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1、主路
从江滩公园花鸟市场入口处进入,沿管道开挖面北侧现有一条混凝土施工便道,可借用污水处理厂内施工便道。
2、临时交通道路
临时交通道路是管道开挖面内的施工便道,由于土体含水量较高,开挖区如不修建道路,即使是空车也无法行走。
根据地质情况及施工经验,采用如下方法:
临时便道采用砖渣,铺筑厚度为50cm,宽度根据开挖面调整,并铺设2cm钢板。
3.2施工用水
施工用水主要为混凝土养护用水,从站区内市政给水管网接至施工作业面,每隔50m预留取水口。
3.3施工用电
临时用电从站区内箱变接入。
设置一级柜,引120mm2铜芯电缆至各作业面附近设置二级柜,作业面面内设置三级柜。
施工照明采用TCL投光灯具TCLZT-10MF2000型投影灯,沿围挡50m布置一个,共需约6个,在围挡附近架设灯架,将投影灯布置在灯架上。
3.4临时围挡
出江压力管道南侧采用固定形式围挡,高度2.2m,混凝土基础,轻型铝合金围挡。
北侧设置有施工便道,由于车辆、材料进出需要,采用活动围挡,用钢管搭设支架固定,每个50m左右设置车辆出入口。
出江压力管道平面图
钢管纵断面图
第四章施工方法
4.1施工工艺流程及施工方法
钢管施工工序一般为:
施工准备→测量放线→拉森钢板桩插打→管沟开挖及基础处理→边坡喷锚→管道吊装、焊接→管沟回填至管顶上0.5m→管沟回填至设计标高→做好各种记录。
施工准备阶段,应及设计单位进行交底并对施工现场进行摸底,掌握施工现场的地形地貌,管道沿线地下管线和构筑物的分布情况、排水条件等,根据收集资料编写相应的施工方案,进度计划、材料采购和供应计划。
钢管施工过程中的主要技术要点如下:
1、测量放线
根据设计单位提供的控制桩基准点,按设计图纸由专业测量人员测出管线的准确位置、标高、打50米桩及转角,并撒石灰粉线,控制桩上标明桩号、里程、高程,转角桩应标明角度。
转角地段应加大打桩密度。
在检查井处、变换管径处、阀门井处均应加设中心桩,必要时还应设置护桩和控制桩。
2、拉森钢板桩施工
沟槽采用拉森钢板桩结合桩前留土的方式支护,拉森钢板桩沿开挖沟槽四周插打一圈,形成闭合。
根据开挖深度确定拉森钢板桩桩长,沟槽深度3~4m,选用9m长拉森钢板桩;
沟槽深度4~5m,选用12m长拉森钢板桩;
沟槽深度5~6m,选用15m长拉森钢板桩。
拉森钢板桩采用打桩机打拔,起吊垂直后进行喂桩。
桩底轻轻落地,桩顶倒向振动锤咬口处,振动锤开口咬合,液压夹紧,起吊提升。
桩送到设计标高后,振动锤咬口松开,复位,再移动锁口卡板,继续重复下一根桩的施工。
沉桩前检查桩是否平直,完好。
拉森桩打入后,保证桩顶上口平直,达到设计标高。
拉森桩垂直度用一台经纬仪垂直控制,若出现偏差,通过吊机调正吊点方位随时修正。
发现垂直度超标,必须拔出重新开打。
3、管沟开挖
①开挖前须得到规划部门、勘测部门的详细资料,或可能有关的各单位(如供电、电信、给排水、军事等可能有地下设施的单位)会审,以保证开挖过程中的安全。
②沟槽开挖时,应根据土的类别,确定开挖断面。
考虑管道施工操作面的需要,槽底宽度要满足施工要求。
管道接口处的沟槽开挖要留有余地,方便接口操作。
③土方开挖采用机械开挖,槽底预留20cm由人工清底。
球墨铸铁管开挖过程中严禁超挖,以防扰动地基。
对于有地下障碍物(现况管缆)的地段由人工开挖,严禁破坏。
④球墨铸铁管沟槽开挖尽量按先深后浅顺序进行,以利排水。
⑤挖槽土方处置,按现场暂存、场外暂存、外弃相结合的原则进行。
