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拉管施工总结范文1
关键词:市政排水工程;非开挖拉管技术;技术应用
中图分类号:S276 文献标识码:A 文章编号:
市政排水工程是城市排水和给水功能进一步实现的基础性设施,在工程施工过程中不能损害地面和地下建筑设施的完整性以及正常使用功能,更不可影响地面交通正常运行。城市地下管道层叠密布、错综复杂,周边不能拆除的建筑物随之增多,在一定程度上严重影响了市政给水和排水工程正常施工建筑。采用传统的挖槽和埋管施工方法,为市政给排水工程施工带来了严重影响,影响工程周边绿地园林建筑设施。所以在这样的情况之下,市政给排水工程采用非开挖拉管施工技术在工程施工建设中具有一定的应用价值。
非开挖拉管技术简介
非开挖拉管技术在工程施工中利用不开挖或者是少开挖的方法对管道进行铺设、地下管线、探测以及更换或维修的一项施工技术。当前非开挖拉管技术广泛应用在铁路、河流、高速公路、建筑物、湖泊以及农作物、保护区中进行的地下管线施工技术。
通常情况下非开挖管线施工安装工艺容易掌握、难度小,没有施工技术上的风险,并且属于熟工艺。我国在拉管技术上有明确的规定和严格管理,但是传统的非开挖拉管技术还存在着一定的问题。非开挖拉管技术解决了传统拉管施工技术对居民日常生活和工作带来的问题,以及环境、交通和周围建筑物损害的影响。
非开挖拉管施工技术的特点
和传统明开槽施工技术相比,非开挖拉管施工技术主要的特点是:
、整体造价低。从表面而言,非开挖拉管施工技术和传统明开槽施工技术相比,具有及其先进的技术手段,但是在施工工艺造价方面较为昂贵,但是充分考虑到非开挖拉管施工技术不需要损坏地表构筑物、拆迁,进而可以节省大量的拆迁补偿费和拆迁费。特别是对人口众多、交通量大、地下管线复杂和地表构筑物繁多的地域,影响比较明显。整体考虑非开挖拉管施工技术可以降低大量的成本减少造价。
、工程施工工期短。非开挖拉管施工技术不需要拆迁,可以进行连续性施工工作,受到季节性影响小,同时占用工程施工现场小,可以降低人群干扰、地表交通,进而加快了整个市政给排水工程的施工进度。
、环保。降低振动和噪声污染,采用这种施工个技术不损害周围环境,非开挖拉管施工技术在一定的程度上可以降低建筑垃圾的数量,因此实现了不阻碍交通,方便市民出行的作用。
、市政给排水工程难度降低。非开挖拉管施工技术不需要破坏原有路面、不阻挡交通,可以轻松的将地下管线排列。
非开挖拉管施工技术在市政给排水工程中应用
非开挖拉管施工技术在市政给排水工程中主要是有修复换置管线和铺设新管线两方面的应用。在一般情况下铺设新管线采用的工程施工技术主要包括:夯管法、水平导向钻进法、管顶法、盾构法以及推挤顶进法。修复旧管线工程施工技术采用的方法是缠绕法、滑动内插法、局部修复法、原位固化法、原位换管法以及变形再生法。
、新管线铺设在市政给排水工程中的应用
1、水平导向钻进法。这种方法是一种不需要进行挖掘工作井就可以迅速的在地下铺设新管线的一种钻进方法,是将控向技术和钻探技术相结合的一种现代化非开挖拉管新型施工技术,是非开挖施工技术方法中应用的较为广泛的一种技术。主要的工作原理是通过事先设计好的管线进行铺设,并由钻孔机的钻头钻入到地面中,最后将钻头卸下更换至特殊类型和合适尺寸的回程扩孔机,可以充分的实现钻杆拉回,可以将地下新管线在返程牵回到钻孔入孔处,进一步确保铺设新管线可以减少钻榍摩擦和空间不够而受到破坏,在进行扩孔的同时还应该注入泥浆来确保钻孔捕获发生坍塌的现象。
市政给排水工程施工中主要的设备有:导航仪、夯管设备、管线探测仪、导向钻机、随吊车、电法勘测仪以及辅助动力装置等。
2、夯管法。夯管法主要采用的是大冲击力和低频的气动将夯管铺设在地下。夯管的设备通常是引进国外先进的大口径夯管材料,在市政给排水工程施工中可以铺设之间2m,长度为100m之内的不同类型钢管,和水平导向钻孔法相比,夯管法只需要在钢管的一端有管坑的场地即可,针对直径大的钢管进行铺设,可以提高工程施工的工作效率。
、旧管线修复在市政给排水工程中的应用
旧管线修复在市政给排水工程中占据着一定的地位和意义。当管道发生损害时可以采用管线局部修复的方法,独立进行管线修复。在市政给排水工程中不论采用何种施工技术,从工程施工角度和管理上而言都是管线修复施工。但是因为受到技术水平和设备的影响,我国非开挖拉管施工技术还处于探索阶段,管线修复上通常采用的设备都来源于国外。
1、原位固化法。这种方法是管线施工技术中一种普通方法,在不动土层干扰的情况下失效或更新老化的地下管线,我国不断进步和发展,这种施工技术已经不断成为了我国保护地下管线的首要的施工方案。原位固化法可以修复不同形状、大小的地下管线。使用这样的方法可以使市政给排水管道的寿命延长30~60年。
2、缠绕法。这种方法主要是又来修复市政给排水工程管道。缠绕法主要是利用PVC(聚氯乙烯)或者是高密度的HDPE(聚乙烯)制造而成的带有T型边缘和钢筋的板带,主要安装在井中的制管机将板带围成螺旋状送入到管道中,制管完成后再在螺旋管和混凝土母管之间灌注水泥浆。在中国大城市直径较大的污水管线中,有很大的应用前景。
总结:
从市政给排水的管道设计或施工设计而言,非开挖拉管施工技术广泛应用在市政给排水工程当中。当前我国非开挖拉管施工技术还处于探索时期,在施工技术方法上不够成熟,我们应该应用这种施工技术的同时不断完善和改进施工技术,市政给排工程施工技术已经成为了相关技术人员共同的任务和责任。但是随着现代化城市建设的不断进步和发展,在工程中应用非开挖拉管施工技术可以提高施工工程的整体质量和工作效益。
