CN108223910A - 一种球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工方法 - Google Patents

Abstract

一种球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工方法，涉及一种球墨铸铁管穿越含有地下水土壤层进行敷设的方法，适用于地下水位较高土壤层中敷设敷设施工。其特征在于施工过程的步骤包括：沟槽开挖、地下水排除、管沟塌方处理、管道安装、管沟回填、水压试验。本发明的方法沟槽开挖断面采用直槽和梯形槽相结合的方式，并有效地控制地下水的水位高度，采用放坡竹跳板架杆支护的方案加固，防止沟槽塌陷事故，管道安装和水压实验工艺合理，能有克服水排除困难，管沟塌方、管道安装的难度大问题，实现球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工，为生产提供有效的供水保障。

Description

一种球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工方法

技术领域

一种球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工方法，涉及一种球墨铸铁管穿越含有地下水土壤层进行敷设的方法，适用于地下水位较高土壤层中敷设敷设施工。

背景技术

在采、选、冶、化一体配套的大型有色冶金、化工联合企业生产中，供水***是重要的支撑工程。在进行输水供水***管道的敷设过程中，球墨铸铁管穿越含有地下水土壤层的难度很大。输水工程的管网线长，且设计压力大，需要进行深埋，管道接口采用T型胶圈滑入式接口方式。在管线经常会在河床附近进行敷设，由于河道附近地质条件复杂，主要由粉质粘土、中砂、砾石组成，加上由于地下水位较高，给施工带来了很大难度。沟槽开挖、地下水排除困难，管沟塌方处理、管道安装的难度都很大。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有克服水排除困难，管沟塌方、管道安装的难度问题的球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工方法，其特征在于其施工过程的步骤包括：

（1）沟槽开挖；沟槽开挖时，开挖的沟槽形状为上部为截面梯形的锑形槽、下部为截面为方形的直槽；

（2）地下水排除；当地下水位在小于1.2m时，采用设临时管沟的方法，在临时管沟下游设置潜水泵进行连续抽水排除地下水；当地下水位在大于2m以下时；采用明沟排水的方法进行排水，开挖顺序从低处向高处开挖，开挖时水从高处流向低处的明沟，在明沟下游段设置潜水泵及时将管沟内的水排除；

（3）管沟塌方的处理；采用放坡竹跳板架杆支护的方法加固，采用3000mm*300mm竹跳板，架杆采用DN40钢管，竹跳板平铺于管沟壁，将架杆按田字形格排列平铺紧贴于竹跳板之上，管沟两边架构之间用钢管支撑；

（4）管道安装；安装时，复核沟槽中心线和基础标高，然后清除承口内表面和插口外表面油污；橡胶圈安装时，按管径选用相应的橡胶圈，将胶圈变成“梅花形”或“&”层形装入承口槽内，将胶圈按压或用砸实，卡在槽内；管道转弯处安装控制借转角度小于2⁰；管间的接口方式采用承盘和插盘连接；

（5）管沟回填；控制管道回填时间小于24小时；回填土采用粒径小于5mm的沙性土，采用蛙式夯，回填过程控制管道两侧回填高差不超过30cm；回填分层进行，管道两侧和管顶以上50cm用蛙式夯夯实，每层虚铺厚度不大于30cm；管顶以上 50cm 至地面用蛙式打夯机夯实，每层虚铺厚度30cm；分段回填时，相邻两段接茬呈阶梯形；回填压实度标准:胸腔部分≥95％；管顶以上50cm范围内≥85％；其余部位≥90％。

（6）水压试验；水压实验采用逐步升压，每次升压以0.2MPa为宜，每次升压以后，稳压检查没有问题时再继续升压，至达到最终实验压力。

本发明的一种球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工方法，沟槽开挖断面采用直槽和梯形槽相结合的方式，并有效地控制地下水的水位高度，采用放坡竹跳板架杆支护的方案加固，防止沟槽塌陷事故，管道安装和水压实验工艺合理，能有克服水排除困难，管沟塌方、管道安装的难度大问题，实现球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工，为生产提供有效的供水保障。