开槽土方凡适宜回填的土选择妥善位置进行堆放,暂存于现场用于沟槽回填。
回填土施工前制定合理土方调配计划,作好土方平衡少土方外运及现场土方调运。
管道开挖横断面图
4、喷锚施工
喷射砼现场拌制,采用“湿喷法”施工工艺,人工喷射施工,喷射机采用PZ-9型喷射机。
(1)现场试验、配料、拌和及运输
通过室内试验和现场试验选定符合图纸要求的喷射砼配合比,在保证喷层性能指标的前提下,尽量减小水泥和水的用量,速凝剂的掺量应通过现场试验确定,喷射砼的初凝和终凝时间,应满足施工图纸和现场喷射工艺的要求,喷射砼的强度应符合施工图纸要求。
配合比试验成果应报送监理工程师。
正式进行喷射砼施工前,根据试验室拟定的外加剂至少作3次试块试验板,确定砼配合比、喷射压力和一次喷射厚度,试验板测定的喷射砼工艺质量和抗压强度达到要求后,将试验结果报监理工程师批准后用于施工。
拌和混合料的称量允许偏差:
水泥和速凝剂±
2%,砂、石±
3%。
在任何情况下,均不允许回收回弹的材料用于拌和。
(2)施工工艺流程
喷射砼采用“湿喷法”施工工艺。
(3)工艺说明
1)喷射准备:
喷射作业前,对施工机械设备,风、水管路、电线等进行全面检查和试运行。
施工前,明确工长、喷射手、喷射机操作工、上料工和配料拌和人员的职责及关键技术问题。
喷射砼使用的水泥、砂子、小石、钢筋网、外加剂等材料应符合技术规范要求,喷射配合比按实验室的配合比并经现场试验后调整确定。
2)受喷面准备:
在喷射前对喷射面进行检查,对挖出的作业面进行人工平整;
喷射砼前,在边坡表面埋设金属钉等控制喷射砼厚度的标志,金属钉等伸出岩面部分应为喷射砼的厚度;
作业区应具有良好的通风和充足的照明设施。
3)钢筋网喷射砼施工:
挖出的作业面修理平整后,应尽快进行初喷混凝土,以稳定壁面,防止松散图塌落,初喷厚度3cm,钢筋网铺设完毕后进行复喷。
达到设计要求厚度,一般为5-8cm。
喷射混凝土接茬,应斜交搭接,搭接长度一般为喷射厚度的2倍以上。
喷射作业应分段分片进行。
喷射顺序自下而上逐次喷射,先喷凹处,后喷平处。
喷头运动一般按螺旋一圈压半圈均匀缓慢地移动;
喷射混凝土一般一次喷射达到设计厚度。
若分层喷射时,后一层应在前一层终凝后再喷射,若终凝1h后再进行喷射时,应先清洗待喷面表面。
喷枪嘴应垂直坡面,最大偏斜角不宜超过5°
。
4)喷射砼的养护
喷射砼终凝2h后,应喷水养护;
养护时间一般工程不得少于7昼夜;
气温低于+5℃时,不得喷水养护。
当喷射砼周围的空气湿度达到或超过85%时,经监理工程师同意,可准予自然养护。
①冬季施工:
喷射作业区的气温不应低于+5℃;
混合料进入喷射机的温度不应低于+5℃;
普通硅酸盐水泥配制的喷射砼在分别低于设计强度30%和40%时,不得受冻。
②现场清理:
喷射砼缺陷修复和质量检查全部完成以后,及时拆除一切喷射砼的设施,并将所有金属露头切除并采用水泥砂浆予以封闭,对回弹材料进行彻底清理。
(4)喷射砼的质量检查
在施工过程中将会同监理工程师进行以下项目的质量检验和检查。
喷层厚度检查,应按规范的规定执行。
检查记录应定期报送监理工程师。
经检查,喷射砼厚度未达到施工图纸要求的厚度,应按监理工程师指示进行补喷,所有喷射砼都必须经监理工程师检查确认合格后才能进行验收。
经检查发现喷射砼中的鼓皮、剥落、强度偏低或有其它缺陷的部位,及时予以清理和修补,经监理工程师检查签认后,方能予以验收。
5、垫层施工
管道垫层采用C20砼,厚度50cm。
4.2排水管道及管件下沟槽前的质量检验