参考文献:
[1]姚新义.市政给排水工程拉管施工技术[J].中华建设,2012年07期
[2]王贵哲.试析市政给排水工程非开挖拉管施工技术要点[J].民营科技,2012年11期
[3]赵美亮.非开挖技术在城市给排水管道施工中的应用[J].民营科技,2013年02期
拉管施工总结范文2
道施工中的应用,以供探讨和分享。
关键词:非开挖技术排水管道施工应用
中图分类号:S276 文献标识码:A 文章编号:
一、非开挖技术概述
非开挖技术是指通过导向、定向钻进等手段,在地表极小部分开挖的情况下(一般指入口和出口小面积开挖),敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术,对地表干扰小,因此具有较高的社会经济效果。主要包括水平定向钻进、顶管、微型隧道、爆管、冲击等技术方法。该技术源于20世纪70年代,并于90年代传入我国,目前被广泛应用于给水、排水、电力、通信、燃气等领域的新管道建设和旧管道修复,也可以应用于文物、古建筑的保护等方面。
二、非开挖技术的优势
在当今城市建设管网地下化发展的大潮中,非开挖管线工程技术恰是解决这一矛盾的重要技术,对于现代化城市的建设、管理起着极为重要的作用。非开挖技术具有以下特点:引入了管线轨迹的测量和控制;大大提高了铺管能力(长度两千米,直径三米);快速高效;增强了在复杂地层条件下施工的能力;非开挖使管道的原位修复成为可能。针对老、旧管道设施的改造,能同时满足结构更新和扩容的需求;最大限度地避免了拆迁麻烦和对环境的破坏,减少了工程的额外投资;采用液压设备,符合环保要求,减少了扰民因素,社会效益明显提高;施工速度快、工期短,有效降低了工程成本;工程安全可靠,提高了服务性能,有益于设施的后期养护。
三、非开挖技术的分类
按施工原理不同,非开挖埋管技术可分为定向钻施工法,顶管施工法和盾构施工法三种。
(一)定向钻施工法
定向钻施工法是采用回转切削,水射流式挤压方式成孔,在地面接收钻头附近发出的电磁信号来实现钻孔轨迹控制,即人工用手持仪器来随钻导向的钻进方法。该方法成孔后采用拉管方式来铺设管线,主要用来铺设小直径管线,即铺设直径小于500mm的各类管线(钢管、混凝土管、塑料管)。与另外两种埋管技术相比,具有自由调节方向,遇障碍报警,绕向避开障碍的特别功能。
(二)顶管施工法
顶管施工法是用顶管机体前方刀盘边切削土体,边由后部顶进装置将顶管机连同顶进管一起沿着设计路线向前推进的埋管方法。被切削的残土,由水力或土砂压送装置送至地面运走,前者称为泥水式顶管,后者称为土压式顶管。该方法适于中小口径管线铺设,即钢筋混凝土管径从φ200至3000mm,钢管小于φ3500mm的管道铺设。顶进路线宜平缓,曲线半径不宜过小。
(三)盾构施工法
盾构施工法顶进机理与顶管施工法相同。盾构法和顶管施工法的区别在于,前者采用管片结构组合,后者用管材,将整个管段向前推进。盾构法多用于地铁和隧道工程,管径宜大于4米。
四、非开挖技术排水管道铺设技术
(一)顶管法
顶管施工法是最早用在排水工程施工中的一种非开挖施工方法,起源于美国。最初,顶管施工法主要用于跨越孔施工时顶进钢套管,随着技术的改进,顶管法也可用于无套管情况下顶进永久性的公用管道,主要是重力管道。顶管施工的基本流程如下:顶管施工先在管道设计路线上施工一定数量的小基坑作为顶管工作井,作为一段顶管的起点与终点,工作井的一面或两面侧壁设有圆孔作为预制管节的出口和进口。顶管出口孔壁对面侧墙为承压壁,其上安装液压千斤顶和承压垫板。顶管施工就是借助于管顶油缸以及中继间的顶进力,把工具管或顶管掘进机从工作坑内穿过土层一直顶进到接收坑内吊起。与此同时,把紧随在工具管或掘进机后的管道埋设在两个工作坑之间。一个完整的顶管施工主要包括以下几个部分:工作坑和接受坑、顶管掘进机、主装置中继间、顶铁、基坑导轨、后座墙、顶进用管、输土装置、地面起吊设备、测量和校正系统、注浆系统、供电和照明系统、通风和换气系统、辅助施工等。
(二)导向钻进铺管技术
采用方向可控和以水射流破土为主的钻进技术,使用地表放置的钻机,按设计轨迹钻一个导孔,然后在扩孔和回拉的同时铺入管线。根据钻机能力、铺管直径和地层条件,也可先进行一次或两次扩孔后再拉管。采用带斜面的钻头,通过对其回转状态的控制,进行钻孔方向的调控。钻头的定位和导航通过采用手持式仪器测量钻头附近探头发出的电磁信号来实现。导向钻进主要用于小口径管线的施工,适用管径50-350mm。施工长度20-400m。适用管材:钢管、塑料管。本方法不适用于砂层和砾石且深度受到限制。
(三)非开挖修理技术
管道的非开挖修复一般分为点状修复和线状修复。点状修复即对管线中已损坏的某一部分进行修复施工的技术,又称部分修复技术;线状修复技术即对检查井之间的整段管进行修复的技术。现分别对这两种修理技术进行介绍
1、非开挖点状修理技术
有许多损坏管道的使用年限还不到10年,管体结构完好,只是接口出现渗漏。对这类管道采用点状修理显然是合理的。早期点状修理的方法比较简单,主要靠人员进入管内进行修理,因此该技术只能用于直径800mm以上的管道。
2、非开挖整体修理技术
