㈠ 頂管工藝在污水處理工程中的應用
頂管工藝在污水處理工程中的應用 頂管施工技術近年來在我國發展迅猛。市政工程中採用頂管施工可以將作業面 移入地下,從而避免了對地面交通的影響。只要施工前選線合理,施工方法恰當,構築物並不妨礙施工的正常進行。本文就頂管施工工藝以及在污水處理中的應用作了簡要闡述,並展望以後頂管法日漸成熟,可成為市政建設中的一種常用工藝。 一、引言 隨著人們環保意識的提高,城培卜市對污水處理的要求越來越嚴格,污水處理廠外收集系統 工程截污管道大量增加,由於截污管道較長,經過的地質條件以及現場條件較為復雜,施工 時無法明溝開挖埋管時,頂管法可成為有效的補充。我司在順德區大良施工地下排污管採用 此方法施工,不但能保證施工安全,而且集市區舊房不受任何影響,達到預期的效果。 二、頂管法施工適用條件 在污水管道直徑較大(Φ600mm以上),施工現場無法有採用明溝開挖埋管施工而管道 沿線又無其它建築物基礎時,可考慮採用使用頂管法施工。 三、頂管法施工的原理 頂管法施工原理是在管道的沿線按設計的方案設置工作井和接收井,工作井內設置堅固 的後座,吊進油壓千斤頂以及要頂進的鋼管或混凝土管,接好照明,泥漿管,油管等管線, 然後用油壓千斤頂緩慢頂進,通過壓漿系統使管節周圍形成泥漿套,管道在泥漿套中滑行, 在頂進的過程中通過激光經緯儀測量頂管的方向,邊頂進邊排土邊調整,直至將鋼管或混凝 土管頂至接收井內。 四、頂管的施工 1、工作井及接收井、檢查井施工,根據地質情況及現場條件,採用合適的支護方式開 挖,然後盡快做好底板及壁板混凝土,並進行頂管所需的後靠背混凝土以及土體的強度復核 ,確定混凝土以及鋼板墊塊的厚度。這是管節能否順利頂進的關鍵。 2、油壓千斤頂吊放就位,軌道安裝。 3、管節的選用、安裝:管節必須全面檢驗,發現外觀有缺陷的一律禁止使用。管道吊 放前上好橡膠止水圈。將管節吊放在軌道上旅運,安放環形頂鐵,緩慢推進,讓接頭平順對接。 如發現有破壞、翻轉、出槽等現象,必須退出管節重新更換、調整橡膠圈,重新安裝對接。 接頭對好後,繼續開動液壓千斤頂將管節頂進。 4、管節頂進 a.頂進的流程為: b.頂進的阻力主要為正面阻力、管道周邊摩阻力兩部分組成。 為減少頂進正面阻力,頂進的機頭可改良為尖鑽頭。 隨著頂管距離的增長,推力上升很快。為避免管節超過受壓極限破壞,管壁外的減阻是 工程順利完成的必要措施。施工時採用管節周圍注觸變泥漿,將管節與土之間的干摩擦變為 濕摩擦,達到減阻的目的。觸變泥漿按膨潤土:燒鹼:CMC:水=0.3:0.2:0.01:1的配比 配製後靜置24小時後使用。施工時通過壓漿系統從機頭,前三節管的注漿孔壓入觸變泥漿, 形成約10mm厚的泥漿套,使頂管在泥漿套中滑行,減少摩阻力。根據壓力表和流量表,控制 壓漿的壓力約為自然地下水壓的1.1~1.2倍。 在施工操作時,必須「先壓漿後頂管,邊壓漿邊頂進,停頂進勤補漿」的辦法維持泥漿 套的性能。 c.頂進線路的控制 機頭自身有一段糾偏段,糾編最大角度范圍能夠達到上下1.7°左右1.2°。頂進線路的 控制主要依靠設備的正確操作以及預見性。 為了使管道按照設計要求的高程和方向頂進,在頂進過程中應不斷對工具管的高程方向 轉動進行測量,「勤測勤糾」,根據測量反饋結果,調整糾偏千斤頂,使機頭改變方向,從 而實現頂進方向的控制,確保管道按設計軸線頂進。 糾偏貫穿頂進施工的全過程,盡量做到糾偏在偏位發生的萌芽階段。 測量是採用2″激光經緯儀進行方向的測量的,對於扭轉,則由機頭的角度儀測出。激 光經緯儀經校正後,牢固固定在千斤頂端,然後管道的機頭端安裝反射玻璃,並將測量的結 果直接輸出至控制液壓千斤頂的電腦上,方便操縱。 頂管穿牆時要防止工具管發生偏差。