沟槽开挖深度超过几米应分层开挖,沟槽开挖钢板桩支护方案

首页 > 机械设备 > 作者:YD1662023-11-07 22:56:25

第五章 城市管道工程

第一节 城市给水排水管道工程

1、城市排水体制

1.1分类:截流式合流制、分流制(新兴城市或城区雨水污水分开)或混流制

1.2水环境污染原因:合流制溢流、管道混接、雨水非点源污染严重。

1.3新型分流制:雨水源头控制,雨水下渗、净化和收集回用技术;末端集中控制,雨水湿地、糖体及多功能调蓄等

1.4新型合流制:合流干管设置储存池或调蓄池,溢流较大超存储能力经简单处理后排放

1.5因地制宜选择排水体制,老城区合流制改造应慎重

2、开槽管道施工技术

2.1沟槽施工方案

(1)主要内容

①对地下水影响的土方施工应编制降水排水方案

②沟槽施工平面布置图及开挖断面图

③沟槽形式、开挖方法及堆土要求

④支护边坡要求,支护沟槽的形式结构 、支拆方法及措施

⑤施工机具

⑥施工安全、文明施工、既有建筑物和管线保护要求

(2)确定沟槽底部开挖的宽度经验公式:B=D 2*(b1 b2 b3)

B代表槽底开挖宽度;D代表管道外径;b1代表管道一侧工作面宽度;b2代表模板预留宽度;b3代表支架宽度。槽底须设排水沟时,b1应适当增加;现场施工外防水层时,b1宜取800mm;机械回填管道侧面,b1须满足机械作业宽度。管道外径越大,工作面宽度越大,同条件下混凝土管道比金属化学建材来管道工作面大,混凝土管道同条件下,刚性接口比柔性接口工作面大。

(3)确定沟槽边坡影响因素:地质土层、坡度荷载、开挖深度、地下水位

同条件下,坡度无荷载大于坡度有静荷载大于坡顶有动荷载。同条件下,坡度中密砂土小于中密碎石(砂土)小于硬塑粉土小于中密碎石(黏土)小于硬塑粉质黏土小于老黄土

2.2沟槽开挖规定

(1)分层开挖及深度

①人工开挖沟槽深度超过3m时应分层开挖,每层不超过2m

②人工开挖多层沟槽的层间留台宽度:放坡开挖留台宽度不小于0.8m,垂直开挖留台宽度不小于0.5m,分级台阶上安装井点设备宽度不应小于1.5m

(2)支撑与支护

①撑板支撑随挖土及时安装,每根横梁或纵梁不得少于2根横撑,横撑的水平间距为1.5-2m,垂直间距不宜大于1.5m

②在软土或其他不稳定土层中采用横排撑板支撑时,开始支撑的开挖深度不得超过1m;开挖与支撑交替进行,每次交替深度为0.4-0.8m。横撑不得妨碍下管和稳管,钢板桩轴线位移不得大于50mm,垂直度不得大于1.5%

③施工人员应由安全梯上下,不得攀登支撑

④拆除撑板应制定安全措施,配合回填交替进行

⑤钢板桩拔出后应及时回填桩孔且填实,采用灌砂回填时,非湿陷性黄土地区可冲水助沉;有地面沉降控制要求时,宜采取边拔桩边注浆等措施

(3)开挖到底:不得扰动槽底原状地基土,槽底预留200-300mm由人工开挖至设计高出,整平。机械为主,人工为辅。

2.3地基处理、安管与防腐

(1)基底处理

①杂填土、腐蚀性土挖除;槽底不得扰动,不得受水侵泡;槽底局部扰动或受水侵泡:天然级配砂砾或石灰土回填;扰动层为湿陷性黄土:按设计要求进行地基处理

②局部超挖或发生扰动,深度不超过150mm:原土回填夯实,压实度不应低于原土;超过150mm:回填无机结合料,石灰土等;含水量较大不适于压实:换填等有效措施。

③排水不良造成地基扰动,深度在100mm以内:填天然级配砂石或砂砾;深度在30mm以内下部坚硬:填卵石或块石、砾石填充空隙找平。

④柔性管道地基处理采用砂桩、搅拌桩等复合地基

⑤灰土、砂石和粉煤灰施工前必须按规定验槽处理

⑥岩石地基局部超挖时,应将基底碎渣全部清理,回填低强度等级混凝土或回填粒径10-15mm的砂石并夯实

⑦原状地基为岩石或坚硬土层时,管道下方应铺设砂垫层。柔性管道随管径变大垫层厚度越厚,柔性接口的刚性管道垫层厚度150-200mm

⑧非永冻土地区,管道不得铺设在冻结的地基上,管道安装过程中,应防止地基冻胀。

⑨地基承载力应符合设计要求,检查处理强度或承载力检验报告、符合地基承载力检验、开挖高程平面位置偏差、坑底土质、地下水

⑩验槽单位:建设、监理、勘察、设计、施工;方法:观察、钎探等;处理意见:设计或勘察单位

(2)安管

①管节、管件下沟前,必须对管节外观质量进行检查,排除缺陷

②采用法兰和胶圈接口时,安装应按照施工方案严格控制上、下游管道接装长度、中心位移偏差及管节接缝宽度和深度

③焊接接口环向焊缝处齐平,错口允许偏差0.2倍壁厚,内壁错边量不宜超过管壁厚度的20%,且不得大于2mm

④法兰接口的法兰应与管道同心,螺栓自由穿入,刚强度螺栓的终拧扭矩应符合设计要求和有关规定,逐口检查;用扭矩扳手等检查

⑤法兰轴线与管道中轴线的允许偏差,D小于等于300mm时,偏差小于等于1mm;D大于300mm时,偏差小于等于2mm

⑥连接的法兰之间应保持平行,其允许偏差不大于法兰外径的1.5‰,且不大于2mm;螺孔中心允许偏差应为孔径的5%

⑦电熔连接、热熔连接:当日温度较低或接近最低时,接头处应有沿管节圆周平滑对称的内、外翻边;接头检验合格后,内翻边宜铲平。

⑧聚乙烯管、聚丙烯管接口熔焊焊缝焊接力学性能不低于母材。焊缝应完整、无缺损和变形现象,焊缝连接紧密、无气孔、鼓泡和裂缝,电熔连接的电阻丝不裸露。

⑨热熔对接连接后应形成凸缘,接头圆周平滑,最低点不应低于管材,管材对接错边量不超壁厚10%且不大于3mm。

⑩承插、套筒式接口的插入深度应符合要求,相邻管口的轴向间隙应不小于10mm,环向间隙应均匀一致。

⑪金属管道应按设计要求进行内外防腐施工和施做阴极保护工程

(3)管道防腐

①管道的内外防腐层宜在工厂内完成。内防腐层:水泥砂浆或液体环氧涂料;外防腐层:聚乙烯层、石油沥青涂料、环氧煤沥青涂料、环氧树脂玻璃钢或聚氨酯涂层

②聚乙烯外防腐层:所有原材料均应有出厂质量说明书及检验报告等资料,环氧粉末涂料供应商应提供产品的热特性曲线等资料;使用前均应由通过国家计量认证的检验机构进行检测

③液体环氧涂料内防腐层:宜使用无气喷涂工艺或离心式涂敷工艺;钢管温度应高于露点温度3℃以上,混合涂料的温度不应低于10℃;应对涂料、钢管及管件进行预热;当环境相对湿度大于85%时,应除湿后方可作业,严禁在雨、雪、雾及风沙等气候条件下露天作业。

④水泥砂浆内防腐:施工方法,机械喷涂、人工抹压、拖筒、离心预制法;水泥砂浆抗压强度应符合设计要求且不低于30MPa,成型后立即管道封堵,终凝后进行潮湿养护,普通硅酸盐水泥砂浆养护时间不应少于7d,矿渣硅酸盐水泥砂浆不应少于14d,通水前应继续封堵,保持湿润。

⑤钢管阴极保护工程:测试桩埋设位置应符合设计要求,顶面高出地面400mm以上;所有引线应保持一定松弛度,并连接可靠;检查片材质应与被保护管相同,埋深同管底,距外壁不小于300mm;阴极保护施工应与管道施工同步进行。