附图说明

图1为采用本发明的方法施工球墨铸铁管穿越含水土壤层的管沟结构示意图；

图2为采用本发明的方法采用的管沟壁支扩装置结构示意图。

其中，1为架杆，2为钢管支撑，3为角钢，4为球墨铸铁管。

具体实施方式

一种球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工方法，以某DN1000球墨铸铁输水工程为例，管线管网总长20km，设计压力为2.5MPa，平均埋深约3.1m。整个管线约有 16km管道沿防洪河床敷设，河道内地质条件复杂，地下水位较高，施工难度很大。

施工过程包括沟槽开挖、地下水排除、管沟塌方处理、管道安装、管沟回填、水压试验、安全措施等多方面、多环节。

1 沟槽开挖

沟槽开挖前确定沟槽的断面形式，因该工程土壤种类为3-6类土，地下水位在1.2m之间，所以沟槽断面形式采用直槽和梯形槽形式相结合的方式。为了保证沟槽开挖速度和开挖安全，多采用机械开挖为主，人工开挖为辅的开挖形式。沟槽开挖过程中因地下水位高，土壤多为沙石，因此对沟槽边坡进行了加固，以防沟槽深度过大产生塌陷事故。

2 地下水排除

施工过程中管沟内的排水，根据不同地段地下水的水位高度采用不同的排水方法。

2.1 地下水位最高段的排水方法

经过现场勘测，山湾村至龙井村段地形坡度在5‰左右，地下水位在1.2m左右，地下水位较高，首先需对上游来水进行截留。敷设一条DN300的临时管道将上游管沟内的地下水排除，并在管沟下游设置一个潜水泵连续抽水。由于施工容易使地质层中的流沙被抽出，导致地面下陷或塌方，因此在管沟开挖前5-10天就进行截留排水，使开挖段地下水下降，保证施工进度。

2.2 地下水位在2m以下的排水方法

宁远镇大桥至龙井段，地下水位在2m以下，同时河道坡度比较大，由于工期紧，采用明沟排水的方法进行施工。施工开挖顺序从低处向高处开挖，开挖时水从高处流向低处的明沟，保证再次开挖的土方较前一次的干燥，无边坡失稳现象。同时在下游段设置一个潜水泵及时将管沟内的水排除，保证施工质量。

3 管沟塌方的处理

山湾村——龙井村——宁远镇桥段，管沟旁边为排洪河道，一年四季有水。由于沟底土层含水量较高，湿陷性沙石在遇水以后强度快速下降，致使沟底的土无法支撑其上方的重量而使边坡一侧整面下滑，造成大量塌方，且塌方发生在管沟开挖形成以后，给施工带来很大的难度。采用放坡竹跳板架杆支护的方案加固，如图1所示。开挖放坡坡比根据现场情况按最大允许坡度放坡，采用3000mm*300mm竹跳板，架杆采用DN40钢管，竹跳板平铺于管沟壁，架杆单根长度为4m。将架杆按1m × 1m田字形格排列平铺紧贴于竹跳板之上，管沟两边架构之间用Φ89钢管支撑，每5m设置一个支撑。

4 管道安装

施工前准备好施工机具、工具、吊运设备、承插管、橡胶圈、润滑剂等材料。复核沟槽中心线和基础标高，然后清除承口内表面和插口外表面油污。

4.1 橡胶圈安装

按管径选用相应的橡胶圈，首先检查橡胶圈外观应无气泡，无裂缝及碰伤等缺陷。然后安装胶圈：将胶圈的粘着物清擦干净，把胶圈变成“梅花形”或“&”层形装入承口槽内，并用手沿整个胶圈按压一遍，或用橡皮锤砸实，确保胶圈各个部分不翘不扭，均匀卡在槽内。根据相关规范和标准做好，严格控制测量误差和高程点。下管时从下游向上游，插口向下游，承口向上游，管道对接后必须稳管，缝宽必须均匀，承口与插口之间应留2mm左右的间隙，并保证承口四周外沿至胶圈的距离一致。安装完毕检查管内不得有泥土和沙石。

4.2 管道转弯处安装通过微调整实现

管道转弯处曲线安装时除高程以外，控制的主要检查项目是结合间隙。根据规范的规定，DN1000管道的允许借转角度不得大于2⁰。经计算，按管子长轴线应偏移209mm，按管子结合间隙应为 110mm。吊车在对管时，管内、管外同时对结合间隙进行控制。施工控制以最大、最小对口间隙的差不大于105-115mm为合格。经过水压试验的检验为合格。

