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管道开挖的方法有哪些

发布时间:2023-07-31 10:03:59

❶ 市政管道施工时怎么选择施工方法,开槽施工与顶进法施工有什么区别,怎么选用

管道施工从施工方法上主要分为:开槽埋管,顶管施工。开槽埋管,从支护形式上又分好多种,钢板桩支护,板装支护,型钢支护等等,主要取决地下水位情况,土质类型,管道埋深,开槽对周围建筑影响;顶进法,现有施工技术主要是顶管施工,从顶进方法上分为:人工挖土顶管,机械挖土顶管,水力机械顶管,挤压法顶管;主要用于交通繁忙不宜开槽,地下管线、构筑物复杂、地面建筑物多的城市非常重要与开槽埋管相比较,顶管不需要特别制定土方调运方案、不会因为深度的增加而导致土方增加、不会影响交通、不必要拆除地面建筑物、不受雨季影响施工进度、遇到河流不需要做围挡、管道不需要做基础和垫层从而节省费用。

❷ 绿化排水管道施工方法

一、施工测量、放线
1、开工前进行现场定位放线,对中线、边线、高程的复核测量,水准点复查和设置。
2、对测量结果进行记录、整理、分析、复核,经批准后才能进入施工阶段。
二、排水沟槽施工
根据管径及土质和现场条件情况,确定槽底宽度、沟槽边坡,沟槽开挖应符合以下规定:
1、不扰动天然地基
2、沟槽底宽、边坡应符合要求
3、沟槽应顺直
三、管沟的开挖方法
1、开挖前应进行调查研究,充分了解挖槽段的土质、地下水位、地下构筑物、沟槽附近地下建筑及施工环境等情况,发现问题及时与建设单位取得联系,研究处理措施。根据相邻管线施工,如在地下水层作业,施工中需采取相应降水措施。
2、沟槽开挖采用反铲挖掘机分段(每350为一段)进行,一侧出土,留出施工通道,堆土为槽边1米以外,堆土高度要符合规定。人工配合修整沟槽边、清底。严格防止超挖,使原地基不受扰动,如地基土受扰动,要将扰动土清理干净,用与基础相同的材料补平。由于地下管线及构筑及构筑物现状不详,在沟槽开挖施工时,应随时注意防护,在有地下管线的地段,应避免机械开挖而采用人工开挖。
3、为防止超挖,开挖前要划出沟槽开口边线,按开口坡度逐层下挖并随时测量挖深。挖深到距槽底标高20cm处停止机械开挖,人工修整边坡、清底。槽底遗留的20cm土在管道基础施工前突击开挖、清理,槽底标高控制在-30cm-0之间。
四、排水管道安装
1、管材选用D500-D800C采用钢筋砼承插管,D300-D400HDPE承首察插管,下管前对管材进行检查,管材经鉴定合格后方可使用。
2、基础采用90°15cm厚砂垫层,检查基础顶面高程合格后,方可下管,管道接口采用承插胶圈接口。
3、用边线法控制管道中心位置,用高程桩控制管内高程。
用边线法控制管道中心线时,在给定的中线桩一侧,在距中心锲一侧,以管径半径加10cm为数值钉铁钉,挂边线,高度为管半径,用以控制安管时的中心正仿线位置;用高程桩控制管内高程时,连接槽内两边沟壁上的高程钉,在绷紧的高程连接线上挂高程线,根据下返数值,控制安管高程。
4、对管壁偏薄或偏厚的管子,下管前挑出做标志,以便集中使用。
五、检查井砌筑
1、做管道基础时,准确地测定井的位置,排水管管口伸入井室30mm。
2、砌筑砂浆应有适当的和易性与稠度,砂浆的稠度应保持在7--10cm,用砂浆搅拌机搅拌时间不少于1.5分钟,保证其成分、颜色、塑性的均匀一致,干砖应充分浇水湿润,不得有干心,粘土砖的含水率在10%--15%间,铺浆长度不超过50cm,采用边摊浆边砌砖,“一铲灰、一块砖、一揉挤”的“三一”砌砖法砌筑,提高砂浆与砖之间的粘结力,增加抗剪强度,不得水冲浆灌缝。
3、砌筑时认真操作,管理人员严格检查,选用同厂同规格的合格砖,砌体上下错缝,内外搭砌、灰缝均匀一致,水平灰缝凹面灰缝,宜取5--8cm,井里口竖向灰缝宽度不小于5mm,边铺浆边上砖,一揉一挤,使竖缝进浆,砌筑井墙时留出茬口,以便与流槽砌筑搭接,收口时,层层用尺测量,每层收进尺寸,四面收口时不大于3cm,三面收口时不大于4cm,保证收口质量。
4、井室内的流槽砌筑,应交错插入井墙,使井墙与流槽成一体,同时流槽者清茄过水断面与上、下游水断面相符。
5、井室抹面前将墙面残浆清除干净,洒水湿润,抹面后及时封井口,保持井内湿度。
6、安装井圈时,井墙必须清理干净,湿润后,在井圈与井墙之间摊铺水泥浆后稳井圈,露出地面部分的检查井,周围浇筑注砼,压实抹光,行车道上的井圈井盖,必须用重型。
7、井室砌筑及管道安装完毕,经监理工程师检查、验收后,在两井室之间进行闭水试验,按规范要求试验合格后,方可进行下道工序。
六、排水沟槽回填
1、沟槽回填前必须将槽中的木屑、草包、杂物、积水、淤泥等清除干净,回填土中不得有碎砖、石块及大于10cm的硬土块,分层回填,沟管两侧及管顶以上50cm范围内分层填土整平后,用木夯等到小型夯实工具夯实,两个回填土段的搭接处应留台阶状,阶梯长度大于高度的2倍以上。
2、沟管两侧应同时均匀回填,两侧高差不得超过30cm,填土时不得将土直接砸在管道接口抹带上,以防管道位移,管顶50cm以上的填土,应分层回填,整平和夯实。
3、管顶以上填土厚度超过50cm时,才能整平夯实,夯实时宜用木夯均匀夯实,管道两侧同时打夯作业,保持管道受力均衡,采用小型机具夯实时,夯夯略有重叠。如采用人工夯,每层不超过20cm(保持在15cm左右),采用机械夯,每层不超过30cm。
4、井室周围的回填,应和沟槽回填同时进行,或留阶梯茬后再回填。检查井周围和边角震动夯碾压不到位的地方,用人力夯或打夯机补夯,杜绝局部漏夯。
5、路面范围内的检查井的井室四周,用白灰砂砾回填,并沿井室中心对称分层夯填。
6、回填土的夯实应在最佳含水量时进行,低于最佳含水量应补洒水,不得超量补水,做压实度试验合格后,再进行下道工序的填土作业。
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❸ 顶管法施工工艺

