沿线勘察深度内未见地下水, 据调查, 地下水埋深大于15m。

2.QB30桩~QB33桩:长度1.849km。沙漠, 管道沿图开沙漠边缘敷设, 地形波状起伏, 分布少量固定沙丘, 沙丘比高一般为5~20m, 覆盖少量沙生植物, 覆盖率20~30%, 局部地段为林地或农田。地层岩性以粉细砂为主, 黄色, 松散~稍密, 稍湿, 散粒, 主要矿物成分为石英和长石, 含少量云母片, 勘察深度4.0m未揭穿, 土石工程分级为Ⅱ级。沿线勘察深度内未见地下水, 据调查, 地下水埋深大于15m。

3.QB34桩~QB36桩:长度1.896km。风积沙地, 管道沿图开沙漠北部边缘敷设, 地形稍有起伏, 地势开阔, 覆盖少量沙生植物, 覆盖率30~40%, 局部地段为草地。地层岩性以粉细砂为主, 黄色, 松散~稍密, 稍湿, 散粒, 主要矿物成分为石英和长石, 含少量云母片, 局部地段为黄土状粉土, 勘察深度3.5m未揭穿, 土石工程分级为Ⅱ级。沿线勘察深度内未见地下水, 据调查, 地下水埋深大于10m。

4.QB51桩+250m~QB61桩:长度11.585km。风积沙地, 管道沿图开沙漠北部边缘敷设, 地形呈较缓垄状起伏, 起伏较缓, 大部地段覆盖少量沙生植物, 覆盖率20~30%, 其中QB55桩~QB58桩被开垦为农田。地层岩性以粉细砂为主, 黄色, 松散~稍密, 稍湿, 散粒, 主要矿物成分为石英和长石, 含少量云母片, 勘察深度3.5m未揭穿, 土石工程分级为Ⅱ级。沿线勘察深度内未见地下水, 据调查, 地下水埋深大于5m。

施工前每300米挖一个探坑, 探坑挖深4.5米, 并与设计提供的地质情况进行比较。勘察地质时确定是否会出现卵砾石, 如出现卵砾石情况, 应比设计深度超挖200mm, 把卵砾石部分单独堆放, 并用挖掘机倒运细土到卵砾石地段, 人工清理管底之后, 进行管底200mm细土回填, 以保证管道在沉管过程中管道与细土紧贴。

施工前与当地环保有关部门联系, 并得到当地环保管理部门的批准, 对施工机具进行检修和保养, 使其状态良好。对操作工人进行技术交底, 使其掌握施工技术要求、质量要求及安全要求。

开工前制作拖管爬犁, 考虑到沙漠地表承载力差, 施工机具、工程材料和管道的运输采用拖拉机牵引爬犁的运输方式, 爬犁制成船型 (如下图) 。运管时, 爬犁与管线接触部位铺垫20mm厚胶皮, 并用捆扎带将管线捆扎牢固, 保证在运输过程中不出现滑、滚等现象。

二、测量放线

沙漠中风沙较大, 且沙丘易移动, 定位桩使用红色信号旗, 沙丘起伏大的地段增加定位桩的密度。为防止定位桩被掩埋, 还应使用GPS定位仪进行卫星定位以便今后找桩。

首先测出线路中线, 再测出作业带边线。为了防止风沙淹没线位标志, 可用竹杆小红旗做标志, 布管线每隔100米插一个。边线可适当加大距离。

绘制测量成果图, 记录原始地貌, 为恢复地貌提供依据, 并测出需要推移沙丘土方量。

三、作业带清理

严格按测量放线的边界线进行作业带清理, 施工作业带宽度22m。清理作业带时应按照随坡就势的原则进行施工。沙丘段的扫线按设计要求进行, 作业带清理扫线施工应满足布管、组焊施工的要求。对于现场的低洼地段需要与设计现场确定是否为冲沟, 保护管道方案按照设计要求执行。这里要指出的是, 设计文件中施工作业带的宽度为30m, 而现场条件有限, 根据环保部门要求, 结合业主的意见, 最后确定为22m。

施工时用一台挖掘机与两台推土机进行推扫, 并保持已成形的作业带。施工后期根据设计要求对作业带外边缘高于作业带的斜坡按照设计要求进行固沙措施。

四、运管、布管

运、布管是沙丘施工中的难点。结合本工程的特点, 运布管原则利用伴行道路拉运管材, 辅助采用推土机牵引运管爬犁运至施工现场的方法。在作业带内采用70吨吊管机进行单根调运布管作业。

有伴行道路的沙丘段, 伴行道路每500m有一处3m*3m的错车点, 根据运管要求应每隔1km在伴行路和施工作业带之间增设一处20m*20m的汇车点, 以利于大型运管车调头错车;没有伴行道路的沙丘段, 区段长度大于500m的应采取施工便道加固措施, 施工便道加固不使用土工布, 施工完成后便道垫层不予保留, 作业带表层恢复原状。区段长度小于500m的, 在沙丘段入口处修筑临时堆管场, 使用吊管机配合运管爬犁将管材拉运进场。

运、布管应从流动沙丘地段两端分别进行, 以尽量缩短在沙漠内的运距。首先利用大型运管车将管道运至沙漠边缘的临时堆管场, 然后使用推土机牵引自制船形爬犁在沙漠里运管, 每次拉运2根, 布管采用吊管机从爬犁上逐根布在作业带上。如下图所示:

布管时应检查管两端封堵是否完好无损, 对于损坏的封堵及时更换, 防止沙尘进入管内。

在沙漠的斜坡上布管时为防止管子下滑, 可在坡上或坡下选择坡度小于3%的平坦地段设置临时堆管平台, 管子堆放高度不得超过2层, 管子与地面的最低距离不小于500mm。施工时边焊接边布管, 即“随用随取”。

五、管道组对焊接

管口组对前, 管内外表面坡口两侧25mm范围内采用角向磨光机清理至显现金属光泽。采用人力清除管内杂物、灰尘, 当管内有沙土和杂物时, 应换好干净的软底鞋 (解放鞋、球鞋) 进入管内, 用拖布等工具将管内清扫干净。优先采用内对口器组对, 相同公称壁厚对接钢管的错边量不应大于钢管壁厚的1/8, 且应小于3mm, 错边应沿管口圆周均匀分布。接头坡口角度、钝边、根部间隙应符合焊接工艺规程中要求。使用内对口器时, 只有根焊道全部完成后方可撤离。

环境温度在5℃以上时, 预热宽度宜为坡口两侧各50mm。环境温度低于5℃时, 宜采用感应加热或电加热的方法进行管口预热, 预热宽度宜为坡口两侧各75mm。

焊接环境温度低于5℃时, 焊接作业宜在防风棚内进行, 应使用保温措施保证层间温度。如在组装和焊接过程中焊口温度冷却至焊接工艺规程要求的最低温度以下, 应重新加热至要求温度。焊后宜采用干燥的保温被进行缓冷措施。

管道焊接及检验应符合规范、标准规定, 管道无损检测应符合Q/SY GJX-0112的规定, 射线检测及超声波检测的合格等级为线路工程Ⅱ级。

六、管沟开挖

管道所经地形为沙漠和风积沙地, 如果边坡按照规范1:1.5放坡, 深度平均按照3米计算, 管沟上口宽度为10.9米, 管道外壁距离管沟边的安全距离为1.5米, 那么90吨吊管机吊管下沟将无法实现, 由于粉沙土承载力极低, 给管沟开挖及下沟造成了困难。按照传统的施工方法, 先由挖掘机将管沟开挖成型, 然后再集中5台90t吊管机进行统一下沟;由于粉沙土壤开挖时很难成型, 即使管沟能够成型, 土壤的承载力根本无法承受5台90t吊管机及管道的重量, 再加上吊管机的振动, 势必造成管沟大面积塌方, 同时也危及吊管机、管道和操作人员的安全, 无法满足设计埋深要求。

针对这种情况, 通过在以往的工程施工经验和不断摸索提出采用双侧沉管方法进行管沟开挖和下沟作业。

具体做法是在管道两侧各布置1台挖掘机, 要求2台挖掘机在同一位置、同一方向、同时作业, 开挖速度保持一致, 利用钢管的自重及弹性缓慢的自然沉入沟底, 从而使管道下沟, 见下图。

开挖放坡按照沙土类1:1.5进行, 开挖断面如下:

用红木桩和白灰标出管道中心线, 按中心线组对管道 (沙漠地段) , 风沙地地段把焊接完成的管道用2台70吨和1台40吨把补完口的管道侧移到管道中心线位置, 并保证管道接触地面为沙土。

由于沙漠段平均挖深为3.3m, 挖掘机不能一次挖到设计深度, 所以在管沟开挖前分为两个开挖小组, 每个开挖小组配备2台挖掘机, 并且配备测量工2名、RTK全站仪一台跟踪管道的管顶高程;另外配备1台环式电火花检漏仪及时检漏配合沉管。

管沟开挖时, 要先将长3.9m、宽3.0m、厚5mm的胶皮覆盖于要下沟的管道上, 以保证挖掘机的斗齿不会损伤防腐层或管材, 并由2人牵动胶皮, 随着挖掘机的移动而移动。每两台挖掘机要摆放在管道两侧同一横向位置, 分层同时开挖, 行走及开挖速度要一致。管沟开挖后, 测量小组及时测量管沟深度, 保证管道设计埋深。防腐补伤人员用环式电火花检漏仪进行检漏, 发现漏点及时补伤, 以保证管道下沟后无漏点。

用人工将管沟底部多余的土清除平整, 避免管道出现悬空现象, 保证管道平稳顺直沉入沟底。

七、补口、补伤

将所有补口设备 (压风机、喷砂罐等) 放置在船形爬犁上, 履带拖拉机牵引。补口采用经业主同意使用的聚乙烯热收缩带, 补口、补伤、检漏应严格执行规范要求。

八、管沟回填

管道就位后, 经过隐蔽检查合格后, 进行管沟一次回填。管沟一次回填后, 及时与光缆及警示带施工单位联系, 光缆及警示带按照设计要求敷设。敷设完毕后及时进行管沟大回填。对于出现卵砾石地段的管沟, 必须先用挖掘机倒运细土回填到管顶300mm, 敷设完毕后, 进行原土回填。管沟回填后管顶最小覆土厚度不得小于1.5m。