管道在下沟槽施工前必须进行质量检验,检验合格后方可下槽施工,检验包括以下方面的内容:
1、钢管、钢管件必须具有制造厂的产品合格证书,应有制造厂的名称和商标、材质、规格、制造日期及工作压力等标记。
否则应补作所缺项目的检验,其指标应符合现行的国家或部颁技术标准。
2、应按设计要求核对钢管及钢管件的规格、型号、材质。
3、钢管、钢管件应进行外观检查,其表面应满足下列要求。
(1)无裂纹、缩孔、夹渣、折迭、种皮等缺陷。
(2)不超过壁厚负偏差的锈蚀或凹陷。
(3)合金钢管及管件应有材质标记。
4、钢管外径及壁厚尺寸偏差应符合现行的国家或部颁的钢管制造标准:
(1)低压输送流体镀锌焊接钢管:
GB3091-82。
(2)低压流体输送用焊接钢管:
GB3092-82。
(3)承压流体输送用螺旋焊缝埋弧焊钢管:
SY5036-83。
(4)一般低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管:
SY5037-83。
(5)承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管:
SY5038-83。
(6)一般低压流体输送用螺旋缝高频焊接钢管:
SY5039-83。
5、工作环境温度低于-20℃的钢管及钢管件应有低温冲击韧性实验结果证明书,否则应按《金属低温冲击韧性实验法》(YB19-64)的要求进行试验,其指标不得低于规定值的下限。
6、钢板卷管的质量检验应符合下列要求:
(1)卷管板材必须具有制造厂的合格证明书。
(2)卷管在加工过程中,所用板材的表面应避免机械损伤。
(3)卷管的周长偏差及椭圆度应符合下表的规定。
卷管的周长偏差及椭圆度(mm)
公称直径
<800
800-1200
1300-1600
1700-2400
2600-3000
>3000
周长偏差
±
5
7
9
11
13
15
椭圆度
外径的1%,且不大于4
4
6
8
10
(4)卷管端面及中心线的垂直偏差不应大于管子外径的1%,且不大于3mm,平直度偏差不应大于1mm/m。
(5)卷管直径大于600mm时,允许有两道纵向接缝,两接缝间距应大于300mm。
(6)卷管组对两纵缝间距应大于100mm。
支管外壁距纵、环向焊缝不应小于50mm,若焊缝用无损探伤检查时,不受此限。
(7)卷管对接纵缝的错边量不应超过壁厚的10%,且不大于1mm。
如超过规定值,则应选择两相邻偏差值较小的管子对接。
(8)卷管校圆样板的弧长应为管子周长的1/6-1/4。
样板及管内壁的不贴和间隙应不大于下列规定值:
Ⅰ.对接纵缝处为壁厚的10%加2mm,且不大于3mm。
Ⅱ.离管端200mm的对接纵缝处为2mm。
Ⅲ.其他部位为1mm。
(9)公称直径大于或等于800mm的卷管对接时,外部环缝宜由两名焊工同时施焊。
(10)焊缝不能双面成型的卷管,公称直径大于或等于600mm时,一般应在管子内侧的焊缝根部进行封底焊。
(11)卷管的所有焊缝应经煤油渗透试验合格。
焊缝外观检查应按照焊接检验的规定执行。
4.3管道下槽方法及铺管质量要求
1.管道下槽方法及铺管质量要求
(一)检查沟槽
下管前应对沟槽作如下检查并进行必要的处理:
(1)检查沟底宽度、标高是否符合下管要求。
(2)检查沟壁有无裂缝及坍塌的危险。
(3)放好沟底管道中心线。
(4)机械下管时,起重机的行走道路是否畅通,起重机距离槽边的距离应保证不能少于1m。
(5)下管时禁止人员在下管的沟槽区域内活动。
(6)检查现场所采取的安全措施。
(二)排管
