城市地下管道修復(fù)技術(shù)與工程實例.ppt

市政公用工程專業(yè)一級注冊建造師繼續(xù)教育師資培訓(xùn),2014.5.,講課內(nèi)容,2.2 城市地下管道修復(fù)技術(shù)與工程實例 2.8 玻璃夾砂管排水管道長距離頂進施工技術(shù) 2.9 大直徑鋼管輸水管道頂進施工技術(shù) 3.5供熱管道焊接質(zhì)量事故案例分析 5.1綠色施工導(dǎo)則要點解讀,市政工程技術(shù)總覽,道路工程 橋梁工程 隧道工程 頂管工程 基坑工程,注冊建造師繼續(xù)教育 市政公用工程,城市地下管道修復(fù)技術(shù)與工程實例,管道修復(fù)技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)外城市發(fā)展史表明，城市管網(wǎng)系統(tǒng)必然隨著城市的發(fā)展而延伸，城市發(fā)展越快，地下管網(wǎng)設(shè)施的更新越快。傳統(tǒng)的開挖更換技術(shù)，不僅耗費大量的財政開支，而且引起環(huán)境、交通、社會等一系列問題，其損失難以估量。 管道非開挖修復(fù)技術(shù)在20世紀(jì)70年代末在發(fā)達(dá)國家得到研究開發(fā)，目前已經(jīng)發(fā)展為專門的行業(yè)；我國近年來城市地下管道不開槽修復(fù)技術(shù)發(fā)展十分迅速。,管道修復(fù)技術(shù)的發(fā)展,修復(fù)原因 城市地下管道隨著使用年限增多，管道使用功能因城市發(fā)展不能滿足實際需要； 管道受土層電化學(xué)等腐蝕作用，結(jié)構(gòu)損壞或老化程度不斷加大，管道結(jié)構(gòu)和強度安全度不能滿足運行要求。 開槽敷設(shè)新管道影響地面交通、破壞環(huán)境及擾民，而且在地下管線復(fù)雜城區(qū)采用明挖換管法進行管線改造和管道更新已不現(xiàn)實。,各種非開挖管道修復(fù)的施工方法,（表示適用的施工方法）,非開挖管線修復(fù)的優(yōu)點,對環(huán)境、交通、商業(yè)區(qū)、擁擠的生活區(qū)干擾小 利用原有管線的軌跡，無需控制施工方向 可加大原有管道的過流能力 施工效率高，安全性好 不需排屑，減少了對路面的損壞,管道開槽施工現(xiàn)場,管道非開挖施工現(xiàn)場,管道非開挖修復(fù)基本流程,盡管各種非開挖修復(fù)方法的工藝有所差異，但總體流程基本如下：,靜壓裂管法 靜壓裂管法是管道原位全斷面修復(fù)技術(shù)中的一項新工藝。其基本方式為：以待更新的舊管道為導(dǎo)向，在將其破碎的同時，將新管節(jié)拉入或頂入舊管道內(nèi)，實施管道更新。 折疊法 折疊法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)是使用一種外徑與原管道內(nèi)徑相等或稍小的PE管，經(jīng)折疊壓縮裝置將PE管按設(shè)計要求折疊變形暫時減少橫截面積，經(jīng)牽引機將變形后的PE管拉入清洗除瘤好的管道內(nèi)，然后利用氣壓將折疊的PE管打開，穩(wěn)壓一段時間后，使PE管折疊處盡量充分打開，慢慢恢復(fù)并與原管道內(nèi)壁貼合在一起，達(dá)到防腐和提高原管道承壓能力、延長使用壽命的目的。 聚乙烯（PE）管材 聚乙烯管材在近年來被廣泛應(yīng)用于工業(yè)管道、城市給排水管道、燃?xì)夤艿赖鹊叵鹿艿老到y(tǒng)，具有抵抗化學(xué)侵蝕和使用壽命長的特性，而且其優(yōu)異的可焊性能夠?qū)崿F(xiàn)理想的連接。,一、靜壓裂管法工藝,施工工藝簡介 以待更換的既有管道為導(dǎo)向，用專用裂管器將既有管道切開、擠碎達(dá)到擴徑效果，拖入或頂入新管道，新管節(jié)直徑比原有管徑大一到二級。 施工過程包括破碎舊管道、擠壓碎片進入土體形成新管孔、安裝連接形成新管道。施工設(shè)備系統(tǒng)主要由液壓動力源、液壓拉桿機、支撐架、相應(yīng)數(shù)量的拉桿以及裂管器組成。,靜壓裂管法施工示意圖,施工工藝流程,在施工管段兩端適當(dāng)部位設(shè)置設(shè)備工作井和進管工作井，將裂管設(shè)備置于設(shè)備工作井內(nèi)，首先將快裝桿從舊管道推向進管工作井，在進管工作井將導(dǎo)向桿卸下，更換相應(yīng)的脹破裝置，與管道連接后回拉，在破碎舊管的同時，拉入新管道，以完成管道的替換施工。 