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 | 长 | 较长 | 较短 | 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
- 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
(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 |