直径1600mm的钢管,下沟槽前一般在地上顺着沟边排列、然后再下入沟槽。
排管长度根据管径大小、下管机械的性能来确定,一般情况下,每一管段以30~40m为宜。
排管的方法是一般把管子两端放在断面为150×
150mm,长1~1.5m的方木上。
(三)下管
采用机械下管,机械下管通常采用汽车式或履带式起重机。
下管时必须做好管子和防腐层的保护,尤其是管子及绳索接触处更要加强保护,若是大管径采用机械下管时,可用特制的软带。
常用的下管方式及方法如下:
(1)下管方式
Ⅰ.集中下管:
管子集中在沟边某处下到沟槽内,然后再沟槽内将管子运到需要的位置,这种方式适用于沟槽土质较差、有支撑、地下障碍物较多、不便于分散下管等情况。
Ⅱ.分散下管:
管子沿沟边吮吸排列,依次下到沟槽内。
这种方式避免了槽内运管。
Ⅲ.组合吊装:
将若干条管子先在沟边焊接,连成一条较长的管段,然后下入沟槽内。
这种方式,在沟槽上焊接方便,且减少了焊口工作坑的数量,焊接和沟槽开挖同时进行,从而可以缩短施工期限。
(2)下管方法
主要使用汽车式或履带式起重机进行下管。
下管时,起重机沿沟槽方向移动,将管子吊起后,转动起重臂使管子移至沟槽上方,然后缓慢放入沟槽。
起重机的位置应及沟边保持一定距离,以免沟边土壤受压过大而塌方。
为了防止起吊时管子摆动,可用绳子拴住管子一端,由人拉住,随时调整其方向。
(3)下管时标高控制
管子下道沟槽后,由于单根管子重量有约4吨,垫层厚度一定保证且找平,防止管子下到沟槽后出现垫层沉降从而造成管子出现水平高差。
每放一节管子水平仪要测标高,管头和管尾的高差控制在20㎜,待下一节管子下到沟槽时,测量上一节管有没有沉降,方可进行对口。
(四)铺管质量要求
(1)管道及防腐层不受损坏,碰伤的管口及损坏的防腐层要修理好。
(2)地下给水管道及其他管道基建构筑物的安全距离不应小于下表的规定,若受地形限制布置有困难而又确实无法解决时,经有关部门协商,采取行之有效的防护措施后,下表所规定的净距可适当缩小。
地下给水管道及构筑物或相邻管道之间垂直净距(m)
项目
地下给水管道(当有套管时,以套管计)
给水管、排水管、其他燃气管道
0.15
热力管的管沟底(或顶)
电缆
直埋
0.50
在导管内
铁路轨底
1.20
有轨电车轨底
1.00
(3)排水管道的坡度应保证及设计坡度一致,一般不应小于0.005。
(4)管道中心线最大偏移值不能超过20mm,标高偏差不大于±
10mm。
(5)进行沟下焊接前先挖焊接工作坑,工作坑尺寸比沟槽宽,管径每边增加80㎝,管子底下挖深60㎝,
(6)管道下沟后,应防止管沟受淹致使管道漂浮。
(7)在管道连接时,不得用加热、张拉、扭曲等安装方法来消除管道组对时所形成的管子梁断面间隙及管子中心线错开或不吻合等现象。
(8)夏季下管及对口应选在一天内气温较低的时间,冬季则选在一天内气温较高的时间。
固定口焊缝应连续施焊完毕,不得将未施焊完毕的焊缝留至次日继续操作。
(9)地下给水管道穿过其他构筑物时,在基础以外1m范围内不准有焊接接头。
(10)管道施工中断时,不论是主管段还是支管段,均应将管段两端用盲板临时封闭,防止异物进入。
4.4沟槽回填及质量要求
1.沟槽回填
沟槽回填前,应排除积水,清除虚土和建筑垃圾,填土应按要求选料,分层夯实,对称进行。
回填应满足排水工艺图和选用图集的要求,埋地管道的回填土压实系数应符合下列规定:
对圆形柔性管道弧形土基敷设时,管底垫层的压实系数不应低于90%,相应管两侧(包括腋部)的压实系数不应低于95%;
对圆形刚性管道和矩形管道,其两侧回填土的压实系数不应低于90%;