施工準(zhǔn)備工作包括收集收集資料、現(xiàn)場勘查、沿線物探和編制施工組織設(shè)計、施工方案等技術(shù)準(zhǔn)備，現(xiàn)在圍擋、導(dǎo)行交通等現(xiàn)場準(zhǔn)備和技術(shù)安全交底、培訓(xùn)等組織準(zhǔn)備工作。,施工準(zhǔn)備工作,接通臨時線舊管道停氣置換,開挖工作井,短管CCTV內(nèi)窺儀檢測,舊管道清洗,裂管設(shè)備安裝,PE管節(jié)焊接,裂管器擠闊,PE管試壓,回填井位,全線試壓,恢復(fù)路面,恢復(fù)供氣,竣工測量,施工工藝流程,工藝優(yōu)缺點分析,主要優(yōu)點,施工簡單易行、速度快、造價省 管道適用范圍廣，包括：鋼管、鑄鐵管、水泥管等地下管道。 修復(fù)管道清洗要求低 在一定范圍內(nèi)能擴徑，增加流量 對周邊環(huán)境影響小,主要缺點,破碎舊管時的擠壓和振動對周邊建筑物產(chǎn)生危害 需安裝護套以保護新管 單次更換長度短（100m） 彎頭處理較為困難,施工工程簡介,1. 工程概況 某燃?xì)饧瘓F公司在靜安里中壓線天然氣管網(wǎng)改造工程中使用 靜壓裂管施工工藝，取得了成功的施工實踐。 工程起點為既有DN200中壓A天然氣閘井，終點為靜安里中低壓調(diào) 壓站，沿途沒有用戶支線。待修復(fù)管道為DN200的無縫鋼管，新管材 為SDR11的直徑200PE管，管段長477m；采用800G型裂管設(shè)備，共設(shè)工 作井8座，工期26天。（不含切接） 2. 工程現(xiàn)場調(diào)查 工程地質(zhì)情況調(diào)查 ：確定各巖土層厚度、取樣深度、含水量、 顆粒度承載力標(biāo)準(zhǔn)值等數(shù)據(jù)，給出穿越地形和地質(zhì)鉆探剖面圖。 管道情況調(diào)查：確定待修復(fù)管道埋深、拐點、三通、閥門、水缸 及其他管道附件的位置，附近埋地管道和其他地上地下構(gòu)筑物的 情況。,3. 施工組織與設(shè)計 考慮因素 對存在三通、閥門等附件的管線連接處必須暴露開挖； 管道走向變化處（10）必須暴露開挖； 根據(jù)設(shè)備能力及施工條件確定一次施工長度； 工作井的位置不應(yīng)影響交通。 工作井設(shè)置 共設(shè)置9個工作井：6、7、8號為設(shè)備井；1、3、4、5號為進管井； 1-1、2為復(fù)合井（作為進管井和設(shè)備井共用），劃分為8個施工段。 工作井?dāng)嗝娲_定 L=H（4RH）0.5DN 式中： L工作井長度（m） H敷設(shè)（管中距地面）深度（m） R聚乙烯管許用彎曲半徑（m）R25DN DN公程直徑（m）,施工工程簡介,靜安里中壓線天然氣管網(wǎng)改造工程施工示意圖,施工工程簡介,超過 100G的市政課件下載地址： 訪問密碼 d5cf 十一月市政培訓(xùn)班的網(wǎng)址： 12年過的一級市政和造價師 一次性八門 ,攜手十一 通過市政 qq群：136816564,4. 舊管道清洗 管道內(nèi)部污垢較多時，需先進行清洗。沉積物較疏松時選用機械清洗，沉積物較多且結(jié)垢堅硬時選用高壓水清洗，沉積物為粘稠油狀物時選用化學(xué)清洗劑清洗。 該工程管道沉積物較少，只局部采用高壓水進行清洗。,5.裂管設(shè)備安裝 800G型裂管設(shè)備吊放在設(shè)備井內(nèi)，以舊管道中心和所在井壁面為基準(zhǔn)，安放平整，液壓動力設(shè)備放置在設(shè)備井外，設(shè)備支撐穩(wěn)固。 6.設(shè)置切割刀具角度 割刀角度設(shè)置以不破壞管道與管道上的回填土之間的平衡力為原則，角度宜設(shè)置在“5點”或“7點”位置。,割刀輪位置,施工工程簡介,施工注意事項,1.裂管設(shè)備操作要點 裂管作業(yè)： 當(dāng)導(dǎo)向桿已到達(dá)管井口時，應(yīng)停止連接快裝桿； 將磁性擋塊放入鉸接桿兩端的凹窩內(nèi)； 滾刀進入舊管道管口時刀刃應(yīng)在“5點”或“7點”位置上。 管道就位： 拉管過程中在新舊管壁之間填入柔性材料以減少摩擦； 施工時記錄推拉桿連接數(shù)量以推斷推拉桿位置； PE管拉入拖動過程中記錄最大壓力值變化； 準(zhǔn)備充足，施工安排合理有序，嚴(yán)格填寫施工記錄。