[分享]海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工及变形检测技术

发表于2018-11-19    481人浏览    1人跟帖    总热度:256  

工程概况

       北京新机场位于北京市南部大兴区,地处大兴区最南端与河北省廊坊市交界处。北京新机场市政交通与管网工程004标段共涉及15条道路,全长7.932km,包含道路、给水管线、雨水管沟、污水管线、再生水管线、通信管、10kV电力管井、10kV电缆、低压电力管线、热力管线、燃气管线、工作区全部的交通工程设施采购与安装、污水泵站、10kV开闭站、道路照明等全部内容。


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前言

       聚乙烯缠绕结构壁管(B型)在国内北方范围内还没有大范围推广,但是在旧城改造等项目中取得了良好的效果,具有可以借鉴的经验。北京新机场定位为大型国际航空枢纽,对内部市政基础设施的品质要求较高。考虑排水管材发展方向,响应政府的推广意见,并结合管材与基础结构特性,排水管道采用聚乙烯缠绕结构壁管(B型),可以保证新机场市政设施的优良品质,促进“海绵机场”的建设。聚乙烯缠绕结构壁管与传统的混凝土相比具有施工高效、环保、内糙率低、防渗漏、寿命高等特点。

★ 施工方法 ★


1、工艺流程

测量放线→沟槽开挖→管道基础施工→管道连接→闭水试验→沟槽回填→管道变形率检测。

 1、测量放线

       1)组织测量技术人员按设计院提供的测量控制点进行复测,复核无误后建立工程测量控制网,对工程进行点面相结合的测量控制。

       2)管道以检查井连接,测量放出各检查井中心位置,连接检查井中心即为管道中心线。测量原地面标高,结合设计管底标高,确定开挖深度。每次测量均要闭合,严格控制闭合误差。


       3)雨水管道及其雨水口支管、管顶覆土不大于7米的污水管道采用聚乙烯缠绕结构壁管(B型),管道基础采用砂垫层基础,雨水口支管采用混凝土满包。

2、沟槽开挖

       聚乙烯缠绕结构壁管采用开槽施工的方式,沟槽开挖的宽度应符合设计要求,土质条件良好、地下水位低于沟槽底面高程,且开挖深度在5m以内、沟槽不设支撑时,应根据土的类别设置放坡系数。大于5m的沟槽可采用1:0.5放坡+土钉墙支护。对于不良土质需地勘单位后,采用防止沟槽坍塌的安全措施。

海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工及变形检测技术_1

3、管道基础施工

       1)雨水管道及其雨水口支管、管顶覆土不大于7米的污水管道采用聚乙烯缠绕结构壁管(B型),管道基础采用砂垫层基础,雨水口支管采用混凝土满包。

       2)测量放样,准确定出雨、污水管道的走向、位置、高度等,现场用钢筋打点,油漆标示。

       3)雨、污水聚乙烯排水管道基础采用砂垫层基础,材料为中粗砂,地基承载力不小于100KPa。

       4)雨水口支管采用聚乙烯缠绕结构壁管,接口采用承插口热熔连接,混凝土满包加固。

海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工及变形检测技术_2

聚乙烯缠绕结构壁管排水管基及回填设计图

       管座基础砂石料用装载机铲运,通过搭设溜槽滑到作业范围,人工铺设、整平,用小型打夯机夯实。管座基础处理完后,地基承载力检测合格,方可进下道工序的施工。

4、管道安装

       1)管材要求

       (1)所选管材生产企业必须是取得生产许可证且资质不低于二级的专业生产单位,管道制作及成品必须符合国标标准,还必须经过国家认可的专业检测单位试验合格并取得书面报告。严禁使用非标产品。

       (2)雨水管道及其雨水口支管、管顶覆土不大于7米的污水管道采用聚乙烯缠绕结构壁管(B型),环刚度≥SN8,接口采用承插电热熔焊接连接。其中,覆土深度≥6m且内径≥1200mm的管道,宜通过内支撑和侧向还土预变形法施工,达到0.02DN预变形后再进行管顶覆土(DN为管道公称直径)。

       (3)选定厂家管材生产时,项目质检部、试验室要进厂定期检查,并联系监理工程师不定期抽检,确保生产工艺、流程、成品保护都符合国家标准、规范要求。

       (4)管材出厂前,管体外表面应有标记,应有出厂合格证,注明管材型号,管径及尺寸、管材强度、出厂水压试验的结果,制造及出厂日期,厂质检部门鉴章。外观光洁平整,局部凹凸度用尺量不超过2mm,不应有蜂窝、灰渣、刻痕和脱落。