2.4沟槽回填

(1)通用规定

①水压试验前,除接口外管道两侧及管顶以上不应小于0.5m回填,合格后及时回填其余部分

②井室、雨水口及其他附属构筑物回填应与沟槽同时进行,构筑物周围应沿井室中心对称进行

③每层回填土的虚铺厚度,应根据采用的压实机具选取小型机具厚度小于200mm、轻型压实设备200-250mm、压路机200-300mm、震动压路机大于400mm

(2)刚性管道

①管道两侧和管道以上500mm内胸腔夯实,应采用轻型压实机具,两侧高差不应超过300mm

②分段接槎应呈台阶形,采用轻型压实设备时,夯夯相连,压路机重叠宽度不小于200mm

(3)柔性管道回填(钢管、球墨铸铁管、化学建材管)

①回填前的准备:内径大于800mm设置竖向支撑,中小管道采取防止管道移动的措施

②现场试验段:一个井段或不少于50m,按设计要求选择回填料,管道周围需用中粗砂包裹

③管道两侧和管顶以上500mm范围内的回填材料,应由沟槽两侧对称运入槽内,不得直接仍在管道上,回填其他部位时,应均匀运入槽内,不得集中推入。

④需要拌合的回填料应在运入前拌合均匀,不得在槽内拌合

⑤管基有效支撑角范围内应采用中粗砂填充密实,不得用其他材料替换

⑥管道回填时间宜在气温最低时段,管道两侧同时回填,同时夯实

⑦管底基层部位到管顶以上500mm范围内,必须人工回填,管顶以上500mm,机械从管道轴线两侧同时夯实,每层回填高度不大于200mm

⑧管道位于软土地层一级沼泽等地下水位高地段时,沟槽回填宜先用中、粗砂将管底腋角部位填充密实,在用中粗砂分层回填到管顶以上500mm。

⑨压实时管道两侧对称进行,且不得使管道位移或损伤

⑩分段回填:相邻的接槎应台阶形,且不得漏夯;轻型压实设备夯夯相连,压路机重叠宽度不小于200mm。

⑪ 变形监测(12-24h内)检查数量:试验段(或初始50m)不少于3处,每100m正常作业段(起点、中间点、终点,取平均值);钢管或球墨铸铁管2%合格,化学建材管道3%合格

⑫钢管或球墨铸铁管2%-3%,化学建材管3%-5%时:挖出回填材料至露出管径85%处;挖出管节局部有损伤时,进行修复或更换;重新夯实管道底部回填材料;选用适合回填材料中心回填施工,直至设计高程

⑬钢管或球墨铸铁管超过3%,化学建材管超过5%时:应挖出管道,并会同设计研究处理

3、不开槽管道施工技术

3.1方法选择与设备选型依据:设计文件、合同、详勘资料、施工经验

3.2施工方法:暗挖法分为浅埋暗挖和盾构法,盾构分为敞开人工式和密闭机械式,密闭机械式分为土压平衡和泥水平衡;非开挖法分为顶管法、水平定向钻法和夯管法。

3.3施工方法有关规定

(1)顶管法:敞口,需降水至管底以下0.5m;密闭,控制变形或无降水条件;改扩建给排水管道多数采用;小口径金属、无地层控制变形要求、顶力满足可一次顶进挤密土层

(2)浅埋暗挖:城区地下障碍物较复杂地段

(3)定向钻:以较大埋深穿越道路桥涵的长距离地下管线

(4)夯管:夯锤的锤击力应根据管径、钢管力学性能、管道长度、结合工程地址、水文条件和周围环境条件,经过技术经济比较后确定,并应有一定的安全储备,城镇区域下穿较窄道路。

工法

密闭式顶管

盾构

浅埋暗挖

定向钻

夯管

优点

精度高

速度快

适用性强

速度快

速度快成本较低

缺点

成本高

成本高

速度慢成本高

控制精度低

控制精度低

适用范围

给排水管道综合管道

给排水管道综合管道

给排水管道综合管道

柔性管道

钢管

管径

300-4000

3000以上

1000以上

300-1000

200-1800

精度

<±50mm

不可控

≤30mm

不超过0.5D

不可控

距离

较长

较长

较短

适用地质

各种土层

除硬岩外相对均质地层

各种土层

砂卵石及含水地层不适用

含水地层不适用砂卵石困难

3.3设备施工安全规定

(1)设备:安装、试运行、安全性检验合格

(2)操作人员:培训、考试合格方可上岗

(3)施工供电:应设置双路电源,并能自动切换;动力、照明应分路供电;作业面移动照明采用低压供电。

(4)确定通风系统模式:供排风能力、人员作业环境应满足规定

(5)起重设备或垂直运输系统:起重作业前应试吊,吊离地面100mm左右时,检查重物捆扎情况和制动性能;起吊时工作井内严禁站人,距作业面底部小于500mm时方可近前。

4、给排水管道功能性试验(给水管道做水压试验、管道清洗,排水管道做严密性试验)

4.1压力管道的水压试验

(1)试验合格的判定依据分为允许压力降值和允许渗水量值,设计无要求时,应根据工程实际情况,选用其中一项或同时采用两项作为试验合格的最终判定依据

(2)进行实际渗水量测定时,宜采用注水法进行

(3)管道采用两种或以上管材时,宜分别进行试验;不具备分别试验的条件必须组合试验,应采用不同管材的管段中试验控制最严格的标准进行试验。

(4)大口径球墨铸铁管、玻璃钢管、预应力钢筒混凝土管或预应力混凝土管等单口水压试验合格,且设计无要求时,压力管道可免去预试验阶段,直接进行主试验阶段

(5)给水管道必须水压试验合格,允许前进行冲洗和消毒,经检验水质达标后,方可允许并网通水投入运行

(6)给水管道冲洗和消毒

①给水管道严禁取用污染水源进行水压试验、冲洗;如不慎污染管道,应由水质检测部门对管道污染水进行化验;管道冲洗与消毒应编制实施方案

②施工单位应在建设单位、管理单位的配合下进行冲洗与消毒,冲洗时,应避开用水高峰,冲洗流速不小于1m/s,连续冲洗。

③ 给水管道冲洗消毒准备工作:水源确定、方法和物品确定并准备就绪、管道安装完毕、末端设置取样口、照明维护等措施落实。

④第一次冲洗:应清洁水冲洗至出水口水样浊度小于3为止,冲洗流速大于1m/s

⑤第二次冲洗:第一次冲洗后用有效氯离子含量不低于20mg/L的清洁水侵泡24h后,再用清洁水进行第二次,直至水质检测、管理部门取样花样合格。

(7)试验方案:后背及堵板设计、进水管理排水口排气孔设计、加压设备应,压力计的选择及安装、排水疏导措施、升压分级的划分及观测、试验管段的稳定措施和安全措施

(8)准备工作

①试验管段所有敞口应封闭,不得渗漏水现象;管道顶部回填高度不应小于0.5m,留出接口

②试验管段不得用闸阀做堵板,不得含有消火栓、水锤消除器、安全阀等附件

③水压试验前应清楚管道内的杂物

④应做好水源引接、排水等疏导方案

(9)管道内注水与侵泡

①应先做上游管段,从下游缓慢注入,试验管段上游管顶及管段中的高点设置排气阀

②注满水后宜在不大于工作压力条件下充分侵泡:球墨铸铁与钢管(水泥砂浆内衬)、化学建材管至少24h;内径小于1000mm混凝土至少48h;内径大于1000mm混凝土至少72h。

(10)试验过程

①预试验(特殊管道可省略),试验压力稳压30min,接口、配件无漏水损坏现象,稳压压力下降不超过70%合格进入主试验

②主试验,预试验合格后进入主试验,试验压力15min 工作压力稳压30min,试验压力压力降不超允许值,工作压力外观检查无漏水

③管道试验段L小于等于1km,回填土漏出接口

④弹簧压力计精度1.5级,最大量程以试验压力的1.3-1.5倍,表壳公称直径不小于150mm,安装在试验段两端部与管道轴线垂直的直管上,一个试验段安装至少两个压力表,管道两端用盖板封堵。

⑤钢管:工作压力P,试验压力P 0.5MPa且不小于0.9MPa,主试验合格标准允许压力降0;化学建材管:工作压力≥0.1MPa,试验压力1.5P,且不小于0.8MPa,主试验合格标准允许压力降小于0.02MPa,其他管材合格标准压力降小于0.03MPa。

