唐艳震
(大庆市城市管理委员会市政设施管理中心,黑龙江 大庆 163311)
排水工程中开槽埋管施工技术研究
唐艳震
(大庆市城市管理委员会市政设施管理中心,黑龙江 大庆 163311)
城市雨、污水管道承担着城市排水的重要任务。城市雨、污水管道的建设和维护标志着一个城市的文明化程度。城市雨、污水管道对雨、污水管道的重新铺设对于城市规划建设十分重要,本文就城市污水管道铺设中大量使用的开槽埋管技术做出了研究。
开槽埋管;市政排水
近年来,尽管由于受交通条件的制约,采用非开挖技术抢修沉管开始受到青睐,但是开槽埋管技术作为传统的铺管技术,并未被历史所淘汰,仍然在施工中具有重要的意义。本文主要探讨了开槽埋管的施工技术,并就一些要点进行了讨论。
排水管道必须具有足够的强度,以承受外部的荷载和内部的水压;为了保证运输和施工中不致破裂,也必须使管道具有足够的强度。排水管道还应具有抵抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用,也应该具有抗腐蚀的能力,以免在污水或地下水的侵蚀作用下很快损坏。排水管道必须不透水,以防止污水渗出或地下水渗入。排水管道内壁应光滑,使水流阻力尽量减小。根据管道材质不同,排水管道的材料有:混凝土、钢筋混凝土、石棉水泥、陶土、铸铁、塑料等。
2.1 排水管道的接口形式
排水管道的不透水性和耐久性,在很大程度上取决于敷设管道时接口的质量。管道接口应具有一定足够的强度、不透水、能抵抗污水或地下水的侵蚀并有一定的弹性,根据接口的弹性,一般分为柔性、刚性、半刚性三种形式。
目前施工中几种常用的接口方法分别是:水泥砂浆抹带接口;)钢丝网水泥砂浆抹带接口;橡胶圈接口;预制套环石棉水泥(或沥青砂)接口;石棉沥青卷材接口
施工测量。管道工程施工测量有两个任务:一是把图纸上设计的管道先放到地面上,按设计的意图去指导管道的施工,二是把已施工的管道情况反映到竣工图纸上,作为资料归档,并用它指导管道的日常维护检修工作。
管道的放线工作。临时水准点和管道轴线控制点的设置应便于观测且必须牢固,并应采取保护措施。开槽铺设管道的沿线临时水准点,每200m不宜少于1个。首先是根据管道的起点、终点和转折点的设计坐标,或者和其他固定建筑物的关系,把它们测放到地面上,然后沿管道中线方向进行中线测量和纵断面水推测量。
3.2.1 沟槽的开挖断面。沟槽的开挖断面应考虑管道结构的施工方便,确保工程质量和安全,具有一定强度和稳定性。同时也应考虑少挖方、少占地、经济合理的原则。在了解开挖地段的土壤性质及地下水位情况后,可结合管径大小,埋管深度,施工季节地下构筑物情况,施工现场及沟槽附近地上、地下构筑物的位置因素来选择开挖方法,并合理地确定沟槽开挖断面。常采用的沟槽断面形式有直槽、梯形槽、混合槽等。
3.2.2 沟槽开挖施工方法。沟槽开挖有人工挖土和机械开挖两种施工方法。①人工开挖在小管径,土方量少或施工现场狭窄,地下障碍物多不易采用机械挖土或深槽作业时,底槽需支撑无法采用机械挖土时,通常采用人工挖土。人工挖土使用的主要工具为铁锹、镐,主要施工工序为放线、开挖、修坡、清底等。②机械开挖机械挖土目前使用的机械主要有推土机、挖土机、装载机等。机械挖土的特点是效率高、速度快、占用工期少。为了充分发挥机械施工的特点,提高机械利用率,保证安全生产,施工前的准备工作应做细,并合理选择施工机械。
3.2.3 沟壁支撑
(l)支撑结构的作用
支撑结构的作用是在沟槽挖土期间挡土、挡水,保证沟槽开挖和安全、顺利地进行,并在沟槽施工期间不对相邻的建筑物、道路和地下管线等产生危害。支撑结构一般是临时性结构,管道、基础施工完毕即失去作用。沟槽支撑与否应根据土质、地下水情况、槽深、槽宽、开挖方法、排水方法、地面荷载等因素确定。以下情况需要考虑采用支撑:①施工现场狭窄而沟槽土质较差,深度较大时;②开挖直槽,上层地下水较多,槽深超过1.5m,并采用表面排水方法时;③沟槽土质松软有坍塌的可能,或需晾槽时间较长时,应根据具体情况考虑支撑;④沟槽槽边与地上建筑物的距离小于槽深时,应根据情况考虑支撑;⑤构筑物的基坑、施工操作工作坑为减少占地采用临时的基坑维护措施,如顶管工作坑内支撑,基坑的护壁支撑等。
