水污染控制工程-第六章-排水管渠施工課件

水污染控制工程第六章排水管渠施工第一節(jié)排水管渠的施工方法排水管渠的斷面一般為圓形，大型管渠也有采用矩形或其他形狀的。施工方法方法的選擇與管型、管徑以及費用有關(guān)。頂管施工大口徑圓管盾構(gòu)施工特大型圓形管道開槽施工非圓形大型管道，圓形管道，小口徑管道第二節(jié)開槽施工工序測量放線開挖管槽及支護管槽排水管道基礎(chǔ)制作管道鋪設(shè)管道接口閉水試驗管槽覆土一、測量放線設(shè)置水準點測定檢查井中心位置及設(shè)置輔助樁劃定管槽邊線或工作坑開挖線二、開挖管槽及支護首先確定管槽斷面形式及槽壁是否需要支撐。(一)管槽斷面形式正確選擇斷面，對減少挖土量、簡化施工工序、便于施工和保證安全生產(chǎn)，有著十分重要的意義。斷面形式直槽(直壁式矩形槽)梯形槽復合式臺階式斜坡式復合式影響槽型選擇的因素土質(zhì)地下水情況施工場地大小管槽深度挖土方法工期長短(二)管槽支撐直槽土壁常用木板或鋼板組成的擋土結(jié)構(gòu)支撐。當槽底低于地下水位時，直槽必須加撐。支撐形式橫撐豎撐鋼板樁疏撐密撐a.橫撐(采用疏撐)b.豎撐(采用疏撐)c.密撐(鋼板樁)(三)管槽開挖分類開挖方法決定因素人工開挖機械開挖土質(zhì)現(xiàn)場條件技術(shù)條件(勞動力和機械設(shè)備)工期要求三、管槽排水管槽出現(xiàn)積水時可用明溝排水，明溝底坡(0.01～0.05)，傾向集水坑。集水坑間距40～180m，視水量而定。排水溝的挖掘常隨管槽挖土同時進行。當明溝排水不能保證槽底無水時，一般采用井點排水法。四、管道基礎(chǔ)制作管道基礎(chǔ)分三部分地基基礎(chǔ)管座槽底原土，不能回填把管道的荷載傳遞給地基分類土基砂基煤屑基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)鋼筋混凝土基礎(chǔ)固定管身和分布管道荷載于基礎(chǔ)溝道基礎(chǔ)圖五、管道鋪設(shè)管道鋪設(shè)是把預制管節(jié)按設(shè)計的位置排在已經(jīng)做好的基礎(chǔ)上。排管是指校正管節(jié)的位置，使它的中心線和管槽中心線(上游、下游檢查井中心樁的連線)在同一垂直平面內(nèi)(這叫對中)，使它的內(nèi)底高程在設(shè)計高程(標示在施工圖紙上)上(這叫高程控制)。對中、高程控制借助于龍門架和對高尺。六、管道接口管道接口概念用接口材料封填管節(jié)間空隙，使?jié)B漏處于允許范圍之內(nèi),并能耐受震動和管道的不均勻沉降。分類柔性接口剛性接口形式承插式企口式“F”形鋼承口式七、閉水試驗檢查管道接口的滲漏情況，通常采用閉水試驗。進行閉水試驗前，溝道內(nèi)應先灌水24h，使管壁充分浸透。若檢查井中水面下降則繼續(xù)加水，待水位穩(wěn)定20min后，進行正式試驗，觀察30min水位下降值。若下降值失常，則應檢查接口，進行修補。八、管槽覆土經(jīng)閉水檢驗，施工質(zhì)量符合要求，并經(jīng)主管單位同意后，管槽應立即覆土。覆土前必須清理槽內(nèi)雜物，并會同有關(guān)單位檢視有關(guān)管線。若管槽采用橫撐，則拆板和覆土應分層進行，每次拆板一般不超過三塊，隨即填土夯實。若管槽采用鋼板樁支護的，應在填土完成后方可拔樁。開槽施工中的地上建筑物保護（一）開槽施工中影響附近建筑物變形的主要因素分析1．降水造成的影響工程降水是軟弱和流沙地質(zhì)條件下常用的一種輔助工程措施。在無承壓水等特殊環(huán)境下，提水過程中，隨著降水曲線范圍內(nèi)土層中水位的降低，會導致土層下沉，從而造成附近建筑物的變形。2．