4.2无压管道的严密性试验

(1)污水、雨污水合流及湿陷土、膨胀土、流沙地区的雨水管道必须经严密性试验合格后方可投入运行。

(2)全断面整体现浇的钢筋混凝土无压灌渠处于地下水位以下时,不开槽施工内径≥1500mm钢筋混凝土结构管道,设计无要求且地下水位高于管道顶部时,混凝土强度等级、抗渗等级检验合格,可采用内渗法。

(2)闭水试验准备工作:管道未回填且沟槽无积水;全部预留孔封堵;管道两端封堵;地下水位于管底;做好水源引接、排水疏导方案

(3)闭气试验:在回填前进行;地下水低于管外底150mm,环境温度15-50℃;下雨是不得进行闭气试验

(4)管道内注水与侵泡(不少于24h)

(5)试验过程

①严密性试验可进行闭气试验或闭水试验

②闭水试验,试验压力:设计水头不超管顶内壁,取管顶内壁加2m;设计水头超过管顶内壁,取设计水头加2m;计算试验水头小于10m, 超过进口高度,取检查井井口高度;合格标准:保持水头恒定观测30min,渗水量不超允许值

③闭气试验,试验压力:气压2000Pa;合格标准:压力降小于500Pa

④试验段按井距分隔,带井试验,一次试验不超过5个连续井段,管道内径大于700mm时,管道井段数量抽取1/3进行试验,不合格抽取数量加倍重新试验。

⑤试验前未回填土

5、砌筑沟道施工技术

5.1基本要求

(1)砌块湿润,砂浆不低于M10,现场拌合,随用随拌;满铺满挤法,砌体上下错缝、内外搭砌、丁顺规则有序

(2)砂浆饱满,砌缝均匀不得有通缝或瞎缝,沉降缝、变形缝应与基础贯通

(3)施工需间断时,应预留阶梯形斜槎,转角和交接处应与墙体同时砌筑

(4)弯道采用楔形或扇形砌块,垂直灰缝宽度大于30mm时,细石混凝土灌实,强度不低于C20

5.2砌筑施工要点

(1)变形缝内清楚干净,两侧应涂刷冷底子油一道,缝内填料应填塞密实

(2)灌注沥青等填料应待灌注底板缝的沥青冷却后,在灌注墙缝,并连续灌满灌实。

(3)缝外墙面铺贴沥青卷材时,将地层抹平,铺贴平整,不得有壅包现象

5.3砖砌拱圈

(1)砌筑前拱胎应充分湿润、冲洗干净,并均匀涂刷隔离剂

(2)自两侧向拱中心对称进行,灰缝匀称,砂浆饱满严密

(3)退槎法砌筑,拱圈应在24h内封顶。

5.4反拱砌筑

(1)砌筑前,按设计要求弧度制作反拱样板,沿设计轴线每10m设一块

(2)根据样板挂线,先砌中心一列砖,找准高程接砌两侧,砂浆强度大于75%后方可踩压

(3)反拱表面应光滑平顺,高程允许偏差为±10mm

(4)当砂浆强度达到设计强度75%后,方可拆除拱胎。

5.5圆井砌筑

(1)检查井内流槽与井壁同时砌筑

(2)砌块逐层收口时,四面每层收进不大于30mm,偏心收口每层收进不大于50mm

(3)砌筑时应同时安装踏步

(4)内外井壁应采用水泥砂井勾缝

6、给水排水管网维护有修复技术

6.1城市管道维护

(1)城市管道巡视检查,检查方法:人工检查、自动检测、分区检测、区域泄露普查系统法;检测手段:探测雷达、声呐、红外线检查、闭路监视系统等

(2)城市管道抢修,钢管:补焊或盖压补焊;预应力混凝土管:补麻、补灰后在用卡盘压紧固定;管身裂缝:两合端袖或更滑铸铁管或钢管,两端与原管采用转换接口连接。

(3)管道维护安全防护:养护人员必须接受安全技术培训;个人防护,防毒面罩、防水表、防护靴、防护手套、安全帽等,系有绳子的防护腰带,配备无需通讯工具和安全灯;采取有效的安全防护措施和预防措施,作业区和地面设专人值守。

6.2管道修复与更新

(1)局部修复:密封、补丁、铰接管、局部软衬、灌浆、机器人法

(2)全断面修复:内衬法、缠绕法、喷涂法

内衬法

①适用D:60-2500mm;L:600m以内各类

②一般为化学建材类内衬管

③特点:施工简单、速度快、大半径;断面受损较大、间隙要求灌浆、一般用于圆形

④修复给水管道内衬管直径150-1600mm;修复排水管道内衬管直径150-2000mm

缠绕法(污水管道常用)

①适用D:50-2500mm;L:300m以内各类

②特点:长距离、速度快、大曲率半径;过流断面有损失,技术要求高

喷涂法(防腐处理或结构性内衬)

①适用D:75-4500mm:L:150以内各类

②材料:水泥浆、环氧树脂

③特点:不存在支管连接问题、过流断面损失小;可适应管径、断面形状、弯曲度的变化;树脂固化需要时间,严重变形难以进行,技术要求高

(3)管道更新:破管外挤、破管顶进

破管外挤

①气动或液动:D<1200mm,脆性材料;新管可应PE、PP、陶土管和玻璃钢管;切割:D50-150mm,L150m以内,更新钢管;新管多用PE管

②优点:速度快,对地表干扰少,可利用原有检查井

③缺点:不适合弯管更换;埋深较浅或不可压密的地层中会引起隆起;可能引起相邻关系的损坏;分支管需要开挖

破管顶进

①适用D:100-900mm,L:200m以内;埋深较大一般大于4m;更新陶土管、混凝土管或钢筋混凝土管;新管为球墨铸铁、玻璃钢管、混凝土或陶土管

②优点:对于地表和土层无干扰;可在复杂土层中施工(含水层);能够更换管线的走向和坡度已偏离的管道,基本不受地质条件限制

③缺点:需开挖两个工作井,地表需有足够大的工作空间

第二章 供热管道施工与安装要求

1、供热管道的分类

1.1按热媒分类

  1. 蒸汽管网:工作压力≤1.6MPa,设计温度小于等于350℃;可分为高压、中压、低压

(2)热水管网:工作压力≤2.5MPa,设计温度小于等于200℃;可分为高温热网(t>100℃)和低温热网(t≤100℃)

1.2按所处地位分类

(1)一级管网:从热源到热力站

(2)二级管网:从热力站到热用户

1.3按敷设方式分类

(1)管沟:可分为通行、半通行、不通行

(2)架空:可分为高支架(高度≥24m)、中支架(高度2-4m)、低支架(高度<2m)

(3)直埋:直接埋在地下,无管沟

1.4按系统形式分类

(1)开式系统:直接消耗热媒,中间设备极少,一次热媒补充量大

(2)闭式系统:一次与二次热网采用换热器连接,热媒损失小,中间设备多,使用较广泛

1.5按供回方向分类

(1)供水管(汽网时蒸汽管):从热源至热用户

(2)回水管(汽网时凝水管):从热用户至热源

2、供热管道施工与安装要求

施工流程:施工准备--基槽开挖及地基处理或支架吊架安装--管道加工--管道安装--焊接--焊缝检验--功能性试验--防腐补口--保温层及保温保护层施工--回填

2.1供热管道与既有构筑物的距离要求

(1)距离数字太多,放弃了

(2)热力网管沟内不得穿过燃气管道,当热力管沟与燃气管道交叉垂直净距小于300mm,必须采取可靠措施防止燃气泄露进入管沟

(3)地上敷设的热力管道同架空输电线路或电气化铁路交叉时,金属部分和交叉点5m范围内钢筋混凝土结构钢筋应接地,接地电阻不大于10

2.2供热管道施工准备要求

(1)技术准备:取得资料图纸会审,设计交底,编制方案,履行审批程序,组织管理人员踏勘现场,了解现场情况,管线拆改加固,交通组织,降水施工,制定措施,人员技术培训。