九、HSE措施

开工前与当地环境部门联系并征得同意, 施工过程中作业带应做出明显标识。

所有的施工作业都必须在指定的作业带、临时性工作场地、辅助施工场地之内进行, 不得破坏作业带以外的植物、地貌。沙漠施工应充分保障职工的饮水、饮食等基本需求, 做好防暑降温的基础工作。施工时应采取适当措施防止风沙, 避免恶劣天气对施工人员、设备的伤害。

保护野生动物, 对项目所有人员进行培训, 使其了解有关野生动物保护的知识和意义, 不破坏动物窝穴, 不骚扰、喂养和猎杀 (捕) 野生动物。所有施工人员只允许在作业带范围内活动。

严格按设计要求做好防风固沙水工保护施工。

结论

在沙漠、风积沙地线路工程施工中, 大管径管道施工有几处难点:

1.钢管自重较大, 在沙漠中运输有一定困难。

2.管道挖深较深, 在限定施工作业带内, 开挖和下沟都有一定的困难。

3.沉管法下沟, 容易损伤管道的防腐层。

本文合理、合规的解决了以上施工中出现的问题, 为以后线路工程总承包做储备。

参考文献

[1]伊宁—霍尔果斯输气管道工程线路施工图.

[2]伊宁—霍尔果斯输气管道工程线路施工技术要求.

[3]伊宁—霍尔果斯输气管道工程线路施工通用图.

管径施工 篇5

1 主要材料控制

所有主材在进场的时候必须附有出厂证明和产品合格证, 并对管体外观质量逐个检查:如:PCCP管的保护层要达到设计强度, 管面上对厂名、商标、代号、管径、压力等级、覆土深度等须有清楚标明并符合设计、供货合同、出厂证明、合格证明等的要求。PCCP管的保护层不得出现空鼓、脱落现象, 管内纵向的裂缝宽度不得大于0.1mm, 缝长不得大于150mm, 螺旋状和环状裂缝宽度不得大于0.25mm, 距管端300mm环向裂缝宽度不得大于0.4mm, 满足GB50010-2002t2I及相应规范要求。承插口钢环面光洁, 不得粘有水泥及其他物质, 端面不得缺棱掉角有空洞。密封圈对外观进行检查时, 主要是看其是否光滑, 裂缝、重皮、平面扭曲等, 直径用游标卡尺检查, 直径控制在20mm+O.5mm。

2 基坑支护

基坑支护采取几种形式, 其中以拉森Ⅳ钢板桩为主要的基坑支护方式, 本文针对这一点进行阐述, 如图1。

2.1 拉森钢板桩的检查检验

对拉森钢板桩, 一般有材质检验和外观检验, 以便对不合要求的拉森钢板桩进行矫正, 以减少打桩过程中的困难。外观检验:包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意: (1) 对打入拉森钢板桩有影响的焊接件应予以割除; (2) 割孔、断面缺损的应予以补强; (3) 若拉森钢板桩有严重锈蚀, 应测量其实际断面厚度。原则上要对全部拉森钢板桩进行外观检查。材质检验:对拉森钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析, 构件的拉伸、弯曲试验, 锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的拉森钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。每20～50t重的拉森钢板桩应进行两个试件试验。

2.2 导架的安装

在拉森钢板桩施工中, 为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直, 控制桩的打入精度, 防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力, 一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架, 亦称“施工围檩”。

2.3 拉森钢板桩的拔除

基坑回填后, 要拔除拉森钢板桩, 以便重复使用。拔除拉森钢板桩前, 应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则, 由于拔桩的振动影响, 以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移, 会给己施工的地下结构带来危害, 并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要, 目前主要采用灌水、灌砂措施。本工程拔桩采用振动锤拔桩:利用振动锤产生的强迫振动, 扰动土质, 破坏拉森钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力, 依靠附加起吊力的作用将桩拔除。拔桩起点和顺序:对封闭式拉森钢板桩墙, 拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点, 必要时也可用跳拔的方法。振打与振拔:拔桩时, 可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附, 然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100～300mm, 再与振动锤交替振打、振拔。有时, 为及时回填拔桩后的土孔, 当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔, 用振动锤振动几分钟, 尽量让土孔填实一部分。

注:为保证拉森钢板桩的打入质量, 设临时导向架, 打入前桩槽内应涂黄油润滑图2打钢板桩导向架平面图

2.4 拉森钢板桩土孔处理

对拔桩后留下的桩孔, 必须及时回填处理。回填的方法采用填入法。

3 管道施工过程控制

3.1 设计概述

在安装过程中, 要防止其他物质进入。前节管放置到管沟之后连接管道之前, 立即清理管道接口内端部。接口按照规定连接完后, 检查管道中线和坡度。PCCP管转角小于1.5°时利用管道接口进行借转, 但每个接口的借转角度不得大于0.25°, 转角大于1.5°而小于5°时, 采用PCCP弯头, 余角仍以借转方式解决。转角大于等于5°时采用钢制弯头。

3.2 管道吊装及就位

⑴本标段采用SCC150C履带吊车吊装。管子起吊采用φ52.0钢丝绳采用橡胶皮包, 严禁采用穿心吊, 起吊索具用柔性材料包裹, 避免碰损管子。装卸过程始终保持轻装轻放的原则, 严禁溜放或用推土机、叉车等直接碰撞和推拉管子, 不得抛、摔、滚、拖。管子起吊时, 管腔内不得有人, 管下不准有人通过或滞留。PCCP管下沟槽前.应逐根检查管子和承、插口有无损坏现象。如有损坏, 应对损坏部位修补合格后方可使用。应对承、插口进行认真的清理.保证胶圈工作面平整、光滑, 无异物附着。同时清理管内杂物。下管时一定要注意起重设备与边坡的稳定性、安全性。沟槽下管区域内不得有人逗留。要保护吊装的管不与其他物品发生碰撞, 应使管子一次性基本就位。