整体修理就是对两个检查井之间的管段整段加固修理,可分为两大类:一类是涂层法,另一类是内衬管法。涂层法是将水泥砂浆、环氧树脂作为喷涂材料,通过在卷扬机拉力作用下的旋转喷头或者人工方法将材料依次在旧管道内喷涂,形成总厚度3.5mm的加固层,经过自然养护,形成主管道一衬里复合管,达到对旧管道的整体修复。该技术对管道结构强度没有增强作用,但能够提高管道的耐压、耐腐蚀及耐磨损性能,延长管道寿命。翻转法即把灌浸有热硬化性树脂的软管材料运到工地现场,利用水和空气的压力把材料翻转送至管道并使其紧贴于管道内壁,通过热水、蒸气、喷淋或紫外线加热的方法使树脂材料固化,在旧管内形成一根高强度的内衬树脂新管的方法。
(四)旧管道改造铺设技术
传统的改造方法是开挖敷设一条新的管道,但由于这些超龄管大都敷设在人口稠密、商业繁荣的市区,雨、污水管道的周边充塞着煤气、热力、电力、通讯电缆等其他市政管道和设施,因此改造工程的实施存在着相当的难度。原位换管法是一种以欲更换的旧管道为导向,将其切碎或压碎,同步将新管道拉入或推入的换管技术。
(五)非开挖拉管施工技术
非开挖拉管技术的准备包括两部分:一是地质勘测,对施工现场的地下结构详细勘测,根据收集到的数据设计管道的路径、直径、扩孔次数、回扩器型号等;二是机械设备,将水平钻井机运输至现场,并安装在合理的位置固定支撑。拉管施工技术主要有:导向孔轨迹的设计;回拉力的计算及定向钻机的选择;管材的选用;泥浆的配制;导向孔的施工。
总结:随着城市建设的不断完善,非开挖铺管、修管和换管技术以其不影响后交通,铺管速度快、效率高,无环境破坏,不影响人们的正常工作、生活等一系列的优点,会得到更广泛的应用。
参考文献:
拉管施工总结范文3
关键词: 非开挖技术 ; 管道修复 ;
Abstract: This article describes the basic situation of the domestic field trenchless pipeline rehabilitation works, and to explore the domestic and foreign advanced technology, and summarizes the trenchless technology impact on the environment, and domestic trenchless pipe rehabilitation technology prospects and development trends are summarized.Key words: Trenchless Technology; pipeline repair
中图分类号:TU94+1 文献标识码:A文章编号:
一、前言
埋设在道路下的各种管道,是我们生活中不可缺少的重要基础设施。由于管道老化、路面车辆的振动,管道基础不良,以及腐蚀性污水、有害气体等的影响,地下管道会产生裂缝、破损、管接头错位和管内腐蚀等现象,需要进行及时的修复以避免造成路面塌陷,给交通安全和市民的生命财产造成危害。对已经损坏的管道如果采用一般的开槽式施工方法进行维修时,需要对道路进行大开挖,这样的施工方法工期长,会产生大量的废物,而且对道路交通产生很大的影响,对我们的生活环境带来危害。
为此,在经济飞速发展、道路车辆交通非常繁忙的现在,如何既要及时修复已经损坏的地下管道,又要使施工给交通带来的影响降低到最低限度,是从事城市设施管道以及地下管道设施维护工作人员的一大新课题。管道修复技术乃至地下管道管理模式的革新对今后城市地下管网的高效管理以及城市发展产生重要影响。
二、非开挖地下管道修复技术
管道修复在今后的城市地下管道管理中将占据一个非常独特而且重要的角色。管道出现破坏时,市政管道管理部门可以采取多种处理方式,如局部修复,独立管段修复,全管道修复以及废弃旧管敷设新管等技术措施。从对管道破坏的处理方式以及其功效性来分析,不论采用何种方式,从整体意义及广义来讲都属于通过对旧管道的在作用,使旧管道恢复全部或部分原有功能,都可称之为管道修复。以发展的思维来判断,随着时间的增长,随着大量已经铺设的管道的老化,管道修复将在今后的城市管道管理中成为突出主题。在城市建设快速发展的今天,无污染、无噪音、质量优、工期短、安全性高、施工扰民少的非开挖技术将成为今后地下管道修复的主流施工技术,更是城市管道和谐管理并使之适应可持续发展社会理念的一种良好对策。本文主要介绍以下2种常用,并有可能在南宁市应用的管道修复方法。
非开挖管道修复技术在国内兴起近十年,特点是施工过程不全线开挖或完全不开挖。目前非开挖修复施工工艺主要分为两大类:局部非开挖修复与整体非开挖修复。
1、局部非开挖修复
(1)嵌补法
在点状修理中,接缝嵌补是应用最早的一种非开挖修复方法。早期的嵌补材料为石棉水泥,属刚性材料,抗变形能力差。近年来,化学材料越来越多,有环氧焦油砂浆、聚硫密封胶、聚氨酯等。这些分化学密封材料属于柔性材料,抗变形能力强,密封效果好。
优点:价格便宜,修补后对水流没有影响。
缺点:施工工期长,耗费人工多,质量稳定性差。
(2)注浆法
通过向接口部位和管外土体注浆来堵塞渗漏是一种常用的点状修理方法。注浆材料可分为水泥浆和化学浆两种;按注浆管的设置位置可分为地面向下注浆和管内向外注浆两种。美国和日本规定,严重渗漏的管道不宜采用注浆法,注浆后每隔半年还要进行回访。注浆法经常作为一种辅助手段和嵌补法同时使用。
优点:在修复缺陷点同时具有填补土体中的空洞,增强管道承载力的作用。
缺点:比较盲目,可靠性比较差。
(3)套环法