(2)物质设备准备:材料设备进场检验,合格证、质量说明书、复验报告;重要地段使用阀门进行进场强度和严密性试验、

2.3供热管道土建施工要求(明挖、暗挖、顶管、盾构、定向钻)

(1)机械开挖时应预留不少于150mm厚的原装土,人工清底。

(2)验槽工作:五方验槽,设计或勘察提出处理意见,施工单位制定施工方案

(3)暗挖法:根据地质条件、埋深、结构断面及地面环境条件等经过技术经济比较后确定施工方案;当采用台阶法施工时,应在拱部初支基本稳定,喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖台阶。相对开挖两个工作面相距15-20m时应一端停挖,单向贯通;开挖过程中应进行地质描述记录,必要时进行超前地质勘探。开挖面稳定时间不能满足施工时,应及时对掌子面进行封闭支护

(4)顶管(人工顶管、机械顶管):

①顶管施工的管材不得作为供热管道的工作管,工作坑的支撑应形成封闭式框架,矩形四角加设斜撑;装配式后背墙可由方木、型钢、钢板等组成

②钢管进入土层5m以内,每0.3m,测量轴线、标高不得少于1次;5m以后,每1m,测量一次,纠偏时增加测量次数

③当顶管施工管材为钢管时,应采用对口双面焊接,在顶进前进行外防腐,顶管完成后对管材进行内防腐及牺牲阳极防腐保护

④工作井洞口封门拆除:钢板桩工作井可拔起或切割钢板桩漏出洞口;沉降工作井应先拆除洞圈内侧临时封门,在拆除井壁外侧封板;不稳定地层,封门拆除后应将顶管机立即顶入土层

⑤拆除封门后应连续顶进至洞口及止水装置发挥作用;洞口范围预埋注浆管,管道进入土体之前可预先注浆。

⑥敞口式顶管机,在允许超挖的稳定土层中正常顶进时,管下部135°范围内不得超挖,管顶以上超挖不得大于15mm。

⑦在软土层中顶进混凝土管时,为防止关节漂移,宜将前3-5节管体与顶管机连城一体

⑧纠偏原则:勤量测、勤纠偏、微纠偏;及时纠偏和小角度纠偏;挖土纠偏(开挖面保持稳定,超挖量符合地层变形控制要求)调整顶进合力方向纠偏(管内相对与机头旋转反向增加配重)

⑨贯通后,两端露在工作井中长度不小于0.5m,不得有接口,浇筑基层;顶管结束后进行触变泥浆置换(水泥砂浆、粉煤灰水泥砂浆)

(5)盾构法:需在隧道内管道支架等所在位置设置特殊环,特殊环管片生产中预埋钢板及锚固件

(6)定向钻:不宜用于直接拉进直埋管的施工,施工前采用地址勘探钻取样或局部开挖取得路由位置资料

(7)变形缝应使用经检测合格的橡胶止水带,不得使用再生橡胶止水带。

2.4供热管道安装施工

(1)管道材料与连接要求

①材料:无缝钢管、电弧焊或高频焊焊接钢管

②连接:管道的连接,管道与设备、阀门等连接宜采用焊接;当设备、阀门需要拆卸时,应采用法兰连接

③焊接施工单位应具备:有负责焊接工艺的焊接技术人员、检查人员和检验人员;有符合焊接工艺要求的焊接设备;有保证焊接工程质量达标的措施。

(2)管道安装前的准备工作

①管道安装前应完成支架、吊架的安装及防腐处理,支架的制作质量应符合要求,支架、吊架位置准确、平整、牢固,标高和坡度符合规定,管件制作和可预组装部分宜在安装前完成,并检验合格

②对钢管和管件进行除污,对有防腐要求的宜在安装前进行处理

③安装前对中心线盒支架高程进行复核

(3)支架吊架的分类及安装要点

①作用:支承管道并限制管道的变形和位移;承受管道的内压力、外荷载及温度变形的弹性力,并传递到支承结构。

②支架支承面标高可采用加设金属垫板的方式进行调整,垫板不得大于两层,垫板应与预埋铁件或钢结构进行焊接

③支架、吊架处不应有管道焊缝

④有轴向补偿器:安装前,管道和固定支架之间不得进行固定

⑤有角向型、横向型补偿器:应与管道同时进行安装与固定

⑥无热偏移管道的支、吊架应垂直安装;有热偏移管道的吊架、吊杆应向热膨胀的反方向偏移

名称

作用

特点

安装规定

固定支架

固定管道

无任何方向位移、多设置在补偿器和附件旁

(1)支架处不得有环焊缝,不得与管道直接焊接

(2)固定支架处的固定角板,只允许与管道焊接,严禁与固定支架结构焊接,不得损伤母材

(3)直埋的折点处应设置钢筋混凝土固定墩

(4)固定支架卡板和支架结构接触面应贴实不得焊接

滑动支架

自有滑动

形式简单,加工方便,使用广泛

(1)按设计间距安装

(2)顶钢板高程按管道坡度逐个测量

(3)偏移量、偏移方向应符合要求

(4)不得有歪斜及卡涩现象

导向支架

滑动时不致偏离轴线

设置在只允许沿自身轴向移动位置

(1)按设计间距安装

(2)顶钢板高程按管道坡度逐个测量

(3)偏移量、偏移方向应符合要求

(4)不得有歪斜及卡涩现象

滚动支架

滑动摩擦代替滑动摩擦

分为滚柱和滚珠

(1)滚柱适用于直径较大,无横向位移

(2)滚珠适用于介质温度较高、管径较大、无横向位移

弹簧支架

减震,提高使用寿命,重要场合

(1)安装前其底面混凝土应达到设计要求

(2)弹簧临时固定件应在管道安装、试压、保温完毕后拆除

刚性吊架

伸缩性较小

加工、安装方便,卡箍、吊杆、支承结构组成

(1)安装高度应按设计要求调整

(2)临时固定件应在管道安装、试压、保温完毕拆除

弹簧吊架

伸缩性和振动性较大

形式复杂,使用在重要场合

2.5管沟及地上管道安装施工要点

(1)地上敷设管道应采取固定措施,管组长度宜≥两倍支架间距

(2)管道安装时管件上不得安装、焊接任何附件

(3)管道对接时,应在距接口两端各200mm处检查管道平直度,允许偏差为0-1mm;全长范围内最大偏差值≤10mm;对口检验坡口质量、对口间隙、错边量、纵焊缝位置。坡口表面应整齐、光洁,不得有裂纹、锈皮、熔渣和其他影响焊接质量的杂物,不合格的管口应进行修整。

(4)管道穿过基础、墙体、楼板处,应安装套管,管道的焊口及保温接口不得置于墙壁中和套管中,套管与管道之间的空隙应用柔性材料填塞。

(5)当管道开孔焊接分支管道时,管内不得有残留物,且分支管伸入主管内壁长度不得大于2mm。当设计无要求时,套管直径应比保温管道外径大50mm,位于套管内的管道保温层外壳应做保护层

(6)有坡口的钢管和管件,焊接层数不少于2层,焊接顺序和方法,不得产生附加应力。每层焊完后,清楚熔渣飞溅物,外观检查,发现缺陷,铲除重焊。不合格的焊接部位,应采取措施返修,同一焊缝返修次数不得大于两次。

(7)采用偏心异径管(大小头)热水管道顶平安装,蒸汽管道底平安装。

(8)金属管道焊接前质量控制

①原则:先大后小、先主后支、先下部后中上部

②纵向焊缝与螺旋焊缝之间应相互错开不应小于100mm,不得有十字焊缝。同管道两条纵向焊缝间距不应小于300mm,环形缝间距不得小于150mm,加焊金属填充物不得短小于150mm,同时不得小于管径。

