市政道路雨、污水管道工程施工技术

中国水利水电第七工程局有限公司2017年12月29日一、常见排水管种类二、管道施工方法简介三、管道施工方法-开挖沟槽法四、管道工程功能性试验五、管道工程质量通病及防治目录常见排水管种类第一部分目前国内的排水管道主要有钢管、混凝土管、钢筋混凝土管、PE(聚乙烯)钢肋复合缠绕管、HDPE双壁波纹管、玻璃钢管道、砖(石)砌渠道等。工程所用的管材、管道的附件、构（配）件和主要原材料等产品进入施工现场时必须进行进场验收并妥善保管。进场验收时应检查每批产品的订购合同、质量合格证书、性能检验报告、使用说明书、进口产品的商检报告及证件等，并按国家有关标准规定进行复验，验收合格后方可使用。第一部分常见排水管的种类一、钢管用途：主要用于地形复杂地段或穿越障碍等情况。因价格昂贵，只有在外力负荷很大或渗漏要求高的场合才建议使用。特性：金属结构，需进行内外防腐。标准：执行GB50235《工业金属管道工程施工及验收规范》。常见规格DN500－2600mm。特点：承受很高的压力，管件制作、加工方便。第一部分常见排水管的种类二、钢筋混凝土管用途：主要用于市政排污，引水及农田排灌等。特性：混凝土结构，硬性重力流管。标准：执行GBT11836-2009混凝土和钢筋混凝土排水管标准。常见规格DN200－2000mm。特点：耐酸、耐碱，抗腐蚀是一种理想的环保产品。第一部分常见排水管的种类三、高密度聚乙烯(PE)缠绕管用途:市政排水、电力、石化、煤矿通风等。特性:热熔柔性管材。标准:执行GB/T19472.2-2004《埋地用聚乙烯（PE）结构壁管道系统第二部分》标准。特点:耐磨损、耐腐蚀、抗老化、强度高,使用寿命长。常见规格DN200－1800mm。第一部分常见排水管的种类四、PVC-U排水管用途：广泛用于各种建筑环境的排水管道的应用。特性：硬聚氯乙烯管材。标准：执行国家《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件》GB/T5836.2-2006标准。特点:流体阻力小,输送效率高,重量轻,安装维修方便,性能可靠,密封性能好,使用寿命长。常见规DN20—160mm。第一部分常见排水管的种类五、玻璃钢夹砂管用途：主要用于用于各类市政污水处理、给水自来水输送、农田灌溉、石油化工。特性：新型复合材料管材，比重小、重量轻，运输、安装方便。标准：执行GB/T21238-2007《玻璃纤维增强塑料夹砂管》标准。常见规格DN50－2000mm。特点：耐水，耐腐蚀，耐温，防污，耐磨性好，水力特性优良、节省能耗、无二次污染，造价较高。第一部分常见排水管的种类六、铸铁排水管用途：主要用于70～80年代的民房排污排水，现已被新新型材料PVC管取代。特性：铸铁硬性重力流管。标准：GB13295-2008《水及天燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》。特点：抗挤压、水冲无噪音。常见规格DN40--2600mm。第一部分常见排水管的种类管道施工方法简介第二部分第二部分管道施工方法简介管道施工分为开槽施工和不开槽施工。不开槽施工通常也称为暗挖施工方法。主要有顶管法、盾构法、浅埋暗挖法、定向钻法、夯管法等施工方法。顶管法：借助于顶推装置，将预制管节顶入土中的地下管道不开槽施工方法。第二部分管道施工方法简介盾构法：采用盾构机在地层掘进的同时，拼装预制管片或现浇混凝土构筑地下管道的不开槽施工方法。第二部分管道施工方法简介浅埋暗挖法：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽的施工方法。第二部分管道施工方法简介定向钻法：利用水平钻孔机钻进小口径的导向孔，然后用回扩钻头扩大钻孔，同时将管道拉入孔内的不开槽施工方法。第二部分管道施工方法简介夯管法：利用夯管锤（气动夯锤）将管节夯入地层中的地下管道不开槽施工方法。