顶管法敷管的施工工艺类型很多,按照开挖工作面的施工方法,可以分为敞开式和封闭式两种。

一、敞开式施工工艺

敞开式施工工艺一般适用于土质条件稳定,无地下水干扰,工人可以进入工作面直接挖掘而不会出现大塌方或涌水等现象。因其工作面常处于开放状态,故也称为开放式施工工艺。

根据工具管的不同可分为手掘式、挤压式、机械开挖式、挤压土层式掘进顶管。

1.手掘式顶管

手掘式顶管机也即是非机械的开放式(或敞口式)顶管机,适用于能自稳的土体中。在顶管的前端装有工具管,施工时,采用手工的方法来破碎工作面的土层,破碎辅助工具主要有镐、锹以及冲击锤等。如果在含水量较大的砂土中,需采用降水等辅助措施。

工人可以直接进入工作面挖掘,施工人员可随时观察土层与工作面的稳定状态,造价低、便于掌握,但效率低,必须将水位降低至管基以下0.5m后,方可施工。当土质比较稳定的情况下,首节管可以不带前面的管帽,直接由首节管作为工具管进行顶管施工,也是常用的一种顶管施工方法,也称为人工掘进顶管。手掘式顶管施工示意如图9-1 所示。

图9-1 手掘式顶管施工示意图

2.挤压式掘进顶管

挤压式掘进顶管一般适用于大中口径的管道,对潮湿、可压缩的黏性土、砂性土较为适宜。该方法设备简单、安全,又避免了挖装土的工序,比人工挖掘提高效率 1~2倍。它是将工作面用胸板隔开后,在胸板上留有一喇叭口形的锥筒,当顶进时将土体挤入喇叭口内,土体被压缩成从锥筒口吐出的条形土柱。待条形土柱达到一定长度后,再用钢丝将其割断,由运土工具吊运至地面。其结构形式如图9-2 所示。

图9-2 挤压式顶

3.机械开挖式顶管

机械开挖式顶管是在工具管的前方装有由电动机驱动的刀盘钻进挖土,被挖下来的土体由皮带运输机运出,从而代替了人工操作。一般适用于无地下水干扰、土质稳定的黏性土或砂性土层。其结构形式如图9-3 所示。

图9-3 机械开挖式顶管

4.挤压土层式顶管

挤密土层式顶管前端的工具管可分为锥形和管帽形,仅适用于潮湿的黏土、砂土、粉质黏土,顶距较短的小口径钢管、铸铁管,且对地面变形要求不甚严格的地段。这种工具管安装在被顶管道的前方,顶进时,工具管借助千斤顶的顶力将管子直接挤入土层里,管子周围的土层被挤密实,常引起地面较大的变形。其结构形式如图9-4 所示。