③相同壁厚对口错边量,不宜超过壁厚10%且不大于3mm

④管道环焊缝不得置于建筑物或其他结构内

⑤严禁采用在焊口两侧加热延伸管道长度、螺栓强力拉近、夹焊金属填充物和使用补偿器变形等方法强行对口焊接

⑥焊工资格:焊工合格证书,在有效期内并且在证书允许范围内进行焊接作业

⑦首次使用的管材、焊材一级焊接方法应在施焊前进行焊接工艺试验或评定,并编制焊接工艺指导书

⑧施焊前应检查定位焊缝质量,缺陷应清楚,纵向焊缝端部不得进行定位焊,定位焊应对称。

(9)焊接过程质量控制重点

①以下情况无防护措施严禁作业:焊条电弧焊时风速度大于8m/s(5级风);气体保护焊时风速大于2m/s(2级风);相对湿度大于90%;雨、雪环境

②焊接工艺参数:坡口形式、焊接材料、预热温度、层间温度、焊接速度、焊接电流、焊接电压、线能量等,当改变焊接条件时,应重新进行焊接工艺评定

③焊接顺序:工艺指导书;一次连续焊完;相邻两焊缝起点错开

④焊接热处理:采取相应的防风、保温措施

⑤焊接质量检验:对口、外观、无损探伤、强度和严密性试验

(10)法兰组装连接质量控制

①法兰连接平行偏差不应大于法兰外径的1.5‰,且不大于2mm。不得使用加偏垫、多层垫或强紧螺丝的方法消除歪斜,应在自然状态下进行,严禁强行扭曲组装

②紧固螺栓受力均匀,露处螺母1-3倍螺距为宜

2.6预制直埋管道安装施工要点

(1)保温层材料堆放:不超3层,不超2m;现场有防火措施

(2)划痕深度,高密度聚乙烯外护管:不大于外护管壁厚10%,且不超过1mm;钢制外护管:不超过防腐层厚度20%

(3)折角或管道折角大于设计值时,应经设计单位确认

(4)安装完成后,必须安装设计对保温材料裸露处进行密封处理

(5)固定墩承载力未达到设计前,不得进行预热伸长或试运行

(6)在穿套管前应完成接头的保温施工,且穿越套管时不得损坏直埋热水管的保温层和外护管

(7)检测系统与管道安装同时进行,安装接头处信号线前,先清理两端湿润保温材料,连接完毕监测合格方可接头保温。

(8)接头保温材料检测合格,接头处钢管表面应洁净、干燥,发泡机发泡后应及时密封发泡孔

(9)接头的外互层安装完成后,必须全部进行气密性检验,合格标准:0.02MPa,保压时间不小于2min,涂肥皂水,无气泡为合格。

(10)施工间断时,管口应用堵板临时封闭。雨期施工应有防止管道漂浮、泥浆进入管道的措施。

(11)管道防腐质量控制

①基层处理:喷射、工具、化学等

②防腐施工:雨雪风沙天气以及相对湿度较大环境,应采取有效措施;涂刷类:分层,前道涂料应表干,厚度均匀,无流淌等缺陷,实干后方可采取保护性措施;胶带类:严格控制好施工温度,严禁超温加热,搭接宽度符合要求,顺序符合生产厂家要求。

③防腐质量标准:主要检查质量证明文件、防腐层外观。抽查厚度、粘结力。全线检查防腐层电绝缘性。回填后防腐层完整性。

(12)管道保温质量控制

①材料控制:出厂合格证或检验报告,按标准规格在现场按批抽样检查导热系数

②保温层施工:厚度超过100mm应分层,非水平管道自下而上,防潮层和保护层搭接应上压下,搭接宽度不小于30mm;同层预制管壳应错缝,内外层应压缝,搭接长度应大于100mm,拼缝严密,外层水平接缝应在侧面;预制管壳缝隙不得大于5mm,胶泥填充,不得螺旋式缠绕捆扎。

③伸缩缝:填充导热系数与保温材料相近的软质保温材料

④防潮层:管沟内管道保温应设防潮层,在干燥的保温层上进行

⑤预制保温管接口:安装前测试报警线痛断状况和电阻值。报警线应在管道上方。报警线一旦受潮,应采取预热、烘烤等方式,直埋保温管接口应在保护壳气密性试验合格后,方可进行发泡保温。

⑥保温层质量检验:保温材料,容重、导热系数、含水率、品种、规格强度、耐热性等性能指标;直埋保温管环应该坚持聚乙烯外护管的力学性能;材料进场后由有资质的检测单位在现场抽样测试

2.7管道焊接质量检验

(1)检验次序:对口质量、外观、无损探伤、强度和严密性试验

(2)焊缝应100%进行外观质量检验。

(3)外观检验:无裂缝、气孔夹渣、咬边等,应均匀、完整,焊道与母材之间应圆滑过渡,焊缝宽超出坡口边缘2-3mm,余高0-1 0.01b,不大于3mm。

(4)无损探伤应具备资质的单位实施,抽检15%。射线探伤(热力管道)、超声波探伤(应采用射线复检,复检数量为超声波20%)、磁粉或渗透探伤(角焊缝处)

(5)需要进行100%无损探伤检测的情形: 干线管道与设备、管件连接处和折点处;穿越铁路、高速公路路基两侧各10m范围;穿越城市主要道路的不通行管沟在道路两侧各5m范围;穿越江河湖等岸边各10m范围;不具备强度试验条件;现场制作各种承压设备和管件的。

(6)无损检测出不合格,应及时返修,返修后按下列规定扩大检验:出现一道不合格,应在抽检两道该焊工所焊的同一批焊缝;第二次仍出现不合格,应对改焊工所焊全部同批焊缝进行检验。同一焊缝返修次数不应大于2次,根部缺陷只允许返修一次。返修焊缝长度不得小于50mm,应修磨成与原焊缝基本一致。

3、补偿器

3.1补偿器的作用及管道热伸长量、热膨胀应力计算

(1)作用:补偿因供热管道升温导致的管道伸长,从而释放温度变形,消除温度应力,避免因热伸长或温度应力的作用而引起管道变形或破坏,以确保管网运行安全。

(2)供热管道的热伸长量及热膨胀应力计算:热伸长量=管材膨胀系数X管段长度X运行时的温度与安装时的温度差;热膨胀应力=管材弹性模量X管材膨胀系数X运行时的温度与安装时的温度差。

3.2补偿器的类型及特点

(1)自然补偿器,分为L型和Z型。安装时应正确确定弯管两端固定支架的位置

(2)方形补偿器,水平安装时,平行臂应与管道坡度相同,垂直臂应水平放置,垂直安装时,不得在弯管上开孔安装放风管和排水管

(3)波纹补偿器(一、二、三、四波、带套筒、不带套筒),补偿器应与管道保持同轴,不得偏斜,流向标记与介质流向一致

(4)套筒式补偿器(结构:带底脚套筒、插管、填料)与管道保持同轴,不得偏斜,流向标记与介质流向一致,芯管的外露长度应大于设计规定的变形量。

(5)球形补偿器(结构:外壳、球体、密封圈、压紧法兰),与其连接的两垂直臂的倾斜角度符合设计要求,外伸部分和管道坡度保持一致。

类型

名称

其他特点

补偿能力

变形特征

原理

自然

L型

简单经济

补偿管段不能很大

会产生横向位移

变形

Z型

人工

方形

制造方便、运行可靠、占地面积大

补偿量大

轴向推力小

波形

占据空间小,制造比较困难,耐低压

能力小

轴向推力大

只发生轴向变形

套筒

安装方便,占地面积小,流体阻力较小,抗失稳性好,易漏水漏汽,需经常检修

能力较大

轴向推力较大,横向变形要求严格

位移

球形

占用空间小,节省材料,易漏水漏汽,要加强维修

能力较大

三向位移管道不产生推力

3.3补偿器安装要点

(1)补偿器安装前,管道和固定支架之间不得进行固定,临时固定装置在管道安装、试压、保温完毕后,拆除。补偿器应与管道保持同轴,安装时不得损伤,不得采用补偿器变形的方法调整偏差。