在穿牆的初期,因入土較少,工具管的自重僅由兩 點支承,其中一點是導軌,另一點是入土較淺的土體。土體支承面上承載力較低,使機頭容 易下沉。因此,機頭穿牆時,在穿牆管下部要有支托,工具管的推進要迅速,縮短穿牆管內 的土體暴露時間,以減少安全隱患。 管道頂出穿牆管及在長度3-4m范圍內的偏差是影響全段偏差的關鍵,特別是出牆洞時 ,由於管段長度短,機配鎮穗頭重量大,近出洞口土質容易受擾動等因素的影響,往往會導致向下 偏,此時,應該綜合運用機頭自身糾偏和調整千斤頂的作用力合力中心來控制頂管方向。 d.泥土外運 泥屑由泥水系統隨泥漿管排出,在泥漿池過濾土渣並及時外運。 e.管內動力及照明 管內動力主要用來掘進、糾偏、出土及頂進,選擇380V動力電源。由於管內環境潮濕, 照明必須採用安全低壓照明。採用變壓器變為36V安全電壓照明。 f.頂管注意事項 注意防止地面的沉降或隆起:在頂管施工沿線按一定間距布設沉降觀測點,監測頂管頂 進施工期間的地面沉降量。 開挖端面的取土過多或過少,會造成地面的沉降或隆起。為避免這種不良影響,可採取 以下措施:在壓漿時要控制好壓力,恰好能平衡「泥漿套」以上土體的壓力。嚴格控制管道 介面的密封質量,防止滲漏。在某些管節埋藏較淺,離地面不足1.5米的位置,可採用沿管 線局部壓鋼板,上堆砂包載入的形式,防止管節頂進時觸變泥漿上浮使到泥漿套失效。 工具管糾偏後,刃腳後形成一個空隙,管道頂進時周圍的土體會塌入空隙,造成地面沉 降。為避免這種情況,在頂管頂進時,要及時測量,勤測勤糾,避免大角度糾偏。五、結束 語 社會發展,人們環保意識不斷加強,城市的規劃越來越嚴格,城市污水處理量越大,需 要建設的污水管道不斷增加。過去,人們受施工現場條件控制,很多時候很難開挖,或無法 穿過河道等困難,污水管道敷設處處受制。隨著頂管法的日漸成熟,以上問題可迎刃而解, 污水管道的布置可以越來越靈活,可極大滿足人們對污水處理的要求。頂管法施工將成為市 政工程施工中的一種常用工藝。
手掘式機械頂管施工方案(節選)本工程由於頂管種類較多,本方案以單項數量較大具有代表性的D2000mmF型Ⅲ級鋼筋混凝土管為例進行施工方案的編制,我方擬定為手掘式機械項管施工。
3.1手掘式項管施工工藝流程
3.1.1頂力計算與後背設計
本工程是將壁板加厚作為千斤頂的後背牆。
l後背結構及抗力計算
後背作為千斤頂的支撐結構,要有足夠的強度和風度,且壓縮變形要均勻。
所以,應進行強度和穩定性計算。本工程採用組合鋼結構後背,這種後背安裝方便,安裝時應滿足下列要求:使用千斤頂的著力中心高度不小於後背高度的1/3。
頂力計算
推力的理論計算:(以Φ2000mm計算)
F=F1十f2
其中F—總推力
Fl一迎面阻力 F2—頂進阻力
F1=π/4×D2×P (D—管外徑2.5m P—控制土壓力)
P=Ko×γ×Ho
式中 Ko—靜止土壓力系數,一般取0.55
Ho—地面至掘進機中心的厚度,取最大值6m
γ—土的濕重量,取1.9t/m3
P=0.55×1.9×7=7.31t/m2
F1=3.14/4×2.5×2×8=31.4t
F2=πD×f×L
式中f一管外表面平均(根據頂進距離平均淤泥土)綜合摩阻力,取0.8t/m2
D—管外徑2.5m
L—頂距,取最大值100m
F2=3.14×2.5×0.8×100=428t。
因此,總推力F=31.4+428=459.4t。根據總推力、工作井所能承受的最大頂力及管材軸向允許推力比較後,取最小值作為油缸的總推力。工作井(Φ2000mm頂管)設計允許承受的最大頂力為800t,管材軸向允許推力700t,主頂油缸選用2台(或4台,根據現場實際情況定)300t(3000KN)級油缸。每隻油缸頂力控制在250t以下,這可以通過油泵壓力來控制,千斤頂總推力500t。因此我們無需增加額外的頂進系統即可滿足要求。