第二部分管道施工方法简介管道施工方法-开挖沟槽法第三部分第三部分管道施工方法-开挖沟槽法测量放线——沟槽开挖——基础（垫层）敷设——下管——管道接口（排水有的有复杂的基础）——检查井浇筑（砌筑）——功能性试验（闭水试验、压力试验）——回填。开挖沟槽法施工工艺流程：•市政管道开槽施工时，经常遇到地下水，土层内的水分主要以水汽、结合水、自由水三种状态存在，结合水没有出水性，自由水对市政管道开槽施工起主要影响作用。当沟槽开挖后自由水在水力坡降的作用下，从沟槽侧壁和沟槽底部渗入沟槽内，使施工条件恶化，严重时，会使沟槽侧壁土体坍落，地基土承载力下降，从而影响沟槽内的施工。因此,在管道开槽施工时必须做好施工排（降）水工作。市政管道开槽施工中的排水主要指排除影响施工的地下水，同时也包括排除流入沟槽内的地表水和雨水。•施工排水有明沟排水和人工降低地下水位两种方法。•不论采用哪种方法，都应将地下水位降到槽底以下一定深度，以改善槽底的施工条件；稳定边坡；稳定槽底；防止地基土承载力下降；为市政管道的开槽施工创造有利条件。3.1施工排水•明沟排水通常是当沟槽开挖到接近地下水位时，修建集水井并安装排水泵，然后继续开挖沟槽至地下水位后，先在沟槽中心线处开挖排水沟，使地下水不断渗入排水沟后，再开挖排水沟两侧土。如此一层一层地反复下挖，地下水便不断地由排水沟流至集水井，当挖深接近槽底设计标高时，将排水沟移置在槽底两侧或一侧，如图所示。排水沟开挖示意图3.1施工排水•人工降低地下水位是在含水层中布设井点进行抽水，地下水位下降后形成降落漏斗。如果槽底标高位于降落漏斗以上，就基本消除了地下水对施工的影响。地下水位是在沟槽开挖前人为预先降落的,并维持到沟槽土方回填，因此这种方法称为人工降低地下水位，如图所示。人工降低地下水位示意图1、抽水时水位2、原地下水位3、井点管4、沟槽人工降低地下水位一般有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等方法。3.1施工排水•沟槽降水进行一段时间，水位降落达到一定深度，为沟槽开挖创造了一定的便利条件后，即可进行沟槽的开挖工作。•3.2.1、沟槽断面形式的选择•常用的沟槽断面形式有直槽、梯形槽、混合槽和联合槽4种，如图所示。沟槽断面形式(a)直槽；(b)梯形槽；(c)混合槽；(d)联合槽3.2沟槽开挖•合理地选择沟槽断面形式，可以为市政管道施工创造良好的作业条件，在保证工程质量和施工安全的前提下，减少土方开挖量，降低工程造价，加快施工速度。•选择沟槽断面形式，应综合考虑土的种类、地下水情况、管道断面尺寸、管道埋深，施工方法和施工现场环境等因素，结合具体条件确定。沟槽尺寸确定B-管道基础宽度；b-工作宽度；t-管壁厚度；l1-管座厚度；h1-基础厚度3.2沟槽开挖•3.2.2、沟槽断面尺寸的确定•以梯形槽为例，沟槽断面各部位的尺寸按如下方法确定。1.沟槽的下底宽度：••式中：W下——沟槽下底宽度，m；•B——基础结构宽度，m；•b——工作面宽度，m。•每侧工作面宽度b决定于管道断而尺寸和施工方法，一般不大于0.8m，可按下表确定。bBW2下3.2沟槽开挖•2.沟槽开挖深度的确定•沟槽开挖深度按管道设计纵断面确定，通常按下式计算：••式中：H——沟槽开挖深度，m；•H1——管道设计埋设深度，m；•h1——管道基础厚度，m；•l1——管座厚度，m；•t——管道壁厚，m。•施工时，如沟槽地基承载力较低，需要加设基础垫层时，沟槽的开挖深度尚需考虑垫层的厚度。tlhHH1113.2沟槽开挖•3.沟槽上口宽度的确定•沟槽上口宽度按下式计算：••式中：•——沟槽的上口宽度，m；•——沟槽的下底宽度，m；•H——沟槽的开挖深度，m；•n——沟槽槽壁边坡率。•为了保持沟槽侧壁的稳定，开挖时必须有一定的边坡。在天然土壤中开挖沟槽，如果槽底标高高于地下水位，可以考虑开挖直槽。不需加设支撑的直槽边坡一般采用1:0.05。nHWW2下上上W下W3.2沟槽开挖•3.2.3、沟槽土方量计算••式中：•——各计算段的土方量，m³；•——各计算段的沟槽长度，m；•——各计算段两端断面面积，m2。