图9-4 挤压土层式顶管

二、封闭式施工工艺

封闭式施工工艺一般适用于土质不稳定、地下水位高,工人不能直接进行开挖的施工条件。为防止工作面塌方、涌水对人身造成危害,常将机头前端的挖掘面与工人操作室之间用密封舱隔开,并在密封舱内充入空气、泥浆、泥水混合物等,借助气压、土压、泥水混合物的压力支撑开挖面,以达到稳定土层、防止塌方、涌水以及控制地面沉降的目的。

1.水力掘进顶管法

水力掘进顶管的挖土是利用高压水枪的射流将顶进前方的土冲成泥浆,再通过泥浆管道输送至地面储泥场。整个工作是由装在混凝土管前端的工具管来完成的,其结构形式如图9-5 所示。

工具管的前端为冲泥舱。掘进时,先开动千斤顶,由刃脚将土切入冲泥舱,然后用人工操纵水枪操作把,将土冲成泥浆。泥浆经过格栅进入真空室由泥浆管吸入工作坑,再由泥浆泵排至储泥场。冲泥舱是完全密封的,其上设有观察孔和小密封门,用于操作和维修。

管道的掘进方向由中间部位的校正管控制。工具管的后端是气闸室。气闸室是作为维修人员进出高压区时的升压和降压之用。当前端工具管出现故障时,维修人员可通过小密封门进入冲泥舱,为防止小密封门打开后涌入大量泥水,可先封闭气闸室,经升压后再进行操作,保证气压和泥水压力的平衡。维修完毕后,再逐渐降压,恢复正常掘进。

图9-5 水力掘进顶管机示意图

1—刃脚、2—格栅、3—水枪、4—吸气格栅、5—水枪操作把、6—胸板、7—吸泥管进口、8—吸泥管、9—水平铰、10—垂直铰链、11—上下纠偏油缸、12—左右纠偏油缸、13—气闸门、14—大水密门、15—小水密门

水力切削式机头生产效率高,其冲土、排泥连续进行,可改善劳动条件,减轻劳动强度,但需耗用大量的水,且需要有较大的存泥浆场地,故在某些缺水地区受到限制。

2.土压平衡式顶管法

土压平衡就是将刀盘切削下来的土、砂中注入流动性和不透水性的“作泥材料”,然后在刀盘强制转动、搅拌下,使切削下来的土变成流动性的、不透水的特殊土体使之充满密封舱,并保持一定压力来平衡开挖面的土压力。此法的密封舱设置在工具管的前方,工作人员可在密封舱外,通过操作电控开关来控制刀盘切削和顶进速度。螺旋输送器的出土量和顶进速度,应与刀盘的切削速度相配合,以保持密封舱内的土压力与开挖面的土压力始终处于平衡状态。

土压平衡式顶管法常用于含水量较高的黏性、砂性土以及地面隆陷值要求控制较严格的地区。其结构形式如图9-6 所示。

图9-6 土压平衡式顶管机示意图

1—大刀盘;2—大刀盘驱动装置;3—前壳体;4—加泥(水)装置回转接头;5—纠偏油缸组;6—刀盘驱动电动机;7—螺旋输送机驱动电动机;8—带式螺旋输送机;9—顶管操纵台;10—后壳体;11—螺旋输送机出土门装置

3.泥水平衡式顶管法

泥水平衡顶管常用于控制地面变形小于3cm,工作面位于地下水位以下,渗透系数大于 1 0~1cm/s的黏性土、砂性土、粉砂质土的作业条件。其特点是挖掘面稳定,地面沉降小,可以连续出土,但因泥水量大,弃土的运输和堆放都比较困难。

此法和土压平衡式顶管法一样,都是在前方设有密封舱、刀盘、螺旋输送器等设备。施工时,随着工具管的推进,刀盘不停地转动,进泥管不断地进泥水,而抛泥管则不断地将混有弃土的泥水抛出密封舱。在密封舱内,常采用护壁泥浆来平衡开挖面的土压力,即保持一定的泥水压力,以此来平衡土压力和地下水压力。

管道顶进方法的选择,应根据管道所处土层的性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素确定。本章将重点介绍手掘式顶管法的施工工艺。

三、顶管机类型的选择

管道顶进方法的选择,应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建(构)筑物和各种设施等因素,经技术经济比较后确定,并应符合下列规定:

(1)在黏性土或砂性土层,且无地下水影响时,宜采用手掘式或机械挖掘式顶管法;当土质为砂砾土时,可采用具有支撑的工具管或注浆加固土层的措施。

(2)在软土层且无障碍物的条件下,管顶以上土层较厚时,宜采用挤压式或网格式顶管法。

(3)在黏性土层中必须控制地面隆陷时,宜采用土压平衡顶管法。

(4)在粉砂土层中且需要控制地面隆陷时,宜采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法。

(5)在顶进长度较短、管径小的金属管时,宜采用一次顶进的挤密土层顶管法。

合理选择顶管机的型式,是整个工程成功的关键。顶管机选型可参照表9-1。

表9-1 顶管机选型可参照表

注:表中所指地层变形量指D=2.4m,H=1.5D的顶管。

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