l後背的計算
後背在頂力作用下,產生壓縮,壓縮方向與頂力作用方向一致。當停止頂進,頂力消失,壓縮變形隨之消失。這種彈性變形即象是正常的,頂管中,後背不應當破壞,產生不允許的壓縮變形。
後背不允許出現上下或左右的不均勻壓縮。否則,千斤頂在余面後背上,造成頂進偏差。為了保證頂進質量和施工案例,施工時應後背的強度和剛度計算
後靠背受力計算公式
式中:
R-總推力之反力(一般大於推力的1.2-1.6)
a-系數(取1.5-2.5之間) ,此處取2
B-後座牆的寬度(M) 此處取4米
γ-土的容重(KN/M3)
H-後座牆的高度(m) ,此處取4.5米
Kp-被動土壓系數
c-土的內聚力(kPa) 一般情況下取10
h-地面到後座牆頂部土體的高度(M),此處取5米
按上式計算,圓形工作井加護套後能承受1591.5T頂力>實際頂力500T。完全能滿足要求。
3.2.主要設備的選擇
頂進設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運出土設備等。
(1) 千斤頂
千斤頂是掘進頂管的主要設備,本工程每個工作井擬配置4台300t液壓千斤頂。
千斤頂的工作坑內的布置採用四台組合式,頂力全力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線,防止產生頂時力偶,造成頂進偏差。根據施工經驗,採用機械挖運土方,管上半部管壁與土壁有間隙時,千斤頂的著力點作用在管子垂直直徑的1/4~1/5處為宜。
(2) 高壓油泵
由電動機帶動油泵工作,選用額定核動力為31.5Mpa液壓油泵,經分配器,控制閥進入千斤頂,各千斤頂的進油管並聯在一起,保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。
(3) 頂鐵
頂鐵是傳遞和分散頂力的設備。要求它能承受頂進壓力而不變形,並且便於搬動。
根據頂鐵位置的不同,可分為橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。
(4) 其它設備
工作坑上設活動式工作平台,平台用30號工字鋼梁,上鋪15×15cm方木。工作坑井口處安裝一滑動平台,作為下管及出土使用。在工作平台上設起重架,上裝電動卷揚機,其起重量應大於管子重量。
3.3垂直運輸工具的選擇
工作坑的垂直運輸地面與工作坑的土方,管道與頂管設備的垂直運輸採用簡易龍門和卷揚機(電動葫蘆),並搭設工字鋼梁作為地面工作平台。下管採用汽車式起重機吊裝。
3.4、頂進設備的選擇
本工程根據頂力計算,並結合實際情況,採用工作頂力為300t活塞式雙作用液壓千斤頂。千斤頂布置採用單列式。頂進時著力點位置在管子全高的1/2~1/3之間比較合適。千斤頂與管子之間採用頂鐵傳送頂力。頂鐵用型鋼焊拼成各種結構的傳力形式,根據安放位置和傳力作用不同,用橫鐵和立鐵組合。
3.5、管前挖土與頂進
3.5.1、管前挖土
管前挖土是控制管節頂方向和高程、減少偏差和重要作業,是保證頂質量及管上構築物安裝的關鍵。
3.5.2、下管
挖土之前應先下管,並做好以下幾項工作:
a、檢查管子
下管前應先對管子進行外觀檢查,主要檢查管子有無破損及縱向裂縫;端面要平直;管壁無坑陷或鼓泡,管壁應光潔。檢查合格後的管子方可用起重設備吊到工作坑的導軌上就位。
b、檢查起重設備
起重設備以檢查、試吊,確認安全可靠方可下管。下管時工作坑內嚴禁站人。當距導軌小於50㎝時,操作人員方可進前工作。
c、管子就位
第一節管放到導軌上,測量管子中心及前端和後端的管底高程,確認安裝合格後方可頂進。第一節管作為工具管,頂進方向與高程的准確,是保證整段頂管質量的關鍵。因此,必須認真對待此項工作。