⑵做好基准管的安装:所谓基准管就是在1个管段中首先入槽的第l节管, 要求将这节管的高程、中心线等技术指标都控制在十分准确的范围内。一般用管沟中心控制桩吊线找正, 用水准仪控制标高。此管稳好后方开始全管段的安装。在基准管稳好之后, 其他管可从基准管的一端或两端同时开始安装。其方法是将管子的一端中心与基准管中心对准, 另一端与沟底中心桩找正, 然后用水平仪核对高程。最后用调正卡具将管子对正, 调整至符合设计要求为止。安装时宜自下游开始, 承接口朝向水流方向或施工前进的方向管道安装及验收均按照GB 50268-2008规范执行。

3.3 接头的处理措施

⑴准备安装前用干净、干燥的抹布清理即将对接的承插口丁作面上的灰尘、泥土及异物。然后在承、插口工作面上涂刷润滑剂润滑。此时应确保润滑剂及涂刷过程干净不受污染。胶圈在套入插口槽之前。应先认真检查整个胶圈有无缺陷、破损.然后再用润滑剂润滑。

⑵承插口和承接口的对接。吊起准备安装的PCCP管, 保证管子悬空不与基底接触。将插口对准安装好的PCCP管道承口, 缓缓地移动、靠近, 避免剧烈的晃动, 撞坏承插口。调整待安装管道的中心轴线 (管道前后高度及左右偏差) , 保证承插口间隙周长均匀, 中心轴线与安装好的管道一致。采用外拉法将待装管插口徐徐进入承口。在进入的过程中, 一定要注意观察橡胶圈进入情况、承插口间隙变化情况。若发生异常, 应立即停止进入, 找出问题所在, 及时调整。拉进过程中要时刻观察外部、内部接缝情况, 控制好两侧拉力大小。两侧拉绳高度应在半圆位置。以保证拉力为轴向力, 避免两侧受力发生较大差异。插口快到位时, 应在承插口间隙处上下左右放置4块控制间隙块。安装间隙控制在25mm+5mm。如若在安装进入的过程中或结束时。发现橡胶圈有翻起、挤出的现象, 一定要退出管道, 检查橡胶圈, 重新安装。承插口对接完成后, 应用专用量具:测隙规, 检查橡胶圈是否仍然在插口环的凹槽内。如若没有。则退出管道, 检查橡胶圈, 并重新安装。经检验合格, 并将管道垫稳后, 才能将吊具移开。

3.4 接头打压试验

接头安装完成后, 随即进行接头打压。接头打压使用手动加压泵。接头打压分两阶段进行, 首先升压至0.2MPa。检查接口, 以不渗不漏为合格, 然后继续升压至0.6MPa, 保持5min压力不下降即为合格。接头水压试验3次, 即安装时接头打压试验、安装后接头打压试验、管道回填500mm时接头打压试验。

3.5 内外接头接缝处理

⑴外接缝处理:首先在外部接口缝隙表面淋水。确保缝隙表面湿润。外保护用M10的水泥砂浆填充, 其方法为:首先在接头缝隙内安放1根铁丝, 再在接头的外侧裹l层麻布, 上端开口。用扁钢做成卡箍, 有效地卡住灌缝接头外模, 然后用M10的水泥砂浆调制成易流淌的糊状, 边灌边来回抽动铁丝, 促使砂浆灌注均匀密实。待砂浆灌满接头后, 灌浆口上部用干硬的砂浆填满抹光。

⑵内接缝处理:随着管道的安装进行, 内保护采用抗微生物侵蚀性双组份聚硫密封膏 (PUS-l) 勾缝。勾缝前, 应清除接头处的杂物, 以保证接头处的清洁。内勾缝应做到内部密实、表面光滑平整。

4 主要通病及防治

4.1 主要通病

内接口没有清理干净或者排完水就开始用聚硫密封膏填充;外接口没有用灌浆法填封接缝, 而是用手工法;接口打压试验没有达到要求;合拢管安装时, 两端管道高程和轴线偏离规定值。

4.2 主要防治措施

内接口一定要在管道内没有积水, 并且清理完所有淤泥等杂物的情况下才可以使用聚硫密封膏填充密封。外接口一定要严格按照灌浆法进行填缝, 并且砂浆的配合比一定要满足设计和规范要求, 在填缝完毕后, 在初凝后开始进行养护, 避免出现裂纹。合拢管安装是后期安装的重点, 要加强合拢前临近管道轴线和高程的测量控制, 提前测量, 超前调整, 避免合拢时对接困难;在控制好两端管道高程和轴线的同时, 合拢根据实测尺寸精细操作, 提高精确度, 从而保证合拢管对口间隙和纵向平齐度, 避免对口间隙严重超标和咬边、错边等的情况出现。对于管道接口打压试验不能满足要求的, 根据不同的接口缺陷形式主要采取以下几种处理措施 (见表1) 。