在接口部位安装止水套环的一种点状修理方法。
优点:施工速度快,质量一般比较稳定。
缺点:对水流有一定的阻碍。
2、整体非开挖修复
(1)涂层法
涂层法是一种最简单的整体修理方法,适用于人员可以进入的大型管道。常用材料有玻璃钢涂层、聚脲涂层等,涂层中通常夹有玻璃纤维布。
优点:具有防腐和防渗漏作用
缺点:对管道清洗和堵漏要求很高,费工费时,质量不稳定。对于目前城市管道非开挖修复来说,此方法比较落后,且相对其它修复方法来说,此种修复方法效果较差。
(2)拉管内衬法
①滑衬法:最简单的拉管内衬。在完成旧管道清洗后,用绞车直接将直径略小的衬管整体由地面经工作坑拉入旧管道内,根据需要可以在新旧管道的间隙内注水泥浆,经滑衬法修复的管道断面损失较大。
②折叠拉管:将PE管预先折成U型并用胶带缠裹,再用绞车经工作坑牵引进入旧管道,最后用压缩空气或蒸汽使之复圆并贴紧旧管壁,折叠拉管内衬更适用于石油、天然气之类的压力管,在排水管中应用不多。
(3)CIPP内衬法
CIPP内衬法即现场固化法(C cured-in-place pipe,CIPP)是目前世界各国应用最多的一种非开挖修复方法。其工艺流程大致为:在既有的旧管内壁衬装一层热固性复合材料,通过加热等方法使其固化,形成一条有结构强度的新管道。根据衬管进入原来管道的方式不同,现场固化法分为翻转法和拉入法两种工艺。
翻转法――即把灌浸有热硬化性树脂的软管材料运到工地现场,利用水和空气的压力把软管材料从检查井或其他工作坑翻转送至待修复管道内并使其紧贴于管道内壁,通过热水、水蒸汽、喷淋或紫外线加热的方法使树脂材料固化,在旧管内形成一平滑的内衬层。
拉入法――即把灌浸有热硬化性树脂的软管材料运到工地现场,采用牵引的方式把软管材料从检查井或其他工作坑插入至待修复管道内,然后加压使其膨胀后紧贴于管道内壁,通过热水、水蒸汽、喷淋或紫外线加热的方法使树脂材料固化,在旧管内形成一平滑的内衬层。
利用CIPP现场固化法修复排水管道之前,需将排水管道封堵清洗干净,并将管道内壁漏水点采用注脂注浆等方法填堵。待管道内部无漏水等现象后,将工厂内加工好的树脂半成品管道运至现场,通过水压,将管道翻转至原管道内部,然后采用循环加热的原理对管道内部的水加热至70度左右,一段时间加热至90度,时间充分,使树脂固化,最后冷却,将管道与检查井的连接处处理好。
优点:修复后的管道内壁表面光滑,提高了管道流量;可用于200mm~1200mm的各种管道,包括圆形、矩形及蛋管等,能应付接口错位、脱节,管道腐蚀、裂缝、变形等各种缺陷。
缺点:施工技术要求高,造价比较高。
(4)螺旋缠绕内衬法
将带状聚氯乙烯(PVC)型材料放在现有的检查井底部,通过专用的缠绕机,在原有管道内螺旋旋转缠绕成一条固定口径的连续无缝结构性防水新管,并在新管与旧管之间的空隙灌入水泥浆。利用螺旋缠绕法修复排水管道之前,需将旧管道内所有可能影响新管成形的污垢、垃圾、树根和其他物质清除。由于型材厚度的影响,原管道口径会缩小10%。但更新后管道内表面光滑,粗糙系数低,整体输送能力损失不大。
优点:施工速度快,在排水管道修复中应用广泛;可用于1200mm以上大管径管道因地质因素(泥土松动,地表移动等)引起的管道结构性损坏(沉降,接头错位和开裂等)、因交通或地面建筑物引起管道承载超重造成的管道破损、污水中各种化学物质和废气引起的管道腐蚀、流体中硬块磨擦管壁造成的管道磨损、通过接头或裂缝挤进管道的树根造成的损害或堵塞、因地下水渗透而造成管道输送能力下降或污水泄漏对土壤的污染等;可以带水作业(30%的满水位)。
缺点:关键设备需进口,投入较高。
(5)短管内衬
将特制的塑料短管或管片有检查井或工作坑进入管内,完成接口连接后整列内衬管不断向旧管道内推进,直到下一个检查井,最后在塑料短管和母管之间注入水泥浆的修复方法。内衬管材料有聚乙烯管、聚丙烯管和玻璃钢夹沙管等。
优点:适用尺寸广;施工速度快;设备简单;质量稳定;价格低。
缺点:修复后管道断面损失较大,已逐步被新工艺淘汰。
(6)裂管法
依靠前端的钢制锥形头在气动锤或牵引机的作用下击碎旧管道,内衬塑料管跟着锥形头前进,最后完成替换旧管的施工。
优点:施工前不需要进行清洗;更新后的管道直径可以比旧管道更大。
缺点:需要开挖一个较长的工作坑;被修管道必须不能有弯曲;如果附近地下管道靠得太近,胀管施工所产生的土壤扰动可能损坏这些管道;大量旧管碎片对环境影响较大。
三、非开挖技术对环境的影响
非开挖技术是一种利于环保和可持续发展的新型施工方法,在城市快速发展的今天,在确保按照发展要求续接或铺设新管的同时,可最大程度的保证城市的完整性和规划合理性。非开挖技术施工对环境的影响主要体现在铺设新管施工时所用泥浆对周边的植被、地下水渗流及生态环境的影响。若采用爆管法则产生大量的旧管碎片,会对环境有影响。其他并无不良影响。
四、展望
城市地下管线系统今后将面临一个较大的挑战,即匹配、适应并促进高速发展的城市建设。管道技术革新同时也会促进管道管理模式的变更,即向更科学,更综合,更系统,更有预见性的方向发展。当前,非开挖管道修复技术对于城市管道管理来讲,就是一种突破性的技术革新,是值得选用并应当大力推广使用的一种绿色施工技术。
参考文献:
拉管施工总结范文4
关键词:市政排水管道 翻建 设计 常见问题处理措施
中图分类号:TU99文献标识码: A
伴随着城市的发展与扩容,许多排水管线出现容量不够、破损或排水不畅等问题,通过百余项排水管线改造工程的经验,对排水管道翻建设计过程中应重点把握的问题做一总结。