对管道在道路下时,应满足路基填土要求;
沟槽回填的施工要求还应满足《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)中第4.5节和4.6.3条的要求。
沟槽部分在回填时分3个区,Ⅰ区为胸腔,Ⅱ区为管顶以上0.5m的范围内,Ⅲ区为距管顶0.5m以上的部分。
回填方法如下:
(1)胸腔及管顶以上0.5m范围内,回填土中不得含有碎砖、石块及大于10cm的硬土块,对有防腐层的直埋管道,应用图纸设计中1:
4碎石土回填;
沟槽两侧要同时回填,填土高差不超过30cm;
每20cm一层,夯实一次。
(2)胸腔以上部位,分段回填时,两段搭接处不要形成陡坎,要留成阶梯状,接替长度大于高度两倍;
要分层夯实,每层厚25cm,管顶以上填土夯实高度达1.5m以上,方可用碾压机械,分层压实,每层厚25~40cm。
2.回填质量要求
回填土的质量主要用回填土的密实度来控制。
在夯压条件相同的条件下,土壤的最佳密实度和土壤的含水量有关,含水量过大或过小,都达不到最佳密实度。
常见土壤的最佳含水量和最大干容量见下表:
常见土壤的最佳含水量和最大干密度
项次
土壤种类
变化范围
最佳含水量(%)(重量比)
最大干密度(g/cm2)
1
砂土
8~12
1.80~1.88
2
粉土
16~22
1.61~1.80
3
亚砂土
9~15
1.85~2.08
亚粉土
12~15
1.85~1.95
重亚粘土
1.67~1.79
粉质亚粘土
18~21
1.65~1.74
粘土
19~23
1.58~1.70
沟槽各部位回填土的密实度要求如下:
Ⅰ区回填土的密实度应达95%。
Ⅱ区回填土的密实度应达90%。
Ⅲ区回填土的密实度,根据沟槽所在位置的情况而定:
城镇、厂矿:
95%;
农田、旷野:
90%;
第五章现场钢管焊接技术措施
5.1一般规定
1.管道应在沟底标高和管基质量检查合格后,方可安装。
2.管材、管件及设备在安装前应按设计要求核对无误,并应进行外观检查,其内外表面应无疤痕、裂纹、严重锈蚀等缺陷方准使用。
3.焊接现场应采取防护措施,保证焊接区不受恶劣天气影响,特别是气体保护焊时,焊接区域风速应小于2m/s,相对湿度不得大于90%。
4.钢管的材质、规格、压力等级、加工质量应符合设计规定。
钢管使用前应核对质量证明书,并应符合国家现行标准《钢管的验收、包装、标志和质量证明书》GB/T2102的规定。
5.钢制管件的几何尺寸允许偏差应符合国家现行标准《钢制对焊无缝管件》GB12459的规定。
6.管道的切割及坡口加工宜采用机械方法,当采用气割等热加工方法时,必须除去坡口表面的氧化皮,并进行打磨。
7.安装前应将管道、管件内部清理干净,不得存有杂物。
8.管道安装时,如遇管沟内积水应抽净,每次收工时,敞口管端应临时封堵。
9.穿越铁路、公路、河流及城市道路的管道,应尽量减少接口。
5.2管道的焊接
1.凡参加燃气管道焊接的焊工,必须具有上岗证和项目合格证,且在合格范围内从事焊接工作。
间断焊接时间不应超过6个月,否则应重新考试。
2.焊接材料的选用必须符合国家现行标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236中6.3节的规定。
3.焊条的存放应做到防潮、防霜及防止油类侵蚀。
使用前应按出厂说明书规定或下列要求烘干及保温:
(1)低氢型焊条烘干温度为350~400℃,恒温时间为1h;
(2)超低氢型焊条烘干温度为400~450℃,恒温时间为1h;