5 结束语

直径为3.6m的特大管径的给水管施工, 在广东为极少遇到的。在施工中应该把握好各个环境的施工质量, 尤其是在基坑支护、管道安装、接口处理等环节尤为不能忽视。没有良好的基坑支护作为基础, 就不能很好的进行管道施工;没有很好的管道安装于接口处理, 就不能保证通水质量和整个管网的施工质量。

摘要：本文以广州市西江引水工程为实例, 介绍了大管径给水管的施工过程的质量控制, 重点从材料控制、基坑支护 (钢板桩施工) 控制、管道施工、管道对接、试验等方面介绍各有关质量控制问题。

关键词：特大管径,PCCP管,管道施工,接口处理,试验,质量控制

参考文献

[1]《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002

[2]《给排水管道工艺指标, 给排水管道技术规范》:化学工业出版社

[3]《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008

大管径新建供热管网冲洗方案探讨 篇6

1 工程概况

为解决太原市东部区域供热热源紧张的问题, 改善这一区域环境及大气质量, 华能燃气电厂集中供热项目应运而生。该项目于2015年7月开工建设, 实现当年供热, 主管线为DN1 200~DN1 000, 全长12余千米, 以直埋敷设方式为主、部分管段为架空敷设方式, 穿越3座大桥和1条高速公路, 管网和热力站全部为新建设。

2 冲洗方法的选择

2.1 管网冲洗方法及其优缺点

按照《城镇供热管网工程施工及验收规范》, 管网冲洗方法可分为三类:精冲洗、人工清洗和密闭循环冲洗。1) 精冲洗:是指通过维持管道内流体平均流速达到1 m/s以上, 连续不间断并加大管道内流量, 通过冲洗装置排至系统外的冲洗方法。这种方法具有冲洗效果好的优点, 但对补水水源要求高, 冲洗费用大。对于补水点补水量即冲洗水量不足的情形不宜使用。2) 人工清洗:是指用手工的方式, 在管道部分焊接后, 通过人工在管道中清扫使管网清洁。这种方法具有清理干净可见的优点, 但工作量大, 且需注意人身安全, 防止因缺氧造成人员伤亡事故的发生。仅适用于管径较大的管道清洗。3) 密闭循环冲洗:是指通过循环泵使管道内流体流速达到正常运行时的流速, 通过排污设备 (如除污器、低点排污) 将脏物截留, 通过人工清掏的方式进行清理。这种方法可操作性强, 节省费用, 安全性高。但应注意将换热器等设备与系统隔离, 防止被脏物堵塞, 清洗效果不如前两种好。

2.2 针对该工程冲洗方式的选择对比

若选择第一种冲洗方法, 必须保证充足的水源。按照最新规范要求管网冲洗排水口应不小于冲洗管道的50%, 出口流速应达到1.5 m/s以上。照此计算该工程冲洗装置排水管径至少应为DN500, 按1.5 m/s流速计算, 排水量为1 095 t/h。而根据分公司实际情况, 仅有的两个补水点补水能力合计仅为100 t/h。如此大的冲水量难以满足, 且因工程建设工期紧张, 距离供热时间较短, 为保证按时供热, 时间也不允许, 因此此类方法不能选择。若采用第二种冲洗方法, 必须采用较高的安全措施, 且需要有足够的时间。由于该工程所处地理环境, 弯头和上、下翻的地方较多, 清理起来也很困难, 且难以确保施工人员按要求进行, 监督难度很大。最重要的是, 管网建设工期相当紧张, 要想实现按时供热, 此种耗时很大的清洗方法也不可行。若采用第三种冲洗方式, 可以利用热力站内的排污设备进行, 但此类方法工作量很大, 当年该管网所带热力站近70座, 对每一座热力站进行清理的话耗时耗力, 在如此紧张工期的前提下难以实施。

2.3 冲洗方法的选择

在现实情况下, 为合理选择冲洗方法, 分公司组织技术人员进行了多次讨论分析。认为在此种现实情况下, 分公司可以采用另外一种冲洗方式:即利用较大地势高差, 依靠自身的地势高差形成的重力作用, 采用不满管水流进行冲洗, 借助水流对管网产生的较大冲击力进入管道将管网中的杂物冲洗干净。

3 冲洗方案的制定

3.1 基本情况简介

华能燃气电厂供热项目设置有2个隔压站, 隔压站以前部分的管道称为高温网, 隔压站后部分的管道称为一级网。高温网为2015年新建管网, 主供热管线长度为12 km, 最高点海拔为955 m, 最低点海拔为864 m。管线由南向北先降低后升高, 最低点为中间段, 全线共安装有8个分段阀门。2个隔压站为DN800主分支, 1号隔压站海拔为864 m, 2号隔压站海拔为917 m (见图1) 。

3.2 管网分段冲洗方案

1) 第一段:电厂出口 (海拔955 m) 至14号小室 (海拔870 m) 。关闭14号小室内阀门4, 关闭沿线分支阀门, 借用本小室内DN350分支安装冲洗装置 (见图2) , 采用管道硬连接, 排水引至20 m外河道内, 排水口采用沙袋压实。2) 第二段:3号小室 (海拔915 m) 至1号隔压站前6号小室 (海拔864 m) 段。关闭沿线分支阀门, 借用6号小室内DN350分支安装冲洗装置, 采用管道硬连接, 排水引至10 m外雨水井, 排水口采用沙袋压实。3) 第三段:14号小室后至管网末端段。开启14号小室内分段阀门, 仍然借用该小室内DN350分支安装冲洗装置, 采用管道硬连接, 排水引至20 m外河道内, 排水口采用沙袋压实。