,施工注意事項,回拉管過程中如遇管道突然停止不前，可能是管道被重物壓住所致。應(yīng)在被卡住的地點開挖，移除重物，繼續(xù)回拉。,回拉管注意事項,回拉管過程如起點時裂管頭就被卡住，可能是因為舊管周圍土體密度大所引起。應(yīng)取下裂管頭，用割刀割裂舊管，壘土壩注水，淹沒管頂，蓄水一天浸軟土層；抽走蓄水，繼續(xù)回拉。,1.工程結(jié)果 采用原位裂管法將DN200的無縫鋼管置換為DN200的聚乙烯新管道，全長477m在28d預(yù)定工期內(nèi)施工完畢。除工作井占用道路設(shè)置圍擋外，其余部位保持路面交通，影響較小。 2.改進建議 國內(nèi)設(shè)備配套性差，政府應(yīng)引導(dǎo)企業(yè)消化引進技術(shù)設(shè)備； 國內(nèi)尚無管道修復(fù)前后檢測評價技術(shù)和評價標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)著手編制； 國內(nèi)尚無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，地方可先行編制地方標(biāo)準(zhǔn)。,工程結(jié)果與建議,二、折疊法工藝,1.工藝原理 折疊法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)使用外徑與原管道內(nèi)徑相等或稍小的PE管，經(jīng)折疊壓縮將PE管折疊變形，拉入清洗除瘤好的管道內(nèi)，利用氣壓將折疊的PE管打開，慢慢恢復(fù)并與原管道內(nèi)壁貼合在一起，達(dá)到防腐和提高原管道承壓能力、延長使用壽命的目的。,2.工藝適用范圍 適用管道類型為：壓力管道、重力管道及石油、天然氣、煤氣及化工管道。內(nèi)襯管管材：壓力管道內(nèi)襯常用PE管材，重力管道可選用PVC內(nèi)襯折疊管。修復(fù)管道直徑：100-1200mm，通常只用于直管段。據(jù)報道，修復(fù)直徑為400mm的管道時最大施工長度大800mm，取決于滾筒容量、回拖機構(gòu)的回拖力及材料的強度。,內(nèi)襯管修復(fù)前后變化,工藝特點 施工占用場地小，環(huán)保性好 新舊管配合緊密，無需注漿 單次修復(fù)距離長 管道過流斷面損失小 對管道清洗要求低 穿插順暢 施工周期短 使用壽命長 經(jīng)濟性好,施工工藝流程圖,工藝特點及流程圖,德國某供水管道修復(fù)工程曾是世界上最大直徑的PE折疊法修復(fù)工程，舊管管徑DN=1500mm，為承插式，每5m一節(jié)。 修復(fù)前多處漏水，漏水量達(dá)35L s。 修復(fù)長度550m并有90慢轉(zhuǎn)彎。 內(nèi)襯PE管外徑1480mm，SDR61，重量54t，修復(fù)中停水時間72h。,Subetrra折疊機 插入折疊管,工程實例,注冊建造師繼續(xù)教育 市政公用工程,玻璃夾砂管排水管道長距離頂進 施工技術(shù),玻璃夾砂管排水管道長距離頂進施工技術(shù),玻璃鋼夾砂管簡介： 玻璃纖維增強塑料夾砂管（FRPM），簡稱玻璃鋼夾砂管，是一種新型柔性非金屬復(fù)合材料管道。具有重量輕、承壓能力好、比阻小、無污染、耐腐蝕能力強等特點，且安裝方便、使用壽命長、綜合費用適中、操作簡單、維護成本低等特點，目前極具發(fā)展前景。,玻璃鋼管道,玻璃鋼管道斷面結(jié)構(gòu)示意圖,中繼站法（中繼間、中繼環(huán)） 將需頂進的管線全長分成若干段，在相鄰兩段之間設(shè)置與所頂進管相同管徑的工作管，布置頂進設(shè)備，此工作管節(jié)稱中繼間。中繼間以前的管段用中繼間的頂進設(shè)備頂進。,泥漿套法 在頂管過程中，以高壓泵 向管外壁與土層之間注入觸變泥 漿，以減小阻力的措施。,大直徑管道人工控制注漿法,中繼站工作原理,長距離頂管施工技術(shù),玻璃鋼管與混凝土管經(jīng)濟技術(shù)比較,工程案例（一）,工程簡介 南洲路污水主干管是廣州市瀝窖污水處理廠廠外收集系統(tǒng)的關(guān)鍵工程, 管道起點在廣州大道南洲路口立交處, 止點在瀝窖污水處理廠廠內(nèi)提升泵房, 全長4858m, 平面走向呈L形, 其中在規(guī)劃南洲路段長4173m, 為東西走向; 在廠外西側(cè)規(guī)劃路上長685m, 為南北走向。 