3.6、管前挖土的長度控制
一般是安排一個人挖土。為加快工程進度,每班兩個人,輪流開挖。
土方在管內可採用電瓶車進行,也可採用人力斗車進行運輸。
土方在工作坑採用電動葫蘆進行垂直運輸。
在一般地段,土質良好,挖土時可超挖30~50㎝。在鐵路道軌下不得超越管端經外10㎝,在道軌以外最大不得超過30㎝,同時應遵守管理單位的規定。
3.6.1、管子周圍超挖的控制
在不允許土下沉的頂地段(如上面有重要建築物或其它管道),管子周圍一律不得超挖。
在一般頂管地段,上面允許超挖1.5㎝,但在下面135°范圍內不得超挖,一定要要保持管壁與土基表面吻合。
3.7、頂進
採用2台300t/台的液壓千斤頂作為主頂。頂進開始時,就緩慢進行,待各接觸部位密合後,再按正常速度頂進。
頂進若發現有油路壓力突然增高,應停止頂進,檢查原因經過處理後方可繼續頂進,回鎬時,油路壓力不得過大,速度不得過快。
挖出的土方要及時外運,及時頂進,使頂力限制在較小范圍內。
3.8安裝工具脹圈
為了有利於導向,頂進的前數節管中,在介面處應安裝內脹圈,通過背楔或調整螺栓,使用脹圈與管壁緊成為一個剛體。脹圈一定要對正介面縫隙。安裝牢固,並在頂進中隨時檢查調整。
3.9測量與校正
a、測量
在頂第一節管(工具管)時,以及在校正偏差過程中,測量間隔不應超過300㎜,保證管道入土的位置正確;管道進入土書面通知後的正常頂進,測量間隔不宜超過1000㎜。
中心測量:頂進長度在600㎜范圍內,可採用垂球拉線的方法進行測量。要求兩垂球的間距盡可能的拉大,用水平尺測量頭一節管前端的中心偏差。一次頂進超過600㎜採用經緯儀測量。
高程測量:用水準儀及特製高程尺,根據工作坑內設置的水準點,標高(設兩個),測頭一節管前端管內底高程,以掌握頭一節管子的走向趁勢。測量後應與工作坑內另一水準點閉合。
激光測量:用激光經緯儀安裝在工作坑內,並按照管線設計的坡度和方向調整好,同時在管內裝上標示牌,當頂進的管道與設計位置一致時,激光點即射到標示牌中心,說明頂進質量無偏差,否則應根據偏差量進行校正。
全段頂進完後,應在每個管節介面處測量其中心位置和高程,有錯口時,應測出錯口的高差。
b、校正(糾偏)
頂管誤差校正是逐步進行的,形成誤差後不可立即將已頂好的管子校正到位,應緩緩進行,使管子逐漸得位,不能猛糾硬調,以防產生相反的結果。常用的方法有以下2種:
超挖糾偏方法:偏差為10~20㎜時,可採用此方法,即在管子偏向的反側適當超挖,而在偏向側不超挖甚至留坎,形成阻力,使管子在頂進中向阻力小的超挖側偏向,逐漸回到設計位置。
千斤頂糾偏法:方法基本與頂木糾偏法相同,只是在頂木上用小千斤頂強行將管慢慢移位校正。
3.10管道內輔助管道的輔設
管內的輔助管道設置於管道內壁,用鋼架將其有序地固定在管壁上。
a、通風設施:
由於管道頂進距離長,埋置深度深,管道內的空氣不新鮮,加上土體中會產生有害氣體,因此,必須設置供氣系統。通風設施用一台柴油空壓機將壓縮空氣輸入空氣濾清器,再進入儲氣桶,經過氣壓調節閥,將壓縮空氣傳輸至管道最前端,並將管道最前端的空氣排出,以此進行空氣循環。
b、電源布置:
在頂管過程中,主要的電源為動力用電和照明用電。
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㈡ 求污水管道施工工藝和具體流程,謝謝
施工工藝流程:
1. 在路基填方地段,管道和檢查井的施工需與路基填築相互配合。當路基填築高於污水管頂0.5米時,先開挖溝槽,埋設污水管道和檢查井,然後繼續施工路基。當路基填築至級配碎石層底面標高時,施工雨水管道和檢查井。
2. 使用機械開挖管溝槽,邊坡比例為1:0.25。在路基挖方地段,開挖路槽和管道溝槽,進行污、雨水管道和檢查井施工。