1基础资料的收集
城市排水管道系统设计,基础资料的收集是决定设计质量、工程投资、社会与环境效果的决定性因素。由于工程位于建成区,各专业管线通常已敷设完毕。因种种原因,工程中其它管线的管位、埋深、管径等基础参数,仅通过竣工图及施工图往往不能很好的把握。这就需要展开大量的前期调查工作,既要与专业管线单位做好对接,也要现场实地考察。对于无法详细把握的数据,还应委托有相关资质的勘察单位做管线物探工作。
另外由于改造的是正在使用的排水管线,这就需要摸清每个检查井的现状,如井深、管径、是否有支管接入,接入的管径是多大、标高如何等等。只有经过大量细致的前期工作,才能有效减少设计产品的质量事故。
考虑到地下管线的复杂性,建议尽量使设计管线的管位、标高等接近改造前管道,在对地下管线情况未能完全掌握的前提下,尤为如此。管道管位应在确保不影响其它管道的前提下予以理顺。另外,由于道路交叉口,往往是各种管线交错分布最密集、最复杂的地方,因此必须要作为关键的控制节点,重点把握。通过对所做工程的回顾和总结,最易发生设计问题的地方,往往也是在道路的交叉口处。
2流量计算
流量计算是一个系统考虑的过程。设计时应该把工程置于整个片区的排水系统中去,既要结合排水现状,也要考虑远期规划。汇水面积的划分不应过大,应尽量将排水就近接出,以减小下游管道的管径,降低造价。
对于雨水管道,其计算公式如下:
Qs=q•Ψ•F
Qs:雨水设计流量
q:设计暴雨强度
Ψ:径流系数
F:汇水面积
对于设计暴雨强度q的计算,青岛市区有一套行之有效的经验公式,具体如下:
设计重新期1.5年:
q=4975/(t+23.6)
设计重现期2年:
q=6610/(t+25.7)
设计重新期3年:
q=8725/(t+28.0)
设计重新期5年:
q=12440/(t+33.2)
设计重新期10年:
q=16320/(t+34.1)
设计重现期20年:
q=22600/(t+40.7)
设计重新期50年:
q=29850/(t+43)
由于路面的硬化和覆盖,地面径流系数Ψ相应增加,导致许多原有雨水管渠无法满足现状排水需求,路面产生积水,对行人、车辆产生安全隐患。因此,设计人员在进行雨水量的计算时,还应结合地块的用地性质、远期规划等因素统筹考虑径流系数的取值。
近两年因降雨导致积水,发生了许多安全事故,合理确定暴雨重现期成为设计人员应谨慎考虑的事情,对于重要的主干道、地区或短期积水即能引起严重后果的地区,其重现期应采用3-5年,对于经济条件较好的或有特殊要求的地区宜采用上限。此外,设计人员还应注意的是在《室外排水设计规范》GB50014-2006(2014年版)中,折减系数m已取消。这也体现了国家对提高雨水计算标准的重视。另外,为了提高雨水排放的安全性,一种经济的作法就是采用透水地面、生态水池、蓄流池等措施,延缓径流出流时间,以期减小设计暴雨流量,对于综合径流系数高于0.7的地区需采用相应措施改善。
对于污水管道的计算,应注意人均综合生活用水量指标的选取。应针对不同地区的经济状况及生活水平,选取不同的指标。另外人口密度的选择也应结合规划,在合理的范围内取值。
对于不满足设计流量的管渠,除扩大其断面外,还可通过改变其粗糙率来增加其流量,具体如下:
Q=A•V
Q:设计流量
A:管渠过流断面积
V:流速
其中V=(R2/3•i1/2)/n
i:水力坡降
R:水力半径
n:粗糙系数
因为混凝土管n1=0.013-0.014, HDPE、玻璃钢管等n2=0.009-0.011,所以有
Q2:Q1=A2•V2:A1•V1
=(R22/3•i21/2)/n,2:(R12/3•i11/2)/n1
若水力半径及水力坡降不变,则有
Q2:Q1= n,1:n,2=1.18-1.56
即同样水力半径和水力坡降下,仅仅把混凝土管材换成低糙率的HDPE、玻璃钢管等管道,就可使通过的流量增大1.18-1.56倍。同理,相同条件下,若把浆砌块石渠道增加水泥砂浆抹面,可使通过流量增大约1.3倍。因此设计人员应优先考虑改变管渠的粗糙系数来提高排水流量。
3、管材的选用
排水管道的改造工程多发生于建成区,工程的开工建设,必将给周边居民的生活、出行等产生影响。为把这种影响降到最低,要求设计人员在前期设计时,应统筹予以考虑。例如在管材的选择上可选用HDPE管等。由于HDPE管道质量远轻于水泥管材,且管道较长,最短为6米一根。因此HDPE管施工可减少对大型施工机械的依赖,能有效缩短工期。此外HDPE管还有耐腐蚀、内壁光滑等优点,目前已得到广泛应用。
造价方面,笔者根据青岛市区内某排水改造工程,对管道的综合造价做了测算比较。管道埋深按2米计,地质条件良好,经济测算表如下:
注:表中造价随工程差异变动
由测算表可看出,对于小管径(≤DN500)的HPDE管道综合造价与混凝土管道相差无几。
4、其它注意事项
由于工程位于建成区,管位在设计时应考虑后续施工对交通带来的影响。尤其是交通繁忙的地段,应注意设计管位在施工开挖时,尽量确保半幅施工,不截断交通。部分重要工程,应提前将设计管位与交通部门对接,并征得同意。
随着非开挖技术的成熟和应用,对于承担重要交通任务的主次干道,可研讨非开挖技术施工,如顶管施工、胀管施工及拖拉管施工等。目前,非开挖技术在青岛市的排水改造工程中得到了较多应用,如绍兴路排水改造工程采用了托拉管施工,海伦路排水改造工程在穿越山东路时采用了胀管施工等,效果良好。