(2)沟槽支撑的结构形式
支撑结构应牢固可靠,必须进行强度和稳定性计算和校核,应便于支设和拆除及后续工序操作。支撑材料要求质地和尺寸合格,保证施工安全,应在保证安全的前提下,节约用料。①横撑,即撑板(挡土板)水平放置,然后沟两侧同时对称竖立方木再以撑木顶牢。横撑用于土质较好,地下水量较少处。横撑安设容易,但拆除时不大安全。②竖撑,即撑板(挡土板)垂直立故,然后每侧上下各放置方木木,再用撑木顶牢。竖撑用于土质较差,地下水较多或有流沙的情况。③地下连续墙在地面上用一种特殊的挖槽设备,沿着深开挖槽坑的周边,在泥浆护壁的情况下开挖一条狭长的深槽(0.8一1.0m)宽,深度可达(20一30m)在槽内放置钢筋笼灌混凝土,筑成一条地下连续的墙壁,供截水防渗、挡土和承重之用。
地下连续墙既能挡土,也能挡水,且结构刚度大、变形小,与地下水位高的软土地基地区、施工深度大且邻近的建(构)筑物、道路和地下管线相距甚近时,往往是优先考虑的支护挡墙方案。地下连续墙如单纯用作支护挡墙,费用可能是支护挡墙中费用最高的,如能与地下结构结合应用,即施工后成为地下结构的一个组成部分,则较为理想。
在给排水管道施工中,沟槽挖好后,对地基进行检验合格后,管道到下到沟槽内,稳定管道后再进行接口作业。每一个环节都很重要。
把管子从地面下到沟槽的方法很多,应以施工安全、操作方便为原则,并根据工人操作的熟练程度、管径大小、每节管子的长度和重量、管材接口强度、施工环境、沟槽深度及吊装设备供应条件,合理地确定下管方法。当管径较小,管重较轻时,如陶土管、塑料管、直径40Omm以下的铸铁管、直径600nlm以下钢筋混凝土管,可采用人工方法下管。大口径管子,只有在缺乏吊装设备和现场条件不允许机械下管时,才采用人工下管。大口径的管道以及钢筋硅管道一般采用机械下管人工配合方法。
沟槽回填分为部分间填及全部回填。当管道施工完毕,尚未进行水压试验或闭水(气)试验前,在管道两侧回填部分土,是为了保证试验时,管道不产生位移的需要;当管道验收合格,则进行全部回填。尽可能早回填可保护管道的正常位置。避免沟槽坍塌或下雨积水,并可及时恢复地面交通。土方回填常采用如下机具:木夯、铁夯、蛙式夯、火力夯、履带式打夯机、压路机等。每层土夯实后,应测定密实度。测定的方法有环刀法和贯入法两种。
回填土土质原则上采用砂或土质较好的土。当采用开槽中的较好土质作为回填土时应将土块、砾石、异物等去除。管道安装工作完成后。应邀请设计、建设部门等有关单位,进行隐蔽验收,然后抓紧回填土施工。回填时先由管子的两侧向管底均匀回填砂土,然后在两侧胸腔部分同时分层回填分实。直径700mm以上的管道,回填夯实后,应再次量测管内的各部分安装尺寸有无异常并作记录,以备确认和对问题进行研究处理。
经过多年的应用来看,开槽埋管技术确实非常适合于城市排水管道的铺设、更换及修理。但在工程施工方面以及材料和设备的研究、人员的培训等方面我们还有很多的工作要做。一方面加强材料和工程设备的研究,争取早日利用国产材料和设备,另一方面加强技术人员的培训,这样我们才可以用较小的代价获得较大的收益,为我国的基础设施建设做出贡献。
[1]祁钦发.给水排水工程技术探新.北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]孙慧修.排水工程.北京:中国建筑工业出版社,1999.131一139.
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