3. 使用機械開挖管溝槽,邊坡比例為1:0.25,然後機械吊裝管道到位。管道溝槽開挖後,必須進行溝槽地基承載力測定。若地基承載能力滿足設計要求,方可澆注混凝土墊層。如地基承載能力不滿足設計要求,必須採取回填碎石墊層的方式進行處理,處理後再進行地基承載能力確定。
4. 測量放線,雨、污水管道線每隔20米設中心樁,排水管道放線每隔10米設中心樁。管道檢查井處、變換管徑處均應設中心樁,必要時設置護樁或控制樁。排水管道抄平後,應繪制管路縱斷面圖,確保水管線測量工作有正規的測量記錄本,詳細記錄。
5. 測定碎石墊層承載力滿足要求後,在墊層上按設計要求支模板,並澆注混凝土枕基。採用C15混凝土,混凝土達到設計強度後才能進行布管工作。
6. 待枕基混凝土達到設計強度後,將管道吊裝到枕基上,並用紅磚固定其位置,確保兩管道的中心線一致,保證管道軸線在同一直線上,不允許管道中心線交錯。
7. 管道布設好後在枕基上標明管道介面線及模板安裝線。支設模板時必須加固,並採取措施防止模板漏漿。在進行大於500的管道介面施工時,應將鋼絲網按設計要求固定在混凝土管上。
(2)污水管道安裝採用什麼吊裝擴展閱讀摘要:
1. 前期技術准備:施工前了解地質情況和地下預埋設施,規劃鑽進軌跡,多個方案選擇,最終確定。
2. 導向鑽進實施:鑽頭推動下,水平推進地層,完成導向孔。
3. 逐級擴孔施工:按設計直徑逐級擴孔,注意分級進行,達到設計標准,同時使用泥漿護壁。
4. 拉管施工:孔口完成後,立即進行管道鋪設,連接管材與回拉頭、擴孔頭、鑽桿,利用鑽機拉管進入鑽孔,完成階段性鋪設。
㈢ 污水管道施工流程
1,路基填方地段,管道和檢查井的施工,與路基填築互相配合,當路基填築高於污水管頂0.5時,先開溝槽,埋設污水管道和檢查井,爾後繼續施工路基。當路基填築至級配碎石層底面標高時,施工雨水管道和檢查井。
2,機械開挖管溝槽,邊坡1:0.25。 路基挖方地段,路槽開挖,挖管道溝槽,進行污、雨水管道和檢查井施工。
3,機械開挖管溝槽,邊坡1:0.25,機械吊裝管就位。 管道溝槽開挖後,必須進行溝槽地基承載力測定,測定採用重型擊實法進行測定,地基承載能力滿足設計要求後方可澆注混凝土墊層,如地基承載能力不滿足設計要求,必須採取回填碎石墊層的方式進行處理,處理後再進行地基承載能力確定。
4,測量放線,雨、污水管道線,,每隔20m設中心樁,排水管道放線,每隔10m設中心樁。管道檢查井處、變換管徑處均應設中心樁,必要時要設置護樁或控制樁。排水管道抄平後,應繪制管路縱斷面圖水管線測量工作,應有正規的測量記錄本,認真詳細記錄。
5,測定碎石墊層承載力滿足要求後,將在墊層上按設計要 求支模板,並澆注凝土枕基,混凝土採用C15混凝土,混凝土達到設計強度後才能進行布管工作。
6,待枕基混凝土達到設計強度後,將管道吊裝到枕基上, 並用紅磚固定其位置確保兩管道的中心線一致,保證管道軸線在同一直線上,不允許管道中心線交錯。
7,管道布設好後在枕基上標明管道介面線及模板安裝線, 支設模板時必須對進行加固,並採取措施防止模板漏漿,在進行大於500的管道介面施工時應將鋼絲網按設計要求固定在混凝土管上。
污水支管的平面布置取決於地形及街區建築特徵,並應便於用戶接管排水。常見的三種形式:
(1)低邊式:當街區面積不大,街區污水管網可採用集中出水方式時,街道支管敷設在服務街區較低側面的街道下稱為低邊式布置。
(2)周邊式:當街區面積較大且地勢平坦時,宜在街區四周的街道敷設污水支管,建築物的污水排出管可與街道支管連接稱為周邊式布置。
(3)穿坊式:街區已按規劃確定,街區內污水管網按各建築的需要設計,組成一個系統,再穿過其他街區並與所穿街區的污水管網相連稱為穿坊式布置。