对于一些设计上的细节也应认真考虑,如管道的基础、管道接口处理、回填材料以及检查井的选型上都应谨慎把握。如管道开挖后的沟槽恢复,应采用便于施工的石粉、砂砾等,道路基层应考虑上强度快的水泥稳定碎石、水泥稳定砂等材质,以其用最快的时间保质、保量完成工程改造。
5、造价问题
由于改建工程多位于建成区,管线在正常运行中。因此要求造价人员在造价工作中应充分考虑施工时,对现状其它管线的保护费用。另外,对其它措施费也应予以妥善考虑。如笔者所遇温州路排水改造工程,因工程所在道路是青岛市重要的交通要道,施工时必须保证交通不能断流。这就使施工单位施工时不能按正常的放坡开挖沟槽,只能通过加设钢板桩、砂带等支护措施,保护开挖沟槽。因此极大的降低了施工效率,也相应的增加了施工费用。这就要求造价人员在造价工作中,一定要多跑现场,充分了解工程现状,对工程中可能发生的各种困难提前预判。对工程中可能发生的各种措施费用,工程预备费等合理计算,避免工程概算批复后,发生重新调概的问题。
6设计中常见问题处理
管线间距不满足规范要求是改造工程中常见的问题。由于受到各种因素的限制,管线之间,管线与构筑物、路缘石、乔灌木等的间距往往不能满足《城市工程管线综合规划规范》的间距要求。
为保证各类管线安全的使用,常采用设置混凝土包封、套管、管沟等形式对管线予以保护。对于采用混凝土包封处理的管道,尚应注意管材的选择,不应使用HDPE、夹砂玻璃钢管等柔性管材。
竖向上若产生冲突,宜按压力管线让重力流管线,可弯曲管线让不易弯曲管线,分支管线让主干管线,小管让大管的原则处理。若由于特殊原因无法协调其它管线改造避让的话,可采用倒虹吸或设置交汇井的方式进行临时避让,确保排水管道的正常使用。设置到虹吸或交汇井临时排水措施的管线,应在其上游第一个检查井设置沉泥措施,并加强养护,以确保其使用安全。同时建议设计人员在图纸中明确注明,要求相关部门尽快协调,在具备条件时改造交叉管线。
7、结论
对已建成排水管线的改造设计是一项复杂的、艰苦的工作,要求设计人员对工程进行大量细致的前期调查工作。由于工程的建设会对周边的民生产生影响,因此一定要严谨的论证工程建设的必要性和可行性,应尽可能选择便捷施工的工艺、技术,缩短建设周期。对于有条件通过改变粗糙系数来提高排水容量的工程,设计人员应予以优先考虑。改造工程在设计中遇到管位、竖向等问题时应积极协调、参与各相关部门的调度会议,确保管线能够尽快按规范实施。
参考文献
[1] 《室外排水设计规范》GB50014-2006(2014年版)
[2] 《城市工程管线综合规划规范》GB 50289-98
[3] 《青岛市城市道路检查井通用图集(试行2012.4.1)》
[4] 《青岛市"埋地聚乙烯(HDPE)排水管道工程技术规定》
拉管施工总结范文5
关键词:市政工程;给排水工程;PE管;施工方法
中图分类号:TU99文献标识码: A
一.引言
随着我国城市化建设的迅速发展,市政公用管道也在不断的加快建设,由于PE管材具有优越的性能,耐腐蚀性高,密封性、韧性柔软性好,施工方便等诸多特点,大大提高了管道工程的施工质量,因而被广泛的应用于管道工程建设,尤其是市政给排水工程。PE管随着管道工程的迅速发展,其在应用中的规格和种类也越来越丰富,施工工艺日趋完善。
二.PE管概述
1.PE管材的主要类型
PE管材是以优质聚乙烯树脂为主要原料,添加必要的抗氧剂、紫外线吸收剂等助剂经挤出加工而成的一种新型产品。按照其密度不同分为高密度聚乙烯管( HDPE)、中密度聚乙烯管(MDPE)和低密度聚乙烯管( LDPE)。目前市政给排水管道工程常用的PE管材主要是用HDPE为原料加工而成的单层实壁管、双壁波纹管和螺旋缠绕管。
2.PE管材对其它管材来讲有以下优点:
(1)优异的物理性能。聚乙烯的低温脆化温度极低,具有良好的抗冲击性,因此PE管可在-60-60℃温度范围内安全使用。
(2)耐腐蚀,使用寿命长,在我国沿海地区,地下水位偏高,土地湿度大,使用无缝钢管必须防腐及做安装阳纹外向锤炼,且寿命只有30年,而PE管可耐多种化学介质的侵蚀,不需防腐处理。
(3)韧性、挠性好。PE管是一种高韧性管材、其断裂伸长率超过500%,对管基础不均匀沉降和错位的适应能力非常强,抗震性好。
(4)流通能力大,经济上合算。PE管内壁光滑,不结垢。PE管内表面当量绝对粗糙比值是钢管的1/20,相同管径、相同长度、相同压力下的PE管流通能力要比钢管大30%左右,因此经济优势明显。
(5)连接方便,施工简单,方法多样。PE管管体轻,搬运方便,焊接容易,焊接口少,当管线较长时可使用盘管敷设(一般指管径小于63毫米)PE管沟要求远比钢管沟要求低,而且当施工条件受限制时,可采用电熔焊接。
(6)密封性好。PE管本身采用熔接连接(热熔或电熔),本质上保证了接口材质,结构与管体本身的同一性,实现了接头与管材的一体化。其接口的抗拉强度与爆破强度均高于管材本体,可有效抵抗内压力产生的环向应力轴向应力。
(7)维修方便,可以不停水、气维修和安装。
(8)抗应力开裂性好:PE管具有低的缺口敏感性,高抗剪切强度的段异的抗痕能力,耐环境应力性非常突出。
(9)低温抗冲击性好:PE管的低温脆化温度极低,可在-60摄氏度温度范围内安全使用。而在我国北方地区,在冬季野外铺设的聚乙烯埋地给水时,总结出一条经验是在零度以下就不适宜铺设施工,因为这时聚乙烯管容易脆裂。
(10)耐磨性好。聚乙烯管与钢管的耐磨性对比实验表明:它的耐磨性是钢管的4倍。