3.3 冲洗准备工作

1) 高温网管道安装完成并进行100%X光照相检验, 通过检验单位确认100%优良的前提下, 进行水压试验, 试验完毕后方可安排冲洗工作。2) 冲洗前确保水充足、状况稳定, 冲洗人员全部就位, 通信畅通, 设置安全警示标志。

3.4 安全要求

由于地势高差较大, 冲洗工作是在管网高压力条件下进行, 因此必须配备专职安全员, 同时在安全员检查后, 专人监督下严格按照预定方案进行操作, 并保证水源充足, 能够在短时间内完成管网注水工作, 较长时间的维持高温网一定压力。

1) 在高温管网各分支阀门、冲洗排污口处设置安全警示标志, 并且有专人看管。2) 冲洗排污口处, 严禁闲杂人员通行和逗留。3) 操作人员严格按照相关操作规程执行, 并做好有关防护措施。4) 冲洗管路系统各阀门的工作压力等级应为1.6 MPa, 且冲洗管路为钢管连接, 引入排污井进行直接排泄。排污水管的位置和站内一次网供回水阀门后管段连接即可, 若排污管长超过2 m则应在管上加设载重物, 如沙袋等, 以防摆动。

3.5 冲洗工作的具体实施

对于这次新的尝试, 分公司领导高度重视, 组织成立了领导小组, 分公司分管技术副经理任组长, 技术调度室主任为副组长, 由基建处、运管所等相关科室人员及施工单位人员组成。从冲洗装置的安装位置、冲洗排水口的选择到建立统一指挥系统, 对任何可能出现问题的环节进行分析, 确定应急处理办法, 充分做好冲洗前的准备工作, 按照分工严格进行, 确保冲洗过程的连续性和有效性。

冲洗工作开始后, 在各补水点安排人员时刻观察管网压力的变化情况, 并连续进行补水。当补水点压力低于设定值的下线时, 上报调度室, 调度室通知冲洗口人员关闭阀门, 停止冲洗作业。待压力恢复后再打开冲洗口阀门, 如此反复, 直至出水干净。

3.6 冲洗效果分析

通过该冲洗方案的实施, 对冲洗过程中的现象及冲洗效果分析如下:1) 冲洗过程中, 起初冲洗水比较浑浊, 焊渣、泥沙、杂物等顺着冲洗口排出, 反复进行多次后, 最终管网排水出口和进水入口一样清澈干净, 表示冲洗可以结束。2) 在正式开始供热后, 通过对各热力站内除污器前后压力值判断, 管道冲洗效果很好, 管道内的杂质基本冲洗干净, 确保了站内供热设备实施的安全, 保证了用户的供热效果。

4 结语

通过本次冲洗方案的实施, 我们认为该冲洗方案具有以下几个特点:1) 针对大管径管道, 冲洗要求难以满足, 人工清理存在一定难度时, 可以选择此种冲洗方式。2) 方案的实施需借助城市地势高差, 不能应用于地势平坦的地区。选择补水泵时, 应选择大流量的泵, 且扬程能满足使用要求。也可以临时多设置几处补水点, 增加补水能力。3) 排污口的选择要谨慎, 应充分考虑排污口的通水能力, 必须进行认真计算分析, 确保排水能安全地排放而不外溢至马路上。4) 冲洗较长大管径管网时, 因补水量的限制, 必须按照分段冲洗的方式, 确保水量充足可满足使用要求。5) 冲洗完成后, 可利用站内除污器进行二次清理, 之后再开启换热器前后的阀门。

摘要：为保证华能燃气电厂供热系统的稳定运行, 介绍了采用不满管水流进行冲洗管网的方法, 根据管网分段冲洗方案, 对管网冲洗过程中的操作要点进行了详细阐述, 最终达到了良好的冲洗效果。

关键词：供热管网,冲洗方法,隔压站

参考文献

[1]CJJ 28—2014.城镇供热管网工程施工及验收规范[S].

跟踪式细管径水位计的设计 篇7

水位是重要的水文监测要素[1],目前,用于测量水位的仪器种类很多,如浮子式[2]、压力式[3]、气泡式[4]、雷达式[5]、超声波式[6]、磁悬式[7]、激光式[8]水位计等,前3 种为接触式水位计,后4 种为非接触式水位计。总体来说,目前在我国应用最普遍的是浮子式水位计,具有工作稳定,不受温度、湿度等因素的影响,也没有时漂,所以该类型的水位计得到了广大用户的认可。但浮子式水位计必须有配套的水位井或保护管,井或管的内径一般要求在200 mm以上,这就限制了应用。为较好地解决温漂、时漂、细管径工作条件、价格昂贵等问题,设计了跟踪式细管径水位计。

1 跟踪式细管径水位计结构与工作原理

1.1 结构

跟踪式细管径水位计从结构上分为机械和电气2 部分,结构如图1 所示。机械部分包括重锤(含磁致浮子传感器)、传动轮、绕线盘、蜗轮蜗杆机构及配套的轴承等,电气部分包括直流电机、铠装电缆、编码器,以及控制、供电和通讯等电路。