南洲路從廣州大道至少管所一段為舊路, 路面狹窄, 車流、人流密集, 該路段是附近瀝窖村、小洲村、土華村的進出必經(jīng)之路, 地面標(biāo)高7.2-7.5m( 廣州城建高程, 以下同) ; 從少管所至瀝窖污水處理廠為規(guī)劃路段, 沿線為農(nóng)田、果樹保護區(qū)、河涌, 地面標(biāo)高6.5- 5.8m, 最低點5.6m。,工程地質(zhì)水文條件,根據(jù)巖土報告顯示，地質(zhì)情況見下表:,場區(qū)開闊低平, 屬珠江三角洲沖積平原, 是地下水和地表水的排泄區(qū), 地下水豐富, 此外, 人工填土層還含有限的上層滯水。,排水設(shè)計,南洲路污水主干管為重力流管道, 沿規(guī)劃南洲路布置, 南洲路設(shè)計標(biāo)高約7.88.0m，管徑有2種規(guī)格:從廣州大道規(guī)劃新光快速路, 2200玻璃纖維夾砂管(2600 鋼筋混凝土管)，長度2145m，流水標(biāo)高-0.198-1.483m；從規(guī)劃新光快速路瀝窖污水處理廠，2500玻璃纖維夾砂管(3000鋼筋混凝土管),長度2713m，流水標(biāo)高-2.183- 3.811m。管道設(shè)計埋置深度9.412m。,地理位置平面圖,管材選擇 以往頂管管材多采用鋼筋混凝土管、鋼管。針對該工程情況, 如采用鋼筋混凝土管, 兩段管徑分別為2600和3000mm，合適的施工機具寥寥無幾, 設(shè)備數(shù)量無法滿足工期要求; 如采用鋼筋，則對其外表面防腐層保護不利, 另外, 焊縫數(shù)量多,工地焊接時間長, 即使加大每節(jié)管長也無法滿足工期要求；采用玻璃纖維夾砂管, 其優(yōu)點有: 水力特性好、粗糙系數(shù)小、管徑22002500 即可、頂管設(shè)備數(shù)量相對較多, 耐腐蝕、抗磨損性能好, 重量輕、頂力小、工方便等。 剛度等級 目前玻璃纖維夾砂管行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中, 無頂管品種, 且在環(huán)初始撓度的徑向變形率數(shù)據(jù)中, 僅規(guī)定了10kPa以下管剛度等級，為滿足遠(yuǎn)期規(guī)劃南洲路車輛、填土等荷載作用下的變形要求,要求管道剛度等級不得小于kPa。,管道設(shè)計,管道接頭 采用鋼套環(huán)F型承插接頭方式, 鋼套環(huán)起定位作用, 增加接頭的可靠性及可調(diào)性, 在鋼套環(huán)及后續(xù)管連接承插段設(shè)環(huán)型高彈性橡膠圈止水,保證兩管對接后的封水作用; 管壁周邊設(shè)注漿孔。,接頭大樣圖,管材樣圖,管道設(shè)計,根據(jù)設(shè)計，管道平面位置200250m設(shè)一座頂進工作井或接受工作井。頂管機在工作井內(nèi)向兩側(cè)接收井頂管，并采用多臺頂管機同時作業(yè)。 采用泥水平衡頂管機有利于快速穿越淤泥質(zhì)、淤泥粉質(zhì)細(xì)砂層，同時可滿足長距離頂管要求。取最大頂力的75(9000KN)為設(shè)計頂力。 頂管最大頂力計算： 頂管阻力包括頂管迎面阻力和管道摩阻力，根據(jù)GB50268中第6.3.4公式計 頂進阻力，kN 玻璃鋼管外徑，m 管道設(shè)計頂進長度，m 平均摩阻力，kN 管道迎面阻力，kN 根據(jù)經(jīng)驗，頂進距離為250m時，最大頂力為8700kN 9000kN，滿足要求。,施工方案優(yōu)化,實驗施工階段 該實驗管段全長108m，玻璃鋼夾砂管定長為3m，管道內(nèi)徑2270mm，采用定長纏繞工藝。實驗表明：平穩(wěn)頂進過程的實驗數(shù)據(jù)與計算結(jié)果基本吻合；頂管機遇障礙或發(fā)生偏移時，所測得的數(shù)據(jù)離散較大。建議施工過程中，管材壁厚適當(dāng)加厚。 沉井施工 始發(fā)工作井滿足頂管過程中工作井結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、安全、且截面設(shè)計須滿足頂管千斤頂、后靠背尺寸要求。本工程工作井采用鋼筋混凝土矩形預(yù)制結(jié)構(gòu)，采用不排水法下沉，水下混凝土封頂，截面尺寸為9.2m5.5m。井壁開孔須在下沉封頂后、頂管施工時用機械切割，接受工作井做法同始發(fā)工作井，直徑D=5.0m。 