土體流失造成的影響開槽施工過程中，如果溝槽兩側(cè)有地表水進入或所采取的井點降水效果不好，會把溝槽兩側(cè)的土體帶入溝槽。土體的移動將引起板樁支撐系統(tǒng)失穩(wěn)或形成局部坍塌，從而影響鄰近建筑物的穩(wěn)定。3．板樁支撐失穩(wěn)造成的影響在板樁支撐系統(tǒng)中，溝槽底面以下土層的粘聚力和內(nèi)摩擦角值較小、土層的回彈模量（E）較低、板樁進入土層深度不夠、板樁支撐剛度不足、橫向支撐間距過大等原因，均可引起地表水或地下水帶土流入溝槽，使板樁背后土體的變形過大，從而直接造成附近建筑物的沉降變形。4．板樁拔除時的影響在工程實踐中，板樁一般采用槽鋼，當溝槽施工完畢拔除板樁時，勢必會帶出部分土體（例如按l28a長10米估算，每塊板樁帶出的土體約為0.19立方米），引起土層的沉降變形，從而對建筑物的穩(wěn)定造成影響。（二）保護措施綜合比較分析從上面的理論分析可知，溝槽施工中降水和土體流失是造成附近建筑物沉降變形的主要原因。因此，施工中所采取防護措施的關(guān)鍵是達到擋土止水的目的。根據(jù)以往工程的經(jīng)驗以及相關(guān)參考資料，管道溝槽開槽施工防護措施中，可達到擋土止水目的的措施，一般有板樁（槽鋼板樁、鋼筋混凝土板樁）防護、灌注樁防護、深層攪拌水泥土樁墻防護、壓力注漿防護等。措施名稱優(yōu)點缺點適用條件板樁（槽鋼板樁、鋼筋混凝土板樁）防護1、止水擋土；2、可回收利用，比較經(jīng)濟；3、開闊場地施工方便，易于施工；4、槽鋼板樁可以回收利用。1、難以閉合，易形成滲水和土體移動通道；2、槽鋼板樁會帶出土體，需采取措施；3、打樁機架高13米，易受施工場地限制；4、鋼板樁剛度較其它樁的剛度?。?、施工噪音大。1、適用于保護距離開挖溝槽6米以外的建筑物和保護要求不高的低層建筑物；2、適用于軟土、淤泥質(zhì)土及地下水豐富地區(qū)。措施名稱優(yōu)點缺點適用條件灌注樁防護1、止水擋土；2、具有較好的抗折性能；3、施工設(shè)備簡易，施工靈活；4、可兼作溝槽護壁；5、與注漿防護結(jié)合使用有類似連續(xù)墻的功能。1、工程費用較高；2、施工時，成孔、垂直度、兩樁連接的質(zhì)量要求難以控制。1、適用于多層建筑物和有一定保護要求的建筑物；2、對粘性土、砂類土、黃土和淤泥土必須與高壓噴射水泥注漿樁合并使用；3、不適合于地下水流速過大地區(qū)。措施名稱優(yōu)點缺點適用條件深層攪拌水泥土樁墻防護1、兩樁之間可以相互咬合，止水擋土性能最好；2、可兼作溝槽護壁；3、工程費用低1、達到較好的防護效果，厚度在3米左右；2、不設(shè)鋼筋時抗折性能較差；3、作為止水擋土構(gòu)筑物時需要較大直徑。1、適用于要求較高的多層建筑物或其他建筑物的保護；2、按有關(guān)規(guī)定僅用水泥土樁墻作防護，其深度不得超過坑深6米。措施名稱優(yōu)點缺點適用條件壓力注漿防護1、可以固結(jié)土體封閉涌流通道，止水擋土性能較好；2、一般與其他工程措施結(jié)合使用，效果較好。1、措施費用較高；2、對施工機械有特殊要求。大多用于有特殊要求的建筑物的保護。第三節(jié)頂管施工為減少對交通的干擾和避免大開挖，大口徑管節(jié)在埋深大于3m時，可采用頂管法埋設(shè)。一、機頭概念機頭也可以叫導頭或工作管，主要作用是挖掘管節(jié)前的土壤，頂管時把管節(jié)導入設(shè)計位置，也就是起埋設(shè)管節(jié)的作用功能校正挖土方向,挖土,防止管節(jié)前土壤坍塌挖土方法手工擠壓水沖抽吸二、工作坑和接受井工作坑平面呈矩形，一般沿管道方向較長，深度較深，坑壁支撐，一般采用鋼板樁；若竣工后坑位無需覆土，可采用鋼筋混凝土沉箱，箱壁應預留位置正確、大小合適的管孔，竣工后沉井可改建成檢查井?？拥那昂蟊谠跍系理斶M時受力巨大，均應加固?？