       2)管材运输存放

       (1)管材运输过程中,不得受剧烈撞击、摔碰、重压,预制钢筋混凝土管管口用棉被包裹防止损伤。

       (2)所以管材进场堆放在项目部指定的仓库存放,仓库远离热源,仓库场地用C20混凝土硬化,架设大棚或全覆盖油布遮盖。

       3)管道吊装

       (1)管道下槽采用吊车逐根吊装,吊绳宜采用φ3.65钢丝绳(抗拉强度为1961Mpa),所有绳扣均采用插辫方法,每扣不少于7花以便卸扣。下管要轻放,防止造成管材损伤。下管时应使管节承口迎向流水方向。下管、安管不得扰动管道基础。

海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工及变形检测技术_3

管道吊装示意图

       操作人员上下管道沟槽时,采用钢、铁材质扶梯,扶梯要高出地面1m,人员上、下时要密切配合,防止发生意外。

       (2)管道稳管:管道按照测量工程师在垫层上弹出的管道中心线就位后,为防止滚管,应在管两侧适当加两组四个楔形混凝土垫块(或石块)。管道安装时应将管道流水面中心、高程逐节调整,确保管道纵断面高程及平面位置准确。每节管应位后,应进行固定,以防止管子发生位移。稳管时,先进入管内检查对口,减少错口现象。管内底高程偏差在±10mm内,中心偏差不超过10mm,相邻管内底错口不大于3mm。

       (3)吊装施工注意事项

       ①机械下管时,起重机沿沟槽开行距沟边应间隔大于1m的距离,以避免沟壁塌方。

       ②吊车不得在架空输电线路下作业,在架空线路附近作业时,其安全距离符合当地电业管理部门的规定。

       ③机械下管由指挥人员专门指挥。指挥人员熟悉机械吊装的有关安全操作规程和指挥信号,驾驶员听从信号进行操作。

       ④绑管子找好重心,平吊轻放,禁止忽快忽慢和突然制动。

       ⑤起吊及搬运管材、配件时,对于管材承插口工作面采用保护措施,以防损坏。

       ⑥在起吊作业区内,任何人不得在吊钩或被吊起的重物下面通过或站立。

海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工及变形检测技术_4

管道吊装入沟槽

5、管道连接

       1)管道安装、铺设按照从下游往上游和承口向前的原则进行。

       2)聚乙烯结构缠绕壁管(B型)采用承插口电热熔连接,管道下到沟槽后,要注意将电熔丝抽头放在管子的正视侧上方,然后用棉布将承插口擦拭干净,擦拭过程中要注意检查电熔丝是否完好,两个电熔丝抽头在接管时一定要分开,不要交叉或接触,先将承插口韧好,再用导链和吊绳将管道拉入。不得用钢丝绳,不宜用大锤砸入,小管道不宜用机械顶入。在拉入过程中,可用锤子敲砸承口以使管道更易拉入。插入深度不得小于100mm,两管段连接处承插口连接间隙最大允许距离为5—8mm。承口(130mm)插口(140mm)。

海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工及变形检测技术_5

管道承插连接

       3)焊接时应先将张紧器打好,管径大于900mm时加支撑环,支撑环应放置在管子承口内靠近电熔接的地方。然后把焊机把线与电熔丝抽头连接牢靠。此时应先检查焊把线的快速接头与焊机连接是否完好、牢靠,通电时要特别注意的是连接电缆线不能受力,以防短路,焊接过程中,当焊接到一半时,应紧固一次张紧器和支撑环,焊接结束时应再次紧固张紧器和支撑环,然后自然冷却,不建议用冷水冷却,在自然冷却时,时间不应短于30min,冷却期间不得移动管道。表面温度低于60℃时,才可以拆除熔接时气温不得低于5℃,否则需采取预热或保温措施。熔接电流不宜过低,否则熔化不充分,尤其是冬季。电流也不宜过高,否则会碳化甚至着火。

       焊接时还要注意电压,当焊接时一次电压低于350V时要注意焊接质量。

       焊接质量的好坏:出料情况、钢带温度、承口外侧温度、管内支撑环附近靠近焊接部位的温度。

       管道焊接完毕后应检查有无裂缝或破损的地方(每个井段)。当温差过大时,不宜过多的接管。如果当天接好的没有焊完,第二天焊接时应检查接口有无拨开的现象,如有要及时处理。(PE排水管的膨胀系数为0.2mm/m℃,即每100m长管道每升将1℃时,其纵向伸缩量为±20mm,当温差达±10℃时,伸缩量达±200mm。)管道敷设后应立即进行沟槽回填管道两侧和管顶以上的回填高度不宜小于0.5m。

海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工及变形检测技术_6

管道接口热熔

6、闭水试验

       闭水试验从上游往下游分段进行,上游实验完毕后,可往下游充水,以节约实验用水。试验各阶段说明如下:

       1)注水浸泡:闭水试验的水位,应为试验段上游管内顶以上2米,将水灌至接近上游井口高度。注水过程应检查管堵、管道、井身,无漏水和严重渗水,在浸泡管和井1~2天进行闭水试验,水压0.9MPa。