(3)纤维素型下向焊条烘干温度为80~100℃,恒温时间为0.5~1h;
(4)经烘干的焊条应放入保温箱内恒温,随用随取。
现场用的焊条应放保温桶内;
(5)经烘干并放于保温桶内的低氢型焊条,若隔日再使用时应重新烘干,焊条重新烘干次数不得超过两次。
4.对于设计压力大于或等于1.6Mpa管道的焊接,应进行焊接性能试验和焊接工艺评定。
5.坡口应符合下列规定。
(1)管子、管件坡口的制作和加工尺寸,应符合国家现行标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235第5.0.3的规定。
(2)对失圆的管口在坡口加工前应进行整圆或切除,坡口表面不得有裂纹、夹层、凹陷等缺陷,并应将坡口两侧15mm范围内的油渍、铁锈、毛刺及水等清理干净。
6.组对应符合下列规定。
(1)组对前应检查对口接头尺寸和坡口质量,并清扫馆内。
(2)等壁厚管道组对应做到端面内壁齐平,内壁错变量不应超过管壁厚度的10﹪,且不大于2㎜。
(3)不等壁厚管道组对,内壁错边量上调要求是,应按国家现行标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235第5.0.8条的要求进行整修。
(4)直缝焊接钢管及螺旋焊接钢管组对时,两对邻纵向焊缝或螺旋焊缝应错开,其环向距离应大于100㎜。
管道安装时,纵向焊缝一般朝向管道上半圆中心垂直左侧或右侧45°
处。
(5)不宜在焊缝及其边缘上开孔,否则应对接口焊缝进行X射线无损探伤。
(6)直管段上两个环向焊缝之间的最小距离应为:
管道公称直径大于或等于150㎜时,其距离应大于150㎜;
管道公称直径小于150㎜时,其距离应大于管道外径。
(7)管道组对严禁一侧为坡口,另一侧为直口。
对口间隙按GB50235附录B的规定;
氩弧焊的间隙应以焊接工艺评定为依据。
当对口间隙超过规定时,不得在对口的两边加热延长,更不得在间隙内夹焊焊条、钢丝、管条等。
(8)管道加套管时,套管内的给管道不宜有环向焊缝,
7.点焊应符合下列要求:
(1)点焊用的焊接材料及正式焊接材料应相同。
(2)在管道的纵向焊缝或螺旋焊缝处不得点焊。
(3)点焊的厚度应及第一层焊接厚度相同,且不应超过管壁厚的70%。
点焊的质量及正式焊缝相同。
点焊的长度为80㎜-90㎜,且每周电焊点数不少于7处。
(4)点焊时及点焊后不得用外力纠正对口焊接偏差,如有偏差应铲除后重新对口、点焊。
(5)点焊后应及时将渣皮、飞溅物清理干净,如发现点焊有裂纹,应铲除重焊。
8.焊接应符合下列要求:
(1)给水钢管的焊接应采用全焊透的焊接结构(包括永久性内堵板),对于设计压力大于或等于1.6MPa及管道壁厚大于6mm的管道应采用多层焊接。
施焊时,层间熔渣应清除干净,并进行外观检查,合格后方可进行下一层焊接。
不同管壁厚度的焊接层数应符合下表要求:
管壁厚度(mm)
上向焊(层)
下向焊(层)
9-10
3-4
5-6
11-12
4-5
6-7
13-14
7-8
(2)公称直径大于或等于800mm的钢管焊接,宜采用逆向分段跳焊法。
(3)对于要求热处理的焊缝,应按焊接工艺指导书的要求进行焊前预热及焊后热处理。
预热方法要保证加热均匀,并在施焊期间温度不降至规定的最低值。
(4)管道焊接时,每道焊口宜连续一次焊完,在前一层焊道没有完成并检查合格、清理干净前,后一层焊缝不得开始焊接。
两道焊道起点位置应错开20-30mm。
(5)焊
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