進出井施工 為防止出現(xiàn)“磕頭”現(xiàn)象，對井口5-10m范圍局部軟弱土體用水泥攪拌樁進行加固，并在頂管過程中，在工作井與管道間設(shè)置橡膠止水帶。,施工關(guān)鍵技術(shù),大管徑玻璃夾砂管頂管施工創(chuàng)造了一次頂進最長（236m）、頂進速度最快（69md）頂管工程最長（約5km）的當(dāng)時的國內(nèi)記錄，為玻璃夾砂管的頂管施工提供的寶貴經(jīng)驗。 工程竣工后管線運行良好，并獲得廣州市年度優(yōu)秀勘察設(shè)計一等獎和優(yōu)質(zhì)工程獎勵。,工程結(jié)果,工程案例（二）,工程概況 沈陽市崇山路玻璃夾砂管工程，頂管總長度為2151 m，其中頂進直徑2100mm玻璃鋼夾砂管長為1771m，頂進直徑1550 mm 玻璃鋼夾砂管長為380 m。 由于該工程需在兩高架橋橋墩基礎(chǔ)間穿越，應(yīng)保證橋墩與管材之間的最小距離，只有玻璃鋼夾砂管內(nèi)壁光滑，在相同流量條件下，可以縮小管徑。,混凝土管腐蝕,玻璃鋼夾砂管結(jié)構(gòu),施工速度快：單坑日進度不低于6m，而同流量混凝土管日單坑進度小于1m，鋼管為2m； 頂力?。和獗砉饣?，頂力小。目前最大頂力為DN2100mm的800t，DN1500的500t?；炷凉芡獗泶植冢斄Υ?，頂進機械要求高； 流通能力高：內(nèi)壁光滑，壓力相同時，管徑可以減小一檔，降低造價； 由于管徑縮小，管壁薄，避免了頂管過程中與其他管線交叉而形成的困難； 糾偏容易:由于自身重量輕，管節(jié)之間采用鋼套管連接，使得頂進過程糾偏特別容易； 連接方便：由于各工作坑或接受坑管子的連接不是整數(shù)段，混凝土管不能截成任意長度進行對接，采用鋼管焊接需24h，采用玻璃夾砂管可以任意截取，并在2-3小時內(nèi)連接好； 可帶土頂進： 管外表與土之間基本無粘結(jié)力，頂進中不易抱死管； 使用機具簡單，不需大型設(shè)備； 玻璃夾砂管耐腐性能優(yōu)異、壽命長，幾乎不用保修，無需維護。,管材優(yōu)越性,同公稱直徑、近似頂力兩種管材的壁厚、質(zhì)量、流量比較見下表,玻璃鋼管與混凝土管過流能力比較,沈陽崇山路污水截流干管根據(jù)高架橋及立交橋?qū)嶋H情況，分三 段設(shè)計： 污水節(jié)流干管穿越引導(dǎo)：采用玻璃鋼夾砂管頂管施工，設(shè)計管 徑2100mm，壁厚48.4mm，坡度0.7，頂管全長477.54m。 污水管渠穿越橋臺：兩橋橋臺處橋墩基礎(chǔ)間距為5m，凈距為3m 橋墩基礎(chǔ)深度為8-8.5m，橋墩基礎(chǔ)為挖孔樁，設(shè)計采用了兩根 直徑1550，壁厚為34.8mm的玻璃夾砂管，管道坡度為0.7，分 別穿越橋臺，施工方法采用頂管施工法，一次頂進長度最長為 50m，頂管全長為380m。 污水管渠穿越橋區(qū)：設(shè)計采用玻璃夾砂管頂管施工，設(shè)計管徑 為2100mm，壁厚48.4mm，坡度為0.7，頂管全長為1293.46m。,工程設(shè)計要點,頂管穿越橋墩基礎(chǔ)詳圖,管材的剛度：規(guī)格為DN1550mm、DN2100mm的玻璃鋼夾砂管的剛度須 10kPa；管材巴氏硬度40。 管道初始撓曲值：管道覆土厚度大于3.5mm時須確保管道埋設(shè)后24h之內(nèi)檢 測的初始撓曲值2%； 管道滲漏性能：帶水施工作業(yè)時，須保證管體及連接部位不應(yīng)有滲漏，須 以管道壓力等級（本工程頂管為無壓管，按無壓管的最大承受壓力 0.25MPa計）的1.5倍水壓進行檢驗； 管道頂進：遇到砂土、淤泥等軟土層時管道采用帶土頂進作業(yè)應(yīng)保證管道 發(fā)生偏移的范圍15mm； 在頂進過程中，管內(nèi)運土?xí)r玻璃鋼夾砂管內(nèi)壁采取的墊層材料應(yīng)確保管道 內(nèi)壁不受損傷； 管材的使用壽命50年。,玻璃鋼夾砂管管材的技術(shù)要求,樹脂選材：采用國內(nèi)名牌廠家生產(chǎn)的機械強度高、耐水性能好的纏繞型間苯不飽和聚脂樹脂； 纖維選材采用國內(nèi)名牌廠家生產(chǎn)的無堿無捻玻璃纖維直接纏繞紗。 管材連接技術(shù)方法 檢查井玻璃鋼夾砂短管與管材連接采用同材質(zhì)平口對接的裱糊連接方式。,玻璃鋼夾砂管頂管生產(chǎn)原材料要求,沈陽市崇山路污水截流干渠工程歷時80天的時間 ，工程圓滿結(jié)束，并于2002年9月驗收完畢，工程質(zhì) 量達(dá)到優(yōu)良。 