拥暮蟊跒榍Ы镯敽笞惺苋客屏Φ姆醋饔昧?，應進行土力學核算。三、管節(jié)頂進與接口(一)挖土挖掘方法人工挖土水力沖土擠壓切土機械切土(二)管節(jié)頂進方向控制在頂管過程中，必須經(jīng)常觀測頂進的管節(jié)位置是否符合設(shè)計。(三)管節(jié)接口頂管用的鋼筋混凝土管節(jié)的管口形式是凸口式，其接口的處理分兩個階段進行。在一節(jié)管子頂進以后，另一節(jié)管子下到工作坑里時，將兩節(jié)管子的管口對齊，并在凸緣處填塞一圈浸過瀝青的麻辮；管內(nèi)壁的接口處用金屬內(nèi)脹圈將管子撐緊，使頂管過程中管子接口處不致產(chǎn)生錯口。內(nèi)脹圈是兩個半圓形金屬圈，兩者用螺栓即可把內(nèi)圈脹大，撐緊兩節(jié)管子的接口。管節(jié)全部頂進后，拆除內(nèi)脹圈，再在接口處填水泥砂漿并與管內(nèi)壁抹平，接口就完成。頂管時接口管理非開挖技術(shù)簡介城市建設(shè)中，地下的通訊、電力、燃氣、交通信號、石油等管線的鋪設(shè)，通常采用傳統(tǒng)的人工和機械開挖技術(shù)，這種傳統(tǒng)的方法適用于不發(fā)展的區(qū)域，其技術(shù)含量低，在市區(qū)施工中對地面上的物景產(chǎn)生損壞，對地下的管網(wǎng)產(chǎn)生威脅，且近50年來開挖技術(shù)沒有多大改進。1900年美國人采用頂管法成功地實現(xiàn)了非開挖鋪設(shè)管線的技術(shù)突破。非開挖技術(shù)經(jīng)歷60年的發(fā)展，先后只發(fā)明了螺旋鉆進法和沖擊矛法技術(shù)。1970年美國加洲人率先使用“水平導向鉆進法”穿過河流鋪設(shè)第一條采用此技術(shù)的管道，成為創(chuàng)立“水平導向鉆進法”的第一人。由于他經(jīng)常到全美各地推廣此技術(shù)。因此，“水平導向鉆進法”成為非開挖施工所普遍采用的施工工藝。隨著非開挖技術(shù)的不斷成熟，人們又針對不同的管網(wǎng)情況，1980年發(fā)明了“脹管法”（爆管法），此技術(shù)逐步推行開來，特別是自來水行業(yè)運用較多。非開挖技術(shù)，英文叫“TrenchlessTechnologies”(無開挖技術(shù))，非開挖技術(shù)就是指利用各種巖土鉆掘設(shè)備和技術(shù)手段，在地表不開挖溝槽的條件下，控測、檢驗、鋪設(shè)、更換或修復地下公用設(shè)施而能做到最小限度地擾民礙市。非開挖技術(shù)的作用及其技術(shù)應用傳統(tǒng)的地下管線施工是“挖槽埋管法”。這種被人們戲稱為“開膛破肚”的施工方法的主要缺點是對地上交通影響較大，使本來已經(jīng)十分擁擠的城市交通雪上加霜，同時給市民的工作和生活帶來諸多不便。另外，開挖施工使道路的質(zhì)量變差，壽命變短，污染環(huán)境。而且地下管線被挖斷的事故時有發(fā)生，造成不應有的經(jīng)濟損失。非開挖鋪設(shè)更換管道技術(shù)以其獨特的優(yōu)越性，已被人們逐步接受，特別是在大中城市，商業(yè)繁華地區(qū)普遍采用此項技術(shù)，我國香港特別行政區(qū)已運用很久。具體地說，非開挖技術(shù)有如下優(yōu)點：（一）對交通干擾最小；（二）對周圍物景的損壞減少對周圍的商業(yè)環(huán)境影響少；（三）全年可施工，施工安全、效率高；（四）社會效率高，且綜合成本低，工時少。人們通常采用的開溝更換管道的成本含開鑿路面、挖溝、運土費和倒土、回填運輸、壓實、重填水泥和瀝青、交通管制等高費用成本。尤其對商業(yè)和交通影響較大。例如，美國有個中國人開的商店，門前進行市政開挖鋪管施工，由于開挖的回填土堆積門前，影響了商店的生意營業(yè)額每況愈下，無法繼續(xù)，使之很快倒閉。