(2)在靠近补偿器的两端应设置导向支架,保证沿轴线自有伸缩

(3)当安装时环境温度低于补偿零点(设计最高与最低差值得1/2)应对补偿器进行预拉伸,安装过程中预拉伸不被释放。

4、阀门

4.1阀门作业:启闭管路,调节被输送介质流向、压力、流量

阀门

适用或用途

特点

闸阀

汽、水管路作全启或全闭

无方向性;流阻小;密封好,管径大于DN50mm

止回阀

水泵或疏水器的出口

升降式:小口径水平管道

旋启式大口径水平或垂直

使介质只能单向流动

截止阀

切断介质通路,直通式:直线管路 直角式:管路转弯处

制造简单、价格低,安装长度大密封较闸阀差,易磨损,安装方向低进高出

柱塞阀

密封要求高汽、水管路

密封性好,启闭灵活,寿命长,维修方便,价格相对较高

蝶阀

低压管路,全开全闭带传动机构必须垂直安装

体积小,结构简单,启闭方便、迅速、省力,密封可靠,调节性能好

球阀

快速切断,低温(150℃)高压及粘度大介质

流阻力小,启闭迅速,结构简单,密封性能好

安全阀

管道、承压设备使用与低压侧

自动打开

减压阀

蒸汽管路

疏水阀

蒸汽管道末端或地处用于自动排放凝结水

阻止蒸汽溢漏,排除空气

平衡阀

供热管网系统

调节管网阻力和压差等参数

4.2阀门安装要点

(1)吊装搬运时钢丝绳应栓在法兰处,不得栓在手轮或阀杆上

(2)阀门的开关手轮应放在便于操作的位置,水平安装的闸阀、截止阀的阀杆应处于上半周范围,安全阀应垂直安装

(3)法兰或螺纹方式连接关闭状态安装;焊接方式连接采用氩弧焊打底,不得关闭,焊机底线搭在同侧焊口的钢管上。严禁搭在阀体上;承插式阀门,承插端头留有1.5mm的间隙,焊接完成降至环境温度后方可操作。

5、供热站设施及安装要点

5.1供热站房设备间的门应向外开,热水供热站站房长度大于12m时应设两个出口;蒸汽供热站不论站房尺寸如何,都应设置两个出口

5.2安装前,土建后四个单位、工艺安装单位及监理单位应对预埋吊点的数量及位置,设备基础位置、表面质量、几何尺寸、标高等共同复核检查,并办理书面交验手续

5.3灌注地脚螺丝用的细石混凝土应比基础混凝土强度提高一级;拧紧时强度应达到设计强度75%以上

5.4管道在主要设备安装完成、支架吊架以及土建结构完成后进行

5.5站内管道安装过程中的敞口应进行临时封闭

5.6管道与设备连接时,设备不得承受附加外力,管内杂物及时清理,泵的吸入管道和输出管道应有各自独立、牢固的支架,管道与泵连接后,不应在其上进行焊接和气割

5.7蒸汽管道和设备上的安全阀应有通行室外的排气管,热水管道和设备上的安全阀应有接到安全地点的排水管,在排气管和排水管上不得装设阀门。

5.8泵的试运转(有介质)应在其各附属系统单独试运转正常后进行,泵站启动时应先运行水处理设备,泵在额定工况下连续试运转时间不少于2h

5.9管道清洗完成后安装经校验和检定合格的热计量设备,热计量设备标注的水流方向与管道内热媒流动的方向一致。

6、供热管道功能性试验的规定

6.1强度试验

(1)主要准备工作

①试验方案:监理(建设)、设计等单位审查同意

②强度试验前,焊接外观质量和无损检测已合格,管道安装试验的材料设备资料齐全;严密性试验前,一个完成的设计施工段已经完成管道和设备安装,且经强度试验合格

③试验介质宜采用清洁水,并将管道及设备中的空气排尽。

(2)实施要点

①强度试验应在接口防腐、保温施工及设备安装前完成

②压力表:检定有效期内,精度等级不得低于1级,量程为试验压力的1.5-2倍,数量不得少于2块,安装在试验泵出口和试验系统末端

③试验过程中发现渗漏时,严禁带压处理,消除缺陷重新试验。

6.2严密性试验

(1)应在管道、支架、设备全部安装完毕,固定支架混凝土已达设计强度,自由端临时加固完成后进行

(2)确保安全阀、爆破片及仪表组件等已拆除或加盲板隔离,加盲板处有明显的标记并做记录,安全阀打开,填料密实

(3)压力表:检定有效期内,精度不低于1.5级

名称

试验

试验压力P是设计压力

合格标准

供热

强度

1.5P,且≥0.6MPa

试验压力下稳压10min无渗漏,无压降后降至设计压力,稳压30min无渗漏,无异常,无压降为合格

严密性

1.25P,且≥0.6MPa

一级稳压1h,二级稳压30min,压降不大于0.05MPa,且管道、焊缝、设备附件无渗漏,支架无明显变形

供热站

严密性

1.25P,且≥0.6MPa

开始设备应进行满水试验

6.3试运行

(1)试运行在单位工程验收合格,并且热源已具备供热条件后进行

(2)试运行方案应由建设单位、设计单位、施工单位、监理单位和接收管理单位审查同意并应进行技术交底

(3)在建设单位、设计单位认可条件下连续运行72h

(4)试运行中应对管道及设备进行全面检查,重点检查支架工作状态。

第三节城市燃气管道工程施工

1、燃气分类:人工煤气、天然气、液化石油气

2、燃气管道分类

1.1用途土分类

(1)长距离输气:末端连接城市或大型工业企业,作为气源点

(2)城市燃气

①分配管道:分配给工业企业用户、公用建筑用户和居民用户,包括街区和庭院的分配管道

②用户引入管:从分配管带引到用户室内引入口总阀门

③室内燃气管道

1.2根究敷设方式分类

(1)地下:一般情况

(2)架空:通过障碍物时或在工厂区为管理维修方便

1.3根据输气压力分类

沟槽开挖深度超过几米应分层开挖,沟槽开挖钢板桩支护方案(1)

(1)中压B、A必须通过区域调压站、用户专用

(2)所处地位

①高压A,贯穿省市长输管线

②高压A/B,大城市输配管网外环网

③高压B,大城市供气主动脉

(3)一般情况:城市、工厂区和居民点可由长距离输气管道供气,单个居民用户不得与长输管道连接

(4)特殊情况下

①个别距离城市燃气管道较远的大型用户,经论证,经济合理、安全可靠,可自设调压站与长输管道连接

②充分必要的理由,安全措施可靠,经有关部门批准,在城市中特点区域可采用高压燃气管道

③新建的城市燃气管网系统和改建旧有的系统时,采用较高的压力,可以降低总造价或提高输气能力。

3、燃气管道施工基本规定

3.1燃气管道对接安装引起的误差不得大于3°,否则应设置弯管,次高压燃气管道的弯管应考虑盲板力

3.2无法满足安全距离时应设于管道沟或刚性套管保护设置中,套管两端应用柔性密封材料封堵;保护设施两端应伸出障碍物且与障碍物间记录不应小于0.5m

3.3最小覆土厚度:机动车道下0.9m;非机动车道下0.6m;机动车不能到达的0.3m;水田0.8m

3.4不宜与其他管道或电缆同沟敷设(须同沟必须采取有效防护)

4、燃气管道穿越构筑物

4.1不得从建筑物和大型构筑物的下面穿越;不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越

4.2穿越各种用途沟槽时应将燃气管道敷设于套管内,套管两端应采用柔性的防腐、防水材料密封。

4.3铁路或高速公路:加套管;电车轨道或主干道:套管或地沟

(1)埋深:套管顶部距铁路路肩不得小于1.7m

(2材质):钢管或钢筋混凝土管

(3)内径:应比燃气管道外径大100mm以上

(4)间隙:柔性防腐、防水材料密封,重要地段端部应安装检漏管

(5)端部距离:铁路路堤坡脚外、电车道边轨外延2m;道路边缘外延1m

(6)宜垂直穿越

4.4穿越高铁、电气化铁路、城市轨道交通时,应采取防止杂散电流腐蚀的措施,并确保有效。

5、通过河流(穿越河底、管桥跨越、道路桥梁)

5.1利用道路桥梁输送压力不应大于0.4MPa

5.2随桥腐蚀或采用管桥时必须采取安全防护措施

(1)材料:加厚无缝或焊接钢管,尽量减少焊缝(100%无损探伤)