崇山路污水截流干渠工程的建成，對完善沈陽市 北部排水系統(tǒng)起到了十分重要的作用， 同時也為北 方地區(qū)大型玻璃鋼夾砂管頂管工程積累了大量的施 工經(jīng)驗。,工程結(jié)果,注冊建造師繼續(xù)教育 市政公用工程,大直徑鋼管輸水管道頂進施工技術(shù),以上海青草沙源水工程嚴(yán)橋支線為例,頂管施工因其具有的眾多優(yōu)點而在市政工程中而被越來越多的采用。 頂管施工中，已從簡單的手掘式頂管發(fā)展到刀盤土壓平衡頂管機等機械頂管；管材發(fā)展為鋼筋混凝土管、鋼管和玻璃鋼管。 關(guān)鍵問題： 管道防腐、大口徑管道剛度,頂管施工技術(shù)發(fā)展,該工程為上海青草沙源水工程嚴(yán)橋支線輸配管線QYZ-C2標(biāo)，供水規(guī)模440萬md，采用兩根DN3600鋼管。管線全線采用頂管施工工藝，頂管井約有57座，管道中心間距7.2m。 J8J6為工程的最長管段（920m），J12J13頂管段埋深10.5m-12.6m，地面情況復(fù)雜，頂管主要穿越土層為砂質(zhì)粉土夾淤泥粉質(zhì)土層和淤泥質(zhì)黏土層。,J12J13井頂管穿越建筑物平面圖,案例：上海青草沙源水工程嚴(yán)橋支線,工程簡介,頂管機選型 參考同類工程經(jīng)驗，選用DN3600大刀盤泥水平衡頂管掘進機，該掘進機具有大扭矩，頂進效率高、沉降控制精度高、操作簡便等優(yōu)點。,DN3600大刀盤泥水平衡頂管掘進機,工程簡介,兩個擺動可伸縮刀盤的矩形頂管機,任意斷面形式的頂管機,方形頂管機,五花八門的頂管機,多刀盤矩形頂管機,多軸偏心傳動頂管機,單個大刀盤矩形頂管機,中繼間設(shè)計 根據(jù)在黏土層施工經(jīng)驗，擬定每段頂管設(shè)置2個中繼站，第一套中繼間設(shè)置在機頭后30m，第二套中繼間設(shè)置在機頭后250m。每套中繼環(huán)安裝24只800kN雙作用油缸，油缸行程為500mm。 中繼間密封結(jié)構(gòu)采用雙道徑可調(diào)的橡膠密封，另增加兩道鷹嘴型橡膠止水圈。,中繼間密封示意圖,工程簡介,中繼間總裝照片,中繼間處理步驟（圖2.9-3）,工程簡介,J12J13頂管段多次下穿五洲大道高架及A20外環(huán)主干道，頂管施工影響的建（構(gòu)）筑物如下：,J12J13井頂管沿線穿越周邊構(gòu)筑物情況,J12J13井頂管穿越建筑物平面示意圖,下穿建（構(gòu)）筑物保護措施,減小地面沉降措施： 1、選擇大刀盤泥水平衡頂管挖掘機 工程實踐證明：大刀盤泥水平衡頂管掘進機對地表的沉降控制精度最高，效果最好。施工中通過采用信息化手段以優(yōu)化施工參數(shù)，指導(dǎo)施工。 2、合理應(yīng)用“觸變泥漿套”原理 施工中應(yīng)特別注意要從出工作井開始壓漿，機尾的同步壓漿和管道沿線定時補漿也很重要。 3、做好置換漿工作 當(dāng)頂進結(jié)束后，在拆除觸變泥漿壓注接頭之前，必須對每個孔的球閥內(nèi)用泥漿置換觸變泥漿。應(yīng)邊放漿邊壓注水泥漿，直至整個管道全部完成。 4、后期沉降的觀測與控制 頂管施工結(jié)束后，應(yīng)做好持續(xù)監(jiān)測，并做好后期注漿、加固，直至沉降基本穩(wěn)定為止。,下穿建（構(gòu)）筑物保護措施,既有建（構(gòu)）筑物土體加固 1、確定加固的方法 該段穿越的交通要道，不宜采用較大的加固設(shè)備，對該土體采用壓密 注漿（純水泥單液漿）形式。加密注漿以梅花樁形式排列，孔距1000mm， 深度為相應(yīng)區(qū)域管頂一下1m。 2、確定加固范圍,J12J13井頂管土體加固平面布置圖,下穿建（構(gòu)）筑物保護措施,管道接口處理 管道材質(zhì)為Q235B型鋼材，現(xiàn)場焊接采用二氧化碳?xì)怏w保護焊，管組對接采用單邊“V”字形鴛鴦坡口形式，在導(dǎo)軌上進行作業(yè)。管外焊接時制作安裝拱形外圈腳手架。,管道焊接腳手架示意圖,管道接口和外防腐,J10井短管連接圖,管道接口外防腐 頂管接頭的外防腐層應(yīng)與頂管管道防腐層采用相同的標(biāo)準(zhǔn)，與原涂層搭接寬度不小于100mm。 