正因为PE管具有上述优点,如耐腐蚀、韧性好,刚柔相济,安装方便等,所以被越来越多的企业所青睐。比如运输和安装,传统的钢管、铸铁管、长度一般不超过10米,而PE管尤其是管径小的,甚至可盘卷,长度可以自由控制。这样带来的最大好处是减少了接口,也就是减少了泄露事故的发生频率,既安全有节能。
三.PE管在市政给排水工程中的应用
1.PE管在市政给排水工程中的应用领域
具有优越性能的PE管虽然使用历史不是很长,但其发展势头却十分强劲,随着PE管的品种规格和技术的完善,PE管的应用范围也越来越宽。由于其强度高、抗腐蚀、耐高温、无毒、耐磨等特点,近年来,PE管在我国被广泛用于城市自来水管网系统和城乡饮用水管道等给排水工程领域中。
2.PE管的分类
(1)PE的出现,可以追溯到1993年,是英国的ICI公司所发现。PE树脂是由单体乙烯聚合而成,按照压力,温度等聚划算反应条件的不同,其密度也不同,根据密度分类,PE树脂也分为高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯等。
(2)根据结构形式来分类,聚乙烯可分为单层实壁管、双壁波纹管和螺旋缠绕管等。
(3)根据工程领域应用的不同,其中使用高密度聚乙烯加工的双壁波纹管和螺旋缠绕管主要用于城市排水,使用高密度聚乙烯加工的单层实壁主要应用于城市供水、城市燃气输送,中密度聚乙烯加工的单层实壁管主要应用于城市燃气输送,低密度聚乙烯单层实壁管则多数作为农业灌溉,油田、化工等工业普通管道使用。
四.PE管在市政给排水工程中的施工方法
1.开槽敷设。
(1)首先进行施工时应根据相关规定,注意管道敷设的规范,并且按照产品标准进行检验,剔除不符合标准的管材。管道如果是敷设在车行道下面,则管顶覆土厚度不应低于0.7米。如需穿越障碍物,则要设置钢筋等制作的保护套管。管道进行敷设时应按照直线施工,如果遇到需要采用柔性接口折线敷设的话,连接在一起的管道纵轴线转角不应大过2°。当管道的埋深低于建筑物的基础底面时,管道不应敷设在建筑物基础下地基扩散角受压区范围内。当地下水位高于开挖沟槽槽底高程的地区,施工时应采取降低地下水位的措施,防止沟槽失稳,在进行安装回填全过程,应注意槽底没有积水或者是泡槽受冻。
(2)根据外部环境受压的情况,宜选用不同刚度的PE管。
(3)进行沟槽开挖时,应先合理确定管道沟槽的槽底宽度,符合施工规定,以便进行人工作业。施工过程不得超挖沟槽,如果不慎超挖则宜采用天然级配砂石料进行填埋,填埋的砂石粒径应在10mm-15mm之间,或者是最大粒径小于 40mm 。
(4)管道基础采用砂垫层基础,应在接口部位预留凹槽,以便接口操作,接口施工完毕则用砂填埋。对于一般的土质地段基底则只需铺一层0.1M厚度的砂垫层。如果是软土地基而且槽底位于地下水位下,则宜铺一层厚度不小于20cm的砂砾基础。
(5)在进行下管安装施工时,应当对开槽后的槽宽、凹槽深度、基础表面标高、检查井等方面进行严格检查,保证作业项符合施工要求和规定后再进行下一步工序,以提高施工质量。
(6)检查完毕之后接下来就是对管道的连接和安装。热熔对接PE管需用专用的热熔焊机。此种热熔焊机的主要组件及功能分别为:(1)机架,机架上有4个卡瓦,机架和卡瓦一起夹紧固定PE管。4个卡瓦中2个在一端,与机架固定一起的,不能动,另外2个在另外一端,与机架上的液压油缸固定在一起,能随油缸一起沿着机架上的导杆前进和后退。(2)液压站,通过油管与机架上的油缸相连,控制油缸前进和后退。液压站上主要有泄压阀、调压阀及控制油缸往复运动的手动转向开关。转向开关有3个位置,置于两端时,是控制油缸有压前进或后退,置于中间位置,液压油缸无压停止运动。(3)加热板,给PE管加热。能够设置并自控温度。(4)铣刀,切铣PE管。
(7)沟槽回填。管道安装验收合格后应立即回填,至少填至管顶以上一倍的管径离度。沟槽回填从管底基础部位开始到管顶上70cm范围内,必须人工回填,严禁用机械回填。管顶70cm以上可用机械回填,但两侧必须同时回填、夯实或碾压。回填土时沟槽内不得有积水、有机物及冻土、胸腔部位不得填有古石块、砖头等其它硬物。胸腔部分回填应严格控制,可采用砂砾或好的良质土。回填时,沟槽底部不得有一切杂物,如有杂物必须清理干净后方可回填。
2.非开挖施工技术
非开挖施工技术是指在不开挖地表的条件下铺设、修复和更换各种地下管线的施工技术。非开挖技术在给排水工程中有铺设新管线和修复置换旧管线两方面的应用。它的施工工艺施工方法如下:
(1)前期准备。了解管道穿越范围内的地质条件、现有地下管线的走向及埋深等情况,结合设计要求规划钻进轨迹,选定施工方案。
(2)导向钻进。定向钻头在钻机的推力作用下,由钻机驱动旋转切削地层,按设计钻孔轨迹前进,完成整个导向孔的钻孔作业。
(3)分级扩孔。完成导向孔施工后,采取分级扩孔的方式将钻孔扩至合适的直径。同时将钻液泵人钻孔中,保证孔洞完整和不塌方,并将切削下的土屑带回到地面,为回拉管道创造适宜的环境。
(4)回拉管道。扩孔完成后,立即将铺设的管道与回拉头、扩孔头及钻杆连接,由钻机牵引将管线拉人已扩钻孔中,完成管道铺设。
五.结束语
PE管逐渐成为市政给排水工程施工中最常采用的管道材料,无论是在对旧管道的更换,还是对新管网的铺设,PE管的应用都表现出了较强的优越性,是未来给排水管道施工中最具发展前景的管材之一。
参考文献:
[1]张杨.PE管在市政给排水工程中的应用及施工方法[J].中国新技术新产品,2009,(22):72-73.