(2)管底标高:应符合通航净空要求,管架外侧应设置护桩

(3)与随桥腐蚀其他客人管道保持一定间距

(4)管道应设置必要的补偿和减震措施

(5)过河架空管道向下弯曲时,弯曲部分与水平管夹角宜45°

(6)采用阴极保护的埋地钢管与随桥管道之间应设置绝缘装置。

5.3穿越河底应符合要求

(1)施工方案及设计文件应报河道管理或水利管理部门审查批准,开工时应在敷设管道位置的两侧水体各50m距离设置警戒标志

(2)宜采用钢管,对焊缝进行100%超声检测和100%射线检测

(3)河底覆土厚度:不通航合流不少于0.5m;通航河流不少于1m

(4)在埋设燃气管道位置的河流两岸上下有应设置标志。

6、水平定向钻进铺管技术要点

6.1一般要求

(1)勘察:地层的类别和厚度、地下水分布和现场周边的建筑物与地下管线的位置、交通状况等

(2)准备:对穿越段进行探测,编制施工组织设计

(3)钻进设备:进场前应进行维护、调试,进场后进行验收

(4)焊接或熔接:应按设计要求,检测、检查验收合格

(5)施工方法和技术:应根据土层条件和环境要求选择,不宜选择在砾石层铺管

6.2导向孔钻进轨迹的施工设计

(1)轨迹设计包含以下内容:轨迹分段形式、出土和入土点、直线段最大深度、曲线段的曲率半径、直线段与曲线段长度等

(2)轨迹分段形式:入土倾斜直线段、入土造斜段、直孔钻进段、出土造斜段、出土倾斜直线段

(3)轨迹应作图法或计算法确定。

(4)钢管或钻杆导向孔曲线段允许最小半径R=(1200~1500)D; R是曲率半径最小值;D是钢管外径

(5)PE材质导向孔曲率半径允许最小值R=(E*D)/(2P);R是最小曲率半径;E是弹性模量;D是管材外径;P是弯曲应力

(6)施工入土角:根据铺设管线的曲线长度、设备定位位置等并参考以往经验选定。入土角6°-20°,出土角4°-12°

(7)钻机:以回拉力估算值≤70%钻机额定为依据,结合施工工艺及现场条件等具体确定;导向仪:根据工程规模,铺设管线穿越障碍类型,管线铺设深度及施工现场周边环境选择。

地层

适用的导向钻头类型

地层

适用的扩孔器类型

淤泥质粘土

较大掌面的铲形钻头

松软地层

挤压型或组合

软黏土

中等掌面的铲形钻头

软土层

切削型或组合

砂性土

小锥形掌面的铲形钻头

硬土和岩石

牙轮组合或滚刀组合

砂、砾石层

合金,中等弯接钻头

岩石层

牙轮钻头或气动锤

6.3钻进施工要点

(1)必须先进行试运转;匀速钻进;小角度逐步纠偏;轨迹偏差不得大于终孔直径,超出误差允许范围宜退回纠偏;第一根钻杆入土钻进,应轻压慢钻,入土段和出土段直线长度宜控制在20m左右;探测:每进一个钻杆应进行钻进距离、深度、侧向位移等,曲线段和有相邻关系段应加密探测。

(2)扩孔、清孔施工要点

①钻头连接顺序:钻杆、扩孔钻头、分动器、转换卸扣、钻杆

②扩孔:根据终孔孔径、管道曲率半径、土层条件、设备能力可一次完成或多次完成

③回扩钻头:软土层铣刀或组合式;硬土和岩石组合、硬质合金、牙轮钻头

④扩孔方式:分次扩孔时,回扩级差宜控制在100-150mm,终孔孔径宜控制在回拖管节外径的1.2-1.5倍

⑤扩孔应严格控制回拉力、转速、泥浆流量等技术参数。管线铺设之前应作一次或多次情孔。

(3)管线铺设施工要点

①前提:扩孔孔径达到终孔要求、清孔完成后,及时进行

②回拖:从出土点向入土点连续进行,匀速慢拉,严禁硬拉应拖,严格控制钻机回拖力、扭矩、泥浆流量、回拖速率等参数

③发送装置:可采用水力发送沟、滚筒管架发送道等形式

④孔隙:管道进入设计位置后,钻孔与管道之间的空隙宜进行填充

(4)定向钻施工的泥浆配置要点

①注浆范围:导向钻进、扩孔及回拖

②泥浆要求:根据地层条件、钻头技术要求、施工步骤进行调整。压力和流量应按施工步骤分包进行控制

③泥浆配置:应在专用搅拌装置中配置,并通过泥浆循环池使用,从钻孔中返回泥浆经处理后回用,剩余应妥善处置

(5)出现特殊情况必须停止作业,待问题解决后方可继续。

7、夯管铺管技术

7.1一般要求

(1)施工前对地址条件进行调查。复核,在调查基础上编制方案

(2)穿越城市道路覆土:不小于2倍管径,且不得小于1m;夯管锤:应根据管径、夯管长度、地质条件选择

(3)长度:一般不超过80m。燃气管道中一般作为钢套管使用

(4)特殊地层:卵石、杂填土层中,最大粒径不得超过0.5倍外径

7.2夯进施工前准备要点

(1)工作井:尺寸满足单管节管长安装、接口焊接作业、夯管锤击辅助设备布置、气动软管弯曲等需求

(2)工作井内的导轨安装方向与管道轴线一致,安装稳固、直顺,确保夯进过程中导轨无位移和变形。

(3)连接器与穿孔机、钢管刚性连接牢固、位置正确、中心轴线一致,第一节钢管顶入端的管靴制作和安装符合要求

(4)设备、系统经检验、调试合格后方可使用;滑块与导轨面接触平顺、移动平稳

(5)进、出洞口范围土体稳定

7.3夯进施工要点

(1)试夯:宜为3-5m,慢速夯进,正常夯进可增加供气量

(2)管靴①首节宜设置管靴(焊接);②管靴外径宜大于被夯管外径15-25mm,管靴内径宜小于被夯管内径15-25mm;③管靴后宜设置减阻泥浆注浆孔;④夯进中在管外壁注润滑液或涂抹润滑脂等减阻;⑤正常夯进前应测量管道中心线偏差,夯进结束后进行贯通测量

(3)第一节管夯至规定位置后,将连接器与第一节管分离,吊入第二节管与第一节管进行焊口焊接。

(4)排土方式采用人工结合机械等方式,小口径管道可采用气压、水压方法;排土完成后进行余土、残土的清理

7.4夯管施工质量控制

(1)第一节土层时应检查设备运行工作情况,控制轴线位置,每夯入1m应进行轴线测量,其偏差控制在15mm以内

(2)应将第一节管夯入接收工作井不少于500mm,并检查露出部分管节的外防腐层及管口损伤情况。

8、非开挖管道施工安全措施

8.1准备阶段安全措施

(1)人员准备

① 全部作业人员必须经过安全培训和三级安全教育

②项目管理人员、操作人员及其他人员必须学习安全生产管理制度和操作规程

③特殊工种必须持证上岗

④制度应急预案,组建应急抢险队伍,组织演练

⑤子啊有限空间作业时的人数不得小于2人

(2)现场准备:在有限空间内作业前必须进行气体检测

8.2施工过程安全措施

(1)穿越时严密监控周边,

(2)异常情况,停止施工,查明原因,解决措施,验证生效,继续施工

(3)回转设备应用挡板和挡墙保护,作业人员远离钻架、起重勾、防护挡板、顶进后背等

(4)定向转作业人员应穿戴有防电能力的安全帽、绝缘靴和手套、安全服装、防护口罩或防护面具

(5)钻进时,系统压力升高之前,应确定所有管件连接严密无受损,检查泄露应当用纸张或木片擦拭,不能用手触碰

9、附属设备安装

9.1阀门安装要求

(1)阀门手轮不得向下;落地阀门手轮朝上,不得歪斜;阀门手轮宜位于齐胸高;明杆闸阀不要安装在地下

(2)减压阀要求直立地安装在水平管道上,不得倾斜,安全阀也应垂直安装

(3)安装时,与阀门连接的法兰应保持平行,其偏差不应大于法兰外径的1.5‰,且不得大于2mm

(4)严禁强力组装,安装过程中应保证受力均匀,阀门下部应根据设计要求设置承重支撑。

(5)安装前应做强度和严密性试验,不渗漏为合格。

9.2补偿器

(1)通常安装在架空管道上

(2)常安装在阀门下侧(按气流方向)