4.3 及时做好管道回填

由于夏季雨水较多，管道在防洪河道内施工，经常性的遇到山洪经过，对新开挖的管沟多次掩埋，同时使大量的泥沙冲入管道。另一个方面，由于河道地下水位比较高，一旦排水设施出现故障，沟槽内水位上升，管道上浮，很容易造成管沟塌陷，管道移位。根据这些原因，在山湾至宁远桥段管道采用当天开挖，当天测量，当天回填，管口当天封堵。

4.4 采用合理的接口方式

由于地下水位较高，采用青铅接口和现场钢管焊接接口形式。由于排水量大，会消耗大量的人力和物力，施工难度较大，因此采用承盘和插盘连接。

5 管沟回填

在影响回填压实度的诸多因素中，虚铺厚度是重中之重。只有在保证了虚铺厚度的情况下，才能保证回填质量。回填土粒径小于5mm的沙性土，压实工具采用蛙式夯，回填方式如下：（1）管道两侧回填高差不超过30cm。（2）回填分层进行，管道两侧和管顶以上50cm用蛙式夯夯实，每层虚铺厚度不大于30cm；管顶以上 50cm 至地面用蛙式打夯机夯实，每层虚铺厚度30cm。（3）分段回填时，相邻两段接茬呈阶梯形。（4）回填土不得有石块、房渣土等不能夯实的土质，防腐层周围用细土回填。（5）回填压实度标准:胸腔部分≥95％；管顶以上50cm范围内≥85％；其余部位≥90％。

6 水压试验

水压实验应统一指挥，明确分工，对后背、支墩、接口、排气阀等都规定专人负责检查。管道接口完成后，用短管甲、短管乙及盲板将试压管段两端及三通处封闭，试压管段除接口外填土至管顶以上50cm并夯实。做好后背及闸门、三通等管件加固。水压实验应逐步升压，每次升压以0.2MPa为宜，每次升压以后，稳压检查没有问题时再继续升压。冬季进行水压时应采取防冻措施。可将管道回填土适当加高，用多层草帘将暴露的接口包严,对串水及试压临时管线缠包保温，不用水时及时放空。

Claims (1)

1.一种球墨铸铁管穿越含水土壤层的施工方法，其特征在于其施工过程的步骤包括：

（1）沟槽开挖；沟槽开挖时，开挖的沟槽形状为上部为截面梯形的锑形槽、下部为截面为方形的直槽；

（2）地下水排除；当地下水位在小于1.2m时，采用设临时管沟的方法，在临时管沟下游设置潜水泵进行连续抽水排除地下水；当地下水位在大于2m以下时；采用明沟排水的方法进行排水，开挖顺序从低处向高处开挖，开挖时水从高处流向低处的明沟，在明沟下游段设置潜水泵及时将管沟内的水排除；

（3）管沟塌方的处理；采用放坡竹跳板架杆支护的方法加固，采用3000mm*300mm竹跳板，架杆采用DN40钢管，竹跳板平铺于管沟壁，将架杆按田字形格排列平铺紧贴于竹跳板之上，管沟两边架构之间用钢管支撑；

（4）管道安装；安装时，复核沟槽中心线和基础标高，然后清除承口内表面和插口外表面油污；橡胶圈安装安装时，按管径选用相应的橡胶圈，将胶圈变成“梅花形”或“&”层形装入承口槽内，将胶圈按压或用砸实，卡在槽内；管道转弯处安装控制借转角度小于2⁰；管间的接口方式采用承盘和插盘连接；

（5）管沟回填；控制管道回填时间小于24小时；回填土采用粒径小于5mm的沙性土，采用蛙式夯，回填过程控制管道两侧回填高差不超过30cm；回填分层进行，管道两侧和管顶以上50cm用蛙式夯夯实，每层虚铺厚度不大于30cm；管顶以上 50cm 至地面用蛙式打夯机夯实，每层虚铺厚度30cm；分段回填时，相邻两段接茬呈阶梯形；回填压实度标准:胸腔部分≥95％；管顶以上50cm范围内≥85％；其余部位≥90％；

（6）水压试验；水压实验采用逐步升压，每次升压以0.2MPa为宜，每次升压以后，稳压检查没有问题时再继续升压，至达到最终实验压力。