       2)闭水试验:将水灌至规定的水位,开始记录,对渗水量的测定时间,不少于30分钟,根据井内水面的下降值计算渗水量,渗水量不超过规定的允许渗水量即为合格。

 HDPE管道严密性试验允许渗水量

海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工及变形检测技术_7

7、沟槽回填

       1)管道安装后,管道侧背及顶部区域回填材料为中粗砂。

       2)管道两侧及管底基础至管顶以上50cm回填区域采用人工回填,回填时先由管道的两侧向管底均匀采用中粗砂对称分层回填,每层厚度不大于20cm,禁止只由一侧回填,用小型机械压实。

       3)回填时沟槽内应无积水,管顶50cm以上回填土时不得回填淤泥、有机物和冻土。回填土中不得含有石块,砖及其他带有棱角的杂硬物体。

       4)管顶以上50cm至路床采用机械回填时,应从管轴线两侧同时均匀进行,做到分层回填,夯实,碾压。回填料采用合格的道路可用途回填压实。

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管道回填

       5)管道直径大于DN800mm时,需进行内部支撑,在进行回填土,管内支撑每隔3m布置一道,注意避开管道连接部位,回填土之前安装管内支撑,管内支撑安装时,不应增加预应力,U型顶托拧紧即可。

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管道内支撑

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沟槽回填

8、管道变形率检测

       根据设计和规范要求,在施工阶段及荷载阶段需做管道变形率检测。

       针对雨污水管道直径小于等于800mm的变形检测制定如下两种检测方法。

       1)检测尺

       ①对于DN800以下管道变形率测量,运用三角形原理设计制作了用来检测管道变形量的检测尺用于测量管道起点及终点的管道变形。制作原理如下图: 

海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工及变形检测技术_11

       ②管道变形检测尺由找垂点器、主测尺、三角尺三部分组成。找垂点器,是根据管道直径制作的等边三角形钢筋架外加线锤组成;主测尺长2米,为了防止自身变形带来测量误差,测尺采用304不锈钢方管制作,并在尺上标定准确刻度;垂直测量采用普通三角尺。

       ③检测时首先在管道口处利用圆心器将污水管道的垂直直径找出来(由于管道端口处的变形量很小),然后将主尺沿管道垂直直径深入,进入0.6米及1.2米处,在管口截面处用三角尺测量主尺打开垂直距离,根据三角形同角边对应成比列原理计算得出管道实际变形量。

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检测尺工作示意图

2)变形检测球

       ①在实际施工中,变形检测尺只能检测出管道两侧靠近端头处的变形情况,管道中部的管道直径变形情况无法测定,而设计及技术规范要求雨污水管道全长均需检测,技术规程中规定在100m范围内必须检测三个点。为了解决这一问题,经过仔细研究后,北京新机场工作区工程项目部制作完成可以用来通径检测污水管道是否直径初始变形合格的变形检测球。变形检测球采用ø8钢筋(D≧600mm采用ø100)参照地球经纬线点焊而成,在最外侧一圈经线处系有尼龙绳索,检测时用来拉动检测球。

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检测球示意图

       检测球安装在铁丝上后,通知另一个检查井的工人开始缓慢的拖动铁丝,直到检测球从另一端出来为止。如果有卡球的现象,尼龙绳段的工人记下尼龙绳在排管的进口位置作上记号,并开始把尼龙绳往外拉,直到检测球拖出管口为止。用钢卷尺测量从检测球到尼龙绳上记号的长度,在地面上找到变形量超出规范的卡点。开挖管道回填土,露出变形过大的管道,检查管道是否损坏。如管道损坏则更换并安装新管道,再重新回填管道。管道按照给水排水管道工程施工及验收规范进行施工,而后再根据埋地塑料排水管道工程技术规程进行验收,直到合格为止。

       2对管道直径大于800mm的管道,采用人工直接用量尺量取,测量偏差不得大于1mm。根据规范的要求,检测管段取起点、中间段、终点处各取3个断面,采用垂直量取,检测管径的竖向变形程度,具体的量取方法是用钢直尺进行组合量取读数并记录。

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检测示意图

应用效果

     目前在国内还未形成一套成熟的针对聚乙烯管道施工的施工工艺,尤其是针对聚乙烯缠绕结构壁管管道变形率检测,该工法实施过程中研制的的测定小管径管道变形的方法,结果可靠且易于操作,对于提高管道安装效率具有重要意义。

       海绵城市聚乙烯缠绕结构壁管施工技术,有利于提高管道施工效率、降低成本。尤其是针对小管径聚乙烯缠绕结构壁管的回填变形率检测技术。此技术与闭路电视检测系统(CCTV)检测系统相比,具有施工便捷、操作方便、成本低等优点。根据相关排水管道设施养护维修年度经费定额,单价费用约为50元/m,北京新机场交通与管网工程004标段排水管道约16698m,检测费用为834900元;而采用现场制作的检测球和检测尺加工制作费约20000元,并可周转使用,从而大大降低施工成本。


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 发表于2018-11-19   |  只看该作者      

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