(3)应与管道同轴,不得偏斜:不得用补偿器变形调整安装偏差

9.3凝水缸与放散管

(1)凝水缸:作业,排除燃气管道中冷凝水和石油伴生气管道中轻质油;敷设时应有一定坡度,在地处设置

(2)放散管:作业,排放管道内部的空气或燃气;安装在最高点,安装球阀,正常运行中必须关闭。

9.4阀门井:坚固耐久、防水、有检修空间

10、燃气管道功能性试验

试验

要求(管道设计压力PN)

合格标准

备注

管道

吹扫

气体、清管球

按介质流动方向进行吹扫压力不得大于设计压力,且不大于0.3MPa,

气体流速大于20m/s

5min内靶上午铁锈脏物为合格

试验管段小于500m,超过分段试验

强度试验

清洁水

钢管(PN大于0.8)1.5PN

任何位置环形应力不得大于屈服强度90%

50%初检;稳压1h,观察30min,无压降低

回填0.5m露出接口压力计量程为试验压力1.5-2倍进度1.5级仪表不少于2块安装在两端

压缩空气

钢管(PN小于等于0.8)球墨铸铁管钢骨架聚乙烯管、聚乙烯(SDR11)

1.5PN,且≥0.4MPa

稳压1h泡沫水检测

聚乙烯管(SDR17.6)1.5PN,且≥0.2MPa

严密性

空气

PN<5KPa,试验压力为20KPa

PN大于0.8时压力增长30%、60%稳压30min

稳压24h,水银压力计不超133Pa电子无压降

强度合格全线回填

PN≥5KPa,试验压力1.15PN

且不低于0.1MPa

强度试验管道分段:设计压力PN≤0.4,试验管道最大长度L≤1000m;0.4<PN≤1.6,L≤5000;1.6<PN≤4.0;L≤10000m。水压试验合格后及时将管道中的水放净,并按规范要求进行管道吹扫。

第四节城市综合管廊

1、综合管廊定义与断面布置

1.1综合管廊定义

(1)原则:规划先行,适度超前、因地制宜、统筹兼顾

(2)容纳:给水、雨水、污水、天然气、热力、电力、通信等

(3)附属设施:消防、通风、供电、照明、监控与报警、排水、标识等

1.2综合管理分类

覆土厚度:地下设施竖向综合规划、行车荷载、绿化种植、当地的冰冻深度等因素确定。

分类

位置

容纳

结构

干线

机动车道、道路绿化带下

城市主干工程管线

独立分仓方式

支线

绿化带、人行道或非机动车道下

城市配给工程管线

单舱或双舱

缆线

人行道下

电力电缆通信线缆

浅埋沟道方式不能人员通行

1.3综合管廊断面布置

(1)天然气管道、蒸汽热力管道应独在立舱室内敷设

(2)热力管道不应与电力电缆同仓敷设

(3)110KV及以上电力电缆不应与通行电缆同侧布置

(4)给水管道与热力管道同侧布置,给水宜布置在热力下方

(5)进入综合管廊排水管道采取分流制,雨水纳入综合管廊可利用结构本体或采用管道方式;污水应采用管道排水方式,宜设置在管廊底部

(6)压力管道进出管廊时,应在管廊外部设置阀门

(7)综合管廊应预留管道排气阀、补偿器、阀门等附件在安装、运行、维护作业时所需要的空间

2、综合管廊结构类型

2.1设计使用年限为100年,结构安全等级为一级

2.2结构类型:现浇混凝土,预制拼装

3、综合管廊特点

(1)缓解直埋管线各种问题

(2)综合性强,自动化程度高

(3)可实现规模化、网络化,地下空间有序管理。

4、综合管廊施工方法选择

新城区:选择明挖法

老旧城区:可选明挖法或盖挖法

场地条件受限:可选盾构法或喷锚暗挖

5、综合管理施工技术

5.1施工准备

(1)审查图纸、自审、会审、交底签证。有变更时,安装程序报审,签证认定后实施

(2)施工前根据工程需要进行调查

(3)材料

①宜采用高性能混凝土、高强度钢筋:混凝土强度C30(预应力C40)

②当地基承载力良好,地下水位在底板一下可采用砌体:石材强度MU40,质地坚实,无风化和裂纹;砂浆强度符合设计要求,且不低于M10

③天然气管道应采用无缝钢管,热力管道应采用钢管、保温层及外护管紧密结合成一体的预制管

④电力电缆应采用阻燃电缆或不燃电缆,通信线缆应采用阻燃线缆

5.2现浇钢筋混凝土结构

(1)模板及支架:强度、刚度、稳定性,编制专项施工方案

(2)预留孔、预埋管、预埋件及止水带等周边浇筑时应辅助人工插入振捣

(3)混凝土底板和顶板,应连续浇筑不得留置施工缝,设计有变形缝时,应按变形缝分仓浇筑

(4)现浇结构不应有影响管廊结构性能、使用功能和设备安装的尺寸偏差,对超出尺寸偏差的部位,应由施工单位提出技术处理方案,经建设(监理)单位认可后及时进行处理

5.3预制拼装钢筋混凝土结构

(1)构件堆放场地平整夯实,并具有良好的排水措施

(2)构件的标识应朝向外侧

(3)运输及吊装:设计无要求时,不应低于设计强度75%

(4)预制构件安装前,应复验合格,当构件上有裂缝且宽度超过0.2mm时,进行鉴定。

(5)承受内力的接头和拼缝,强度未达设计要求,不得吊装上一层构件;无具体要求时,不小于10MPa或具有足够的支撑时方可吊装。已完成的结构应在强度达到设计要求后,方可承受全部设计荷载

5.4基坑回填

(1)回填应在综合管廊结构及防水工程验收合格后进行

(2)综合管廊两侧回填应对称、分层均匀。顶板上部1000mm范围内应采用人工分层夯实,大型碾压机械不得直接在管廊顶板上部施工

(3)回填土压实度:绿化带下≥90%;人行道、机动车道下≥95%

(4)检测对象:支护结构、地下水状况、沟槽底部及周围土体、周边建筑及管线、重要道路及其他。

5.5维护管理

(1)由专业单位进行日常管理(建立管理制度和维护档案),会同各专业管线单位编制管理办法、实施细则及应急预案

(2)综合管廊内个专业管线单位应配合日常管理单位工作,专业管线单位编制年度维修维护计划报送管理单位,经协调后统一安排管线维修时间

(3)松鹤管廊内实现动火作业,应采取防火措施

(4)利用结构本体雨水渠,每年非雨季清理疏通不应少于两次

(5)综合管廊投入运营后应定期检测评定,及时处理安全隐患。

(6)资料在建设期间应由建设单位负责收集、整理、归档。建设单位应及时移交相关资料。维护期间应由日常管理单位负责收集、整理、归档资料

(7)综合管廊相关设施进行维修及改造后,应将维修和改造的技术资料整理、存档。

6、综合管廊施工质量检查与验收

6.1基础工程

降水排水:终止抽水后,所留孔洞应及时用砂、石等填实;地下静水位以上部分,可用黏土填实

6.2浅埋暗挖法

(1)一般规定:有限选用单侧壁、双侧壁或预留核心土法开挖。围岩完整性较好时可采用多台阶,不宜采用全断面法开挖。喷锚支护或构件支撑尽量靠近开挖面,小于1D。

(2)洞身开挖

①应尽量减少超挖,超挖部分必须按要求回填密实

②采用分部开挖时,应在初期支护喷射混凝土强度达到设计强度70%以上时,方可进行下一部分开挖

(3)初期支护

①喷射混凝土应进行初期养护,喷射后4h内不得爆破错也

②对锚杆的抗拔力、灌浆强度、孔径应经检查验收合格,灌浆应密实饱满,锚杆插入孔内长度不得小于设计长度95%

6.3管线安装工程

分类

材料

其他

给水再生水

钢管、球墨铸铁管、塑料管

接口宜刚性连接,钢管采用沟槽式连接

排水灌渠

钢管、球墨铸铁管、塑料管

引入管廊前应设置检修阀门

天然气

无缝钢管、宜焊接

低、中压:100%射线或超声

次高、高压:100%射线及超声

不应设置天然气调压装置

热力

无缝钢管、保温层及外护管一体的预制管

保温材料难燃烧或不燃附件必须进行保温

电力

阻燃电缆或不燃电缆

接头处应设置自动灭火装置

通信

阻燃线缆

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