[2]赵彦坤.在市政给排水工程施工PE管的应用[J].科技创新与应用,2012,(8):77-77.
[3]刘子龙,王志强.PE管在城市给排水工程中的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(13).
拉管施工总结范文6
关键词:拖拉登陆、海底管道、底拖法、AUTOPIPE
近岸海底管道的铺设多数采用预挖沟、拖拉登陆的方法,拖拉登陆分为陆上拖管和海上拖管两种类型。作业中采用哪种方法铺设登陆管道,一般需要根据具体设备能力和登陆点的环境条件确定拖拉登陆的方法。本文主要通过对荔湾3-1项目海管拖拉登陆进行受力分析,并对拖拉系统设计和拖管计算进行较为详细的介绍和论述。
1 项目介绍及施工方法
荔湾3-1气田位于南中国海东部,北偏西距香港约300km,东北方向距离东沙群岛约170km。该项目的开发按照区域开发思路,新建一座中心平台,带动荔湾及周边气田的开发。根据此开发原则,需新建一条中心平台至高栏岛终端的30"外输管道,登陆点为珠海高栏岛。
拖管施工法包括以下几种方法:水面拖行(surface tow)、水面下拖行(below surface tow)离底拖(off-bottom tow)和底拖(bottom tow)。
2 拖拉受力分析
2.1 概述
结合荔湾3-1拖拉登陆项目,主要对其拖拉力进行计算以及拖拉过程中海管受力分析。通过计算确定拖拉设备的能力,进而提供选择设备的依据;海管受力分析可以通过数据清楚的查看拖拉过程中受力、变形等情况。
2.2 拖拉力计算
海底管道拖拉过程中会经过不同条件的海床,不同海床对管道产生不同的阻力。为简化计算分析,将拖拉路由上的海底土壤简化为一段,考虑管道与海底的摩擦系数和海流,波浪状况,用以预测拖管过程中拖力的变化和大小。在计算拖拉力前需确定如下内容
1)登陆段的长度,
2)管道,索具在空气中和海水中的单位重量,
3)管道上所加浮筒的浮力,
4)管道,索具与预挖沟底土壤的摩擦系数,
5)管道拖拉头形式,
6)拖拉时可能出现的不可预见性因素及潮位等
一般情况,海底管道拖拉力包括海水阻力、波浪力、管道和索具摩擦力、船舶张紧器拉力。
海水的阻力计算。单位长度海水阻力的计算公式是
式中,C-海水阻力系数,;
Re-雷诺数,Re =URD/ν;
D-结构物直径;
ν=1.007×10-6m2/s为水的运动粘度;
UR-水与管道间相对速度,UR =ut-uccosθ,ut为拖管速度,uc为海流流速,θ为海流流向。
登陆点线形绞车拖拉速度为1m/min,通过计算单位长度海水阻力仅0.004t。可不予考虑海水阻力影响。
管道贴近海底以及带有水泥涂层海管单位自重大、现场波浪对管道的作用很小,可不予考虑波浪影响。
因此拖拉力大小一般由下述公式确定:
式中:
图3.3 拖拉力计算示意图
铺管船船尾到拖拉封头最前端的距离为408.1m,从船尾到到管道着泥点的长度为99m,所以拖拉管线的总长 ( =43m)。
因此:
a、在不考虑浮筒提供浮力的情况下,最大的拖拉力为:
F = (266.1 x579.2 x 0.8 + 43 x 1276.3 x 1.0)x 1.5+43000
= (123300.096+54880.9) x 1.5+43000
= 267271.494+43000
= 310271.494≈310.28
所提供的400t线性绞车满足拖拉力的要求,计划方案可行。
b、在考虑浮筒提供浮力的情况下,最大的拖拉力为:
F = (266.1 x251.12 x 0.8 + 43 x 1276.3 x 1.0)x 1.5+43000
= (53458.4256+54880.9) x 1.5+43000
= 162508.9884+43000
= 205508.9884≈205.51T
项目所提供的400t线性绞车满足拖拉力的要求,计划方案可行。
2.3 拖拉过程海管受力分析
近岸段海底管道拖拉登陆是使用AUTOPIPE软件进行模拟分析。该软件专门用于管道的分析与设计,是世界上少有几个分析计算管道的功能强大而全面的有限元软件。它可以进行管道应力、法兰连接、管道支撑设计、管道与设备的连接分析等动态与静态计算。此外,该软件还可以根据API、ASME、ANSI、DNV等18种世界各地的管道规范进行校核。
3.4.1 拖拉过程认识
整个拖拉过程受力相当复杂。其海底管道的受力主要可分为三大部分:铺管船施加力、海管水下受力、线性绞车拖拉力。
1, 通过前期调研,铺管船有四组滚轮对作业线上的海管有支撑作用,软件中模拟为Y方向均布力载荷。船中张紧器提供张力模拟为X方向均布力载荷。
2, 海管水下受力主要有自身重量、水中浮力、海流波浪载荷、海床土壤支撑摩擦力、浮筒提供浮力根据各类别模拟载荷。
3, 线性绞车模拟为集中载荷。
3.4.2 建立模型
根据管道结构、环境参数,利用AUTOPIPE软件进行5种工况模型的建立。
1, 海管入水 由于海管在作业线位置上与海平面存有2m高度差。此过程主要依靠海管自身重量,产生弯曲下垂入水。(由附图可知,海管出船尾99m后拖拉封头接触海面)
2, 海管着泥 这一状态下海管主要受到自身重力、海水浮力、浮筒浮力,还有波浪流等环境荷载的影响。铺管船定位位置水深5m,作业线高度2m。所以海管拖拉封头初下沉7m,即着泥。
3, 海管拖拉 在拖拉过程中,还要模拟海床坡面、土壤对海管的影响等。
3.4.3 结果解析
通过AUTOPIPE软件模拟整个拖拉铺设过程,其上弯段和下弯段变形最大,应力也最大产生弯曲破坏的可能性最为严重。一般海管上弯段最大弯曲应力不超过85%最小屈服应力、下弯段不超过72%最小屈服应力。
3 结论