iViL21FF、iiLFFV)(21213.2沟槽开挖3.2.4、沟槽土方开挖（一）沟槽放线•沟槽开挖前，应建立临时水准点并加以核对、测设管道中心线、沟槽边线及附属构筑物位置。临时水准点一般设在固定建筑物上，且不受施工影响，并妥善保护，使用前要校测。沟槽边线测设好后，用白灰放线，以作为开槽的依据。根据测设的中心线，在沟槽两端埋设固定的中线桩，以作为控制管道平面位置的依据。（二）沟槽开挖1.土方开挖的一般原则3.2沟槽开挖•沟槽开挖时应遵循下列原则：（1）开挖前应认真解读施工图，合理确定沟槽断面形式，了解土质、地下水位等施工现场环境，结合现场的水文、地质条件，合理确定开挖顺序；（2）为保证沟槽槽壁稳定和便于排管，挖出的土应堆置在沟槽一侧，堆土坡脚距沟槽上口边缘的距离应不小于0.8m,堆土高度不应超过1.5m；（3）土方开挖不得超挖，以减小对地基土的扰动。采用机械挖土时，可在槽底设计标高以上预留200mm土层不挖，待人工清理。即使采用人工挖土也不得超挖。如果挖好后不能及时进行下一工序时，可在槽底标高以上留150mm的土层不挖，待下一工序开始前再挖除。（4）采用机械开挖沟槽时，应由专人负责掌握挖槽断面尺寸和标高。施工机械离沟槽上口边缘应有一定的安全距离。（5）软土、膨胀土地区开挖土方或进入季节性施工时，应遵照有关规定。3.2沟槽开挖2.开挖方法•土方开挖分为人工开挖和机械开挖两种方法。为了加快施工速度，提高劳动生产率，凡是具备机械开挖条件的现场，均应采用机械开挖。•沟槽机械开挖常用的施工机械有单斗挖土机、多斗挖土机和液压挖掘装载机。（三）开挖质量要求1)严禁扰动槽底土壤，如发生超挖，严禁用土回填；2)槽壁平整，边坡符合设计要求；3)槽底不得受水浸泡或受冻；3.2沟槽开挖（四）开挖安全施工技术1)土方开挖时，人工操作间距不应小于2.5m，机械操作间距不应小于10m；2)挖土应由上而下逐层进行，禁止逆坡挖土或掏洞；3)应严格按要求放坡；4)沟槽开挖深度超过3m时，应使用吊装设备吊土，坑内人员应离开起吊点的垂直正下方，并戴安全帽，工人上下应借助靠梯；5)材料和土方应堆放在距槽边1m以外的地方；6)应设置路挡、便桥或其他明显标志，夜间应有照明设施；7)必要时应加设支撑。3.2沟槽开挖3.2.5、单斗挖土机挖土与自卸汽车运土的协调配合计算•在市政管道工程的开槽施工中，受施工现场环境和交通的影响，有时挖出的土方需要全部外运，回填时再将部分土运回。施工时一般采用自卸汽车进行土方外运，则汽车运土应与挖土机挖土工作相匹配，保证挖土机连续作业。此时与挖土机配套的自卸汽车的台数可按下式计算：•式中：Pd——单斗挖土机台班产量，m3/台班；•Pq——自卸汽车台班运量，m3/台班，根据汽车的的有效载重量和台班运输次数确定。qdPPN3.2沟槽开挖•单斗挖土机台班产量Pd按下式计算：•式中：Pd——单斗挖土机的台班产量，m3/台班；•Ph——单斗挖土机的小时生产率，m3／h。•单斗挖土机的小时生产率Ph可按下列公式计算：•Ph=60·q·n·k1·k2•式中：Ph——单斗挖土机的生产率，m3／h；•q——土斗容量,m3；•n——每分钟挖土循环次数；n=•Tp——挖土机每次循环延续时间，s；•K1——土的影响系数，一类土为1.0，二类土为0.95，三类土为0.8，四类土为0.55。•K2——工作时间利用系数；在侧向汽车装土时，为0.68～0.72；在侧向堆土时为0.78～0.88；挖爆破后的岩石时为0.60。hdPP8pT60•也可按时间计算，即：•式中：•t——自卸汽车自开始装车至卸土返回时的循环时间，s；•t1——自卸汽车装车时间，s。•3.2.6、地基处理•地基处理的目的是:改善土的力学性能、提高抗剪强度、降低软弱土的压缩性、减少基础的沉降、消除或减少湿陷性黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性。•地基处理的方法有以下4类：•1.换土垫层2.碾压与夯实•3.挤密桩4.注浆液加固1ttN3.2沟槽开挖•支撑是由木材或钢材做成的一种防止沟槽土壁坍塌临时性挡土结构。支撑的荷载是原土和地面上的