目前，世界各國主要城市均不再使用傳統(tǒng)開挖鋪管和換管施工技術(shù)，取而代之的是非開挖技術(shù)，特別是美國、英國等發(fā)達國家均不允許開挖城市路面，完全采取非開挖鋪換管道。非開挖行業(yè)為高新技術(shù)行業(yè)，通常所采用的幾項非開挖新技術(shù)有：水平定向鉆進法（H.D.D）、爆（裂）管法（PipeBursting）、微型隧道法（Microtunneling）、頂管法（PipeJacking）、螺旋鉆進法（AugerBoring）。國外運用上述非開挖技術(shù)進行城市鋪設(shè)或更換管道，使用者要向施工工藝發(fā)明者（組織）支付一定的專利技術(shù)使用費。同時，對使用者在使用過程中諸如泥漿回收等都有嚴格的規(guī)定。水平定向鉆進法，施工長度為15-1800米，管徑25-1200毫米。主要應用于市政工程、管道設(shè)施、下水管道、壓力管道等的施工。爆（裂）管法，又稱脹管法。主要應用于壓力管道的更換和下水道的更換。施工長度在100-900米，管道直徑70-1060毫米，爆管法施工工藝過程又分“固定裂管工藝”和“氣動工法”通常采用此工藝在距離地面1米-2米處，管徑在200-350毫米，要比開挖節(jié)約成本10%-50%；在距離地面6米以下，管徑800毫米，要節(jié)約工程成本20%-25%。此工藝在西方國家普通采用。微型隧道法，主要應用于下水道的安裝，施工長度為25-225米，管徑為250-3050毫米。頂管法主要應用于大型下水道和壓力管道的安裝，施工長度可達490米，管徑在1060-3050毫米之間。螺旋鉆進法主要應用于短距離的管道施工，施工長度在12-150米，管徑為200-1500毫米。非開挖技術(shù)的效益分析非開挖技術(shù)的應用，其最大的效益是社會效益。非開挖技術(shù)適合于穿越街道、公路、鐵路、建筑物、河流，以及在鬧市區(qū)、古跡保護區(qū)、綠化帶等無法或不宜進行開挖作業(yè)的地區(qū)。在這些地區(qū)可廣泛應用于通信、石油天然氣、排水、煤氣、熱力、自來水、電力、有線電視等地下管線敷設(shè)工程施工。還可用于環(huán)境治理，水平降水、隧道管棚支護等工程。非開挖技術(shù)與傳統(tǒng)的開挖施工技術(shù)相比成本是比較低的。（一）直接成本。直接成本是指與管線施工直接有關(guān)的費用，主要有：規(guī)劃、設(shè)計和監(jiān)理費用；施工費用（支付給承包商和供應商的費用）；現(xiàn)有管線的改線費用；交通路線的改線費用；地面的復原費用。（二）間接成本。間接成本主要是指由于工程施工影響地面的商業(yè)活動和損壞財產(chǎn)而給予的經(jīng)濟補償，包括：路面損壞補償、地下管線損壞補償、影響商業(yè)活動補償；對人員傷亡的補償。（三）社會成本。社會成本是指由于工程施工而對地面的交通、環(huán)境、生活和商業(yè)活動的干擾和破壞，包括：對市民生活的干擾；對交通的干擾（交通堵塞、道路改線、交通事故）；對商業(yè)和工業(yè)活動的干擾；增加事故的發(fā)生率；環(huán)境的污染（破壞綠化、地下水、噪音、廢氣、振動、粉塵和污泥等）。有研究表明，總的社會成本與直接成本約在同一個數(shù)量級，有時甚至更高，因此，在選擇施工方法時，除了考慮技術(shù)因素（深度、地層和設(shè)備的能力等）外，還必須考慮上述各種成本因素。然而，在許多情況下難以對間接成本和社會成本作出定量的分析和計算，而只能作一大致的估算。（四）非開挖法與開挖法直接成本比較。在進行施工成本比較時，一般以道路開挖施工法的施工成本為基準為100，而非開挖法為34。當考慮間接成本