工作井內(nèi)短管加工 井內(nèi)短管和彎頭應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行加工，井內(nèi)管道拼接最后一環(huán)宜為直管，在拼接最后一環(huán)前應(yīng)逐步消除坡線和軸線誤差。,J10井短管連接照片,管道接口和外防腐,1注漿孔組件 2鋼管 3外螺紋接頭 4DN25球閥 5三通接頭 6膠管,頂管過程中，通過注漿系統(tǒng)和管節(jié)上的注漿孔，向管道外壁注入適量的膨脹土觸變泥漿，以有效控制頂力。DN3600鋼管上沿管節(jié)前端均勻布置6只注漿孔。注漿孔的位置應(yīng)避開焊熱影響區(qū)，該工程設(shè)置在管節(jié)前端150mm處，沿圓周均勻分布。相鄰管節(jié)的注漿孔呈45交錯布置。,管節(jié)注漿孔布置圖 注漿孔詳圖,管道接口和外防腐,注漿孔工后處理：頂管結(jié)束后需對注漿孔進行封堵，該工程采用鋼制管堵（悶頭）進行密封，管堵材質(zhì)為Q235B鋼材，尺寸及形式如下圖：,注漿孔封堵形式及悶頭具體尺寸,管道注漿技術(shù),防腐層質(zhì)量要求 水泥：強度等級不低于42.5級; 砂子:顆粒堅硬、潔凈、級配良好 水：水質(zhì)清潔，不含有害物質(zhì) 外加劑：不得采用有害水質(zhì)及腐蝕 鋼材的外加劑。,鋼管及配件內(nèi)防腐要求 內(nèi)防腐采用水泥砂漿襯里，質(zhì)量要求應(yīng)符合埋地給水鋼管道水泥砂漿襯里 技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，除彎頭、三通外均采用機噴法施工。用涂敷機涂敷施工內(nèi) 外防腐分兩層涂抹，DN3600管材噴涂襯里厚度18mm，允許公差為+4mm-3mm。,水泥砂漿噴涂機,內(nèi)防腐施工及養(yǎng)護,涂敷作業(yè)流程圖 內(nèi)防腐總體施工順序流程圖,防腐施工工藝流程,內(nèi)防腐施工基面處理及施工處理 管道內(nèi)部的浮銹、氧化鐵皮、焊渣、油污等，應(yīng)徹底清除干凈；焊縫突起高度不大于防腐設(shè)計厚度的13。 先下管后做防腐層的管道，應(yīng)在水壓試驗、土方回填驗收合格且管道變形基本穩(wěn)定后進行。 管道豎向變形不應(yīng)大于設(shè)計規(guī)定，且不得大于管道內(nèi)徑的2% 。 內(nèi)防腐施工的技術(shù)要求 施工時水泥砂漿必須用機械充分?jǐn)嚢?，攪拌時間不大于10min。砂漿稠度應(yīng)符合襯里的勻質(zhì)密實度要求，砂漿應(yīng)在初凝時使用。 水泥砂漿重量配比可在1:11:2范圍內(nèi)選用，坍落厚度宜取60-80mm。 DN3600管材噴涂襯里厚度18mm，噴涂允許公差為+4-3mm。 泥沙漿抗壓強度不得低于30MPa。,內(nèi)防腐施工及養(yǎng)護,水泥砂漿襯里平整度 水泥砂漿襯里的表面的粗糙度 水泥砂漿因收縮引起的裂縫 水泥砂漿表面缺陷 水泥砂漿襯里表面空鼓情況,DN3600管道內(nèi)防腐檢測頻率表,內(nèi)防腐施工的質(zhì)量檢查 水泥砂漿襯里厚度：可用鉆孔方法或測厚儀檢測。測厚儀檢測時，每100m長管段抽查2個的斷面，每個斷面應(yīng)測上下兩點，一個不合格時再抽查4個斷面，若其中有兩個點不合格，則檢測不合格。,內(nèi)防腐施工及養(yǎng)護,試驗參數(shù)的確定 根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，DN3600鋼管道設(shè)計工作壓力為0.8MPa，試驗壓力為0.8+0.5=1.3MPa。 根據(jù)工程具體情況，全線分為兩個水壓試驗段，每段又分為南線北線，共做4次水壓實驗，設(shè)計總長度為4525m。管道水壓實驗分段長度不宜大于1.0km，考慮實際情況經(jīng)專家論證，實際分段情況如下：,管道功能性實驗,J9J13井DN3600泵驗設(shè)備安裝示意圖,實驗裝置（J9J13井為例） 11.5kW多級離心泵一臺（七級） 輔助2in進水管道，2in閥門，1in排氣管道，1in閥門，控制設(shè)備 1.5級彈簧壓力表4塊 J9J13井管中心高程不等，根據(jù)高程水壓實驗排氣管主要設(shè)置在最高的J12井，設(shè)備安裝情況如下：,管道功能性實驗, 在試驗管道兩端封堵采用橢圓形封堵和內(nèi)悶板兩種形式。經(jīng)協(xié)調(diào)，四段水壓實驗共設(shè)置4只橢圓形封堵，與相鄰兩標(biāo)段公用4只內(nèi)悶版封堵。