1—直流电机;2—蜗杆;3—涡轮;4—绕线盘;5—铠装线缆;6—传动轮;7—编码器;8—重锤。

1.2 工作原理

跟踪式细管径水位计的重要部件重锤(含磁致浮子传感器)的剖面图如图2 所示。当被测水位变化时,浮子随水位上升或下降,通过浮子自带的永磁体触发上行/下行定位开关触点闭合或断开,进而驱动电动机正转与反转,实现水位的测量。

H为浮子总行程空间;H1为浮子高度;δ为浮子测量盲区

对于定时测量的应用场合,若传感器探头位于水位之上,即传感器探头和液面为脱离状态时,浮子受自重位于杆体底部,电动机下行,定位开关闭合,驱动电动机正转,驱动传感器下行;当传感器接触水面时,传感器头部的下行定位开关断开,电动机停止工作,通过信号采集器接收定位开关的开关信号并读取当前编码器的读数,即当前水位;在传感器探头位于水位中时,即传感器探头和液面为接触状态时,浮子由于浮力作用位于杆体顶部,电动机上行,定位开关闭合,驱动电动机反转,驱动传感器上行,当传感器浮子与杆体顶部上行定位开关脱离时,传感器头部的上行定位开关断开,电动机停止工作,通过信号采集器接收定位开关的开关信号并读取当前编码器的读数,即当前水位。

仪器跟踪测量时,将保持磁致浮子传感器和水面接触,并保持内部浮子处于上下2 个定位开关之间,一旦浮子不在2 个定位开关之间,直流电机就会启动,并根据浮子位置,启动传感器上行或下行,重新使传感器内部浮子处于上下2 个行程开关之间,从而实现跟踪测量,此时编码器的读数即当前水位。

2 跟踪式细管径水位计设计

2.1 主要技术特点

2.1.1 传感器探测时无温漂、时漂

跟踪式细管径水位计通过纯机械及简单电路相结合的方式实现水位的在线测量,为无源探测,所涉及的设备不受温湿度影响,因而不存在温漂、时漂。水位测量时,带有永磁体的浮子随水位上升或下降,控制上下行定位开关的通断,通过电机的正反转带动编码器读数的变化,实现水位的实时测量。

2.1.2 磁性开关可靠性高

这些磁性开关可靠的构造保证长期无故障的工作。由于撞击、磨损和振动的影响被减到最小,气密的开关可以提供精确的、不超过1% 的重复性,开关动作点在产品的使用期限内保持恒定。

2.1.3 特制铠装线缆耐腐性能强

跟踪式细管径水位计涉及的铠装线缆选择TPVV3×0.12 专用线缆,并增加直径不超过0.3 mm的铟钢丝,整体外径不超过3 mm。这种专用线缆具有较好的耐油、耐酸碱、耐腐蚀性能。20 ℃ 导体最大直流电阻为90 Ω/km,20 ℃ 最小绝缘电阻为1000 MΩ/km。

2.1.4 电源有保护功能

选择上海衡孚HF400W-S-12(12 V,33 A)开关电源,输出电压12 V,具有AC全电压输入及操作温度内全功率输出等保护功能。

2.2 主要技术指标

1)水位测量准确度:定时测量为 ±2 mm,跟踪测量为 ±1 cm;

2)水位测量范围:0~40 m;

3)跟踪水位变幅速度:≤45 cm/min;

4)水位传感器直径:<28 mm;

5)直流电机:工作电压DC12 V,工作电流为下行65 m A,上行120 m A;

6)通讯接口:RS-232/485;

7)工作方式:纯固态存储器,或固态存储器+信道机;

8)信道:GPRS/GSM、超短波信道;

9)时钟精度:年误差小于3 min;

10)速率:9 600 bit/s;

11)采集间隔:1,2,3,4,6,8,12,24 h可设置;

12)固态存储器的存储方式:每1 h存储1 帧数据报文。

2.3 主要特点

1)结构简单,有利于降低故障率,保证测量精度;

2)安装接入方便;

3)免清洗、维护方便;

4)工作稳定,不受温度、湿度等因素的影响,无时漂;