封堵形式如下：,封堵形式（a）橢圓形封堵 （b）內(nèi)悶板,管道功能性實驗,試驗流程 設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定，水壓試驗分為預(yù)實驗和主實驗階段。 預(yù)實驗階段：將管道水壓緩慢升至并穩(wěn)壓30min，期間若壓力下降可注水補壓，但不得高于試驗壓力。檢查有無漏水現(xiàn)象，有漏水損壞現(xiàn)象應(yīng)及時停止試壓，采取相應(yīng)措施后重新試壓。 主試驗階段：停止注水補壓，穩(wěn)定15min，當(dāng)15min后無壓力下降時，將試壓孔壓力降至工作壓力（0.8MPa）并保持恒壓30min，進行外檢若無漏水現(xiàn)象，則水壓試驗合格。,水壓試驗流程,管道功能性實驗,水壓試驗結(jié)果 J9J13井南線，試驗長度892m試驗段的主水壓試驗結(jié)果如下，結(jié)果表明水壓試驗達(dá)到規(guī)范要求。 主水壓試驗結(jié)果,管道功能性實驗,嚴(yán)橋支線工程作為青草沙水源地原水工程的陸域系統(tǒng)，于2010年12月1日順利投入使用。從青草沙原水工程基本建成到全面運行，受益總?cè)丝趯⒊^1100萬。 長距離、大管徑鋼管頂進施工，技術(shù)難度更高、質(zhì)量成本風(fēng)險更大。工程技術(shù)人員相繼攻克了超長距離頂進、軸線精度測量等技術(shù)難題。數(shù)項施工關(guān)鍵技術(shù)研究成果代表了我國大直徑鋼管頂管施工技術(shù)水平，也奠定了我國在國內(nèi)外行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先的地位。,工程結(jié)果,注冊建造師繼續(xù)教育 市政公用工程,供熱管道焊接質(zhì)量事故案例分析,案例一：南街區(qū)供熱管線改擴建工程,工程概況 某市政公司中標(biāo)承建城南街區(qū)供熱管線改擴建工程，其中包括對保溫脫落，跑、冒、滴、漏水（氣）嚴(yán)重的管線拆除并增容新建。對銹蝕滲漏的補償器及發(fā)么進行更換和新建。其中直埋敷設(shè)管道1729m、DN250、Q235B管材，采用高密度聚乙烯護管聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管。建設(shè)單位將管道安裝作為專業(yè)分包直接交由B公司負(fù)責(zé)，某市政工程公司負(fù)責(zé)土建（包括5處穿越施工）施工和管道安裝配合。,案例一：南街區(qū)供熱管線改擴建工程,事故簡述 1、管道試運行合格即進入試供暖，在試運行期間隨壓力、溫度升高、發(fā)生漏氣漏水事故，運行壓力達(dá)不到規(guī)定值，導(dǎo)致街區(qū)住戶大面積停熱事故。 2、現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)：位于13號井北側(cè)的直埋管道在焊口處出現(xiàn)爆裂，泄露水進入附近樓房地下室。 3、爆裂處管節(jié)經(jīng)專業(yè)部門檢測后發(fā)現(xiàn)焊口處的焊縫熱影響區(qū)拉裂。焊縫夾雜有異種鋼。 4、試運行記錄顯示管道水熱升溫速度有超過10/h的現(xiàn)象。,案例一：南街區(qū)供熱管線改擴建工程,事故原因分析,直接原因： 13號井附近發(fā)生爆裂的直埋管道是因故切斷后補焊的管口，接口焊接質(zhì)量不合格，焊口缺陷在檢查時沒有被及時發(fā)現(xiàn)。,引發(fā)事故 的原因,主要原因： 現(xiàn)場質(zhì)量控制缺失，焊工施工人員的焊接基本知識缺乏和質(zhì)量意識差。,案例一：南街區(qū)供熱管線改擴建工程,事故原因 分析,現(xiàn)場接口焊接 質(zhì)量不合格表現(xiàn),坡口不夠，導(dǎo)致焊縫強度不足。,兩側(cè)焊口離熱影響區(qū)較近，造成應(yīng)力集中。,焊縫夾雜有異種鋼，說明焊接時沒有按照焊接工藝進行接口焊接。,現(xiàn)場質(zhì)量 控制缺失表現(xiàn),沒有坡口形式檢驗的記錄，并且沒有嚴(yán)格的處置意見。,為滿足供熱期限要求，未嚴(yán)格按照預(yù)定的升溫升壓方案試運行。,焊工上崗前的考試成績差，并未見補考記錄和成績合格