5)实现水位跟踪式实时测量。

2.4 主要功能

1)实现水位的实时在线测量。

2)可连接1 台并行口水位计。可按照设定的水位采集间隔时间,自动上电采集、存储水位数据,若配置了信道机,会开启信道机发送1 次最新的地下水位数据。

3)可外接便携式电脑,现场下载固态存储器内任何时段的数据,亦可通过信道机(GPRS-DTU)远程下载历史数据。

4)具有电池电压值检测和发送功能。终端机发送数据时,自动检测并发送测站的电池电压数据。

5)具有参数显示和设置功能。操作相应的功能键,可汉字显示出站号、水位编码器徝、当前水位、水位基位、当前时间等信息内容。

6)可进入设置莱单,查看或修改已设置的各类参数。

7)具有超时发送、强迫掉电功能。

8)支持休眠唤醒工作方式。

9)具有死机自动复位功能。

10)具有显示发送状态的功能。

11)具有工作方式选择功能,可纯存储,或存储+ 传输。

12)具有时钟设置功能,可人工输入和远程自动校时。

13)具有数据保存功能。机内的所有数据都具有断电保护功能,任何时候检修和断电,都不会破坏和改变原来的数据。只有重新改变设置内容才会变更机内原来设定的各项参数。

14)水位接口采取隔离和防干扰措施。

15)能自动驱动12 V电流电机正转或反转。

16)具有密码设置功能。为防止误操作,在进入设置菜单时,要输入4 位数字密码,只有密码验证正确时,才能进行下一步的操作。

17)可连接1 台信道机,如GPRS / GSM模块,超短波电台等。

3 跟踪式细管径水位计样机测试

跟踪式细管径水位计在完成定型设计及样机生产后,在10 m水位台进行了样机的性能测试,主要内容包括:外观质量、测量范围、分辨力、水位变率、准确度、回差、防雷、工程环境、绝缘性能、电压波动、自由跌落等。

3.1 精度测试

对跟踪式细管径水位计在10 m水位台进行样机的精度测试,结果如表1 所示。

cm

本次试验是在10 m水位台上进行的,最大误差为1.05 cm。根据GB/T 27993—2011 《水位测量仪器通用技术条件》相关规定,满足水位计准确度4 级要求。

3.2 重复性试验

对跟踪式细管径水位计在10 m水位台进行样机的重复性试验,结果如表2所示。

cm

根据GB/T 27993—2011 《水位测量仪器通用技术条件》有关重复性相关规定,重复性小于水位计允许误差的0.5 倍(即1 cm)为合格,因而跟踪式细管径水位计重复性测试合格。

3.3 回差试验

通过对跟踪式细管径水位计在10 m水位台进行样机的回差测试,结果如表3所示。其中,水位升、降分别表示将水位调节至高于和低于标准水位,以进行回差测试。

cm

根据GB/T 27993—2011 《水位测量仪器通用技术条件》有关回差相关规定,回差小于水位测量仪器准确度最大允许误差的1.0 倍(即2 cm)为合格,因而跟踪式细管径水位计回差测试合格。

通过仪器的多次性能试验,测试样机各项性能指标均能初步满足样机设计要求,但测量精度仍需进一步提高。

3.4 误差分析

跟踪式细管径水位计的误差主要表现为系统误差。由于跟踪式细管径水位计电路内部传输信号都是电子信号,在常温常态下,电路性能稳定性和抗干扰能力较好。导致仪器测量时回差较大的主要原因是磁致浮子上升和下降时存在测量盲区。

根据图2,通过对样机探头部分测量可知,H为2.8 cm,H1为1.2 cm,在水位升降时,探头部分测量回差 δ = H - H1= 2.8 - 1.2 = 1.6 cm。

通过回差测试分析,仪器回差为1.7~2.0 cm,而探头部分固有回差为1.6 cm。经分析,产生误差的另外原因是由铠装线缆在水位突变过过程中存在测绳“打滑”所致。为进一步提高仪器的测量精度,后期将采取以下2 种途径改进仪器:1)缩小磁致浮子传感器探头尺寸,减小测量盲区;2)选择摩擦阻力更大的聚氨酯线缆护套,减少线缆打滑。目前,针对该仪器的改进工作正在进行中,因而暂未对样机进行野外比测试验,初步定于样机10 m水位台测试精度控制在1 cm以内时,再进行样机野外比测试验。

4 结语

据统计,我国仅各类地下水监测点一项就有20 000 余个,对于相关水位监测产品具有迫切而广泛的应用需求。在水文遥测需求,尤其是地下水监测的需求不断提高的背景下,研制的跟踪式细管径水位计能够充分适应市面上对于无温漂、时漂,安装简单,测量方便,价格优势明显及实时在线测量等应用需求。本产品目前已申请实用新型专利1 项(专利名称:跟踪式细管径水位计,专利号:ZL2014-2-0186601),项目组后期将进一步开展产品的推广应用研究。

摘要：从仪器的结构组成、工作原理、功能特点、技术指标等方面,详细介绍跟踪式细管径水位计的设计方案。通过样机的测试及分析,表明该水位计工作稳定可靠,测量精度高,各项指标满足各项设计要求。研制的跟踪式细管径水位计兼具浮子式水位计工作稳定,无温漂、时漂,性价比高的特点,同时又适用于细管径应用场合,因而具有广泛的工程应用前景。

关键词：跟踪式,细管径,水位计,工作原理,设计

参考文献

[1]沈凯.智能水位计的设计[J].常州信息职业技术学院学报,2012,11(5):28-31.

[2]侯煜,于兴晗,张军,等.新型浮子式水位计的研制与应用[J].水利信息化,2012(5):36-39.

[3]胡吉华,徐国龙,曹国华,等.基于陶瓷电容传感器的压力水位计的研制[J].水利信息化,2013(2):33-39.

[4]马海青,温得平,温川,等.气泡式水位计在青海省千瓦鄂博水文站非汛期的应用[J].中国水运,2014,14(10):187-188.

[5]牛睿平,张健,王美玲.一种新型国产雷达水位计的设计[J].水利信息化,2015(5):34-38.

[6]汤祥林,刘艳平,尚修志,等.低功耗、高精度超声波水位计的研制[J].水电自动化与大坝监测,2014,38(3):14-17.

[7]杨培英,李纪彩.磁悬式水位计在工程上的初步应用[J].港工技术,2007(1):53-54.