市政管道工程基础施工质量控制学习讲义

2020-05-22 10:01:35

市政管道工程学习

二O一五年元月二十二日

管道工程基础知识 管道工程施工技术 管道工程质量控制

管道工程基础知识

管道工程基础知识

 市政管道工程是市政工程的重要组成部分, 是城市重要的基础工程设施。

 管道工程按其功能分类

给水管道(自来水、中水)、排水管道(雨 水、污水、工业废水)、燃气管道、热力 管道、电气电缆、电信电缆。

中水:是指各种排水经处理后,达到规定的 水质标准,可在生活、市政、环境等范围 内使用的非饮用水。

管道工程基础知识

 管道综合布置原则和方法 各种管线布置发生矛盾时,处理的原则:  未建让已建、临时让永久、小管让大管、

压力管让重力管、可弯管让不可弯管。  当工程管线交叉敷设时,自上而下的排列

顺序一般为:电力电缆、电信电缆、热力 管道、燃气管道、给水管道、雨水管道、 污水管道

管道工程基础知识

 管道平面布置的一般次序为,从建 筑规划红线到道路中心线方向依次 为:电气电缆、电信电缆、燃气管 道、热力管道、给水管道、雨水管 道、污水管道

图纸符号

 DN 是公称通径(或叫公称直径),就是各种管子与 管路附件的通用口径。公称直径不是外径, 也不是内径,而是近似普通钢管内径的一 个名义尺寸。每一公称直径,对应一个外 径,其内径数值随厚度不同而不同。 单位为mm。 De是管道外径。

图纸符号

 DN aaaa-bbbb-cccc aaaa表示管道公称直径 bbbb表示长度 cccc表示坡度 箭头朝向表示低向 PN 表示压力,单位为Mpa。

 管道埋深:指管道底至地面的高度

给水管道

 给水管道  主要为城市输送供应生活用水、生产用水、

消防用水和市政绿化及喷洒用水 包括:输水管道和配水管网两部分

给水管道工程

给水管道系统的组成  取水构筑物:水源取水点  给水输水管(渠):长距离、一般不沿线

供水,两条平行管,事故供水率70%  配水管网:分配输送集中区域用水  泵站:加压,满足水压要求  水量调节设施:清水池、水塔、高位水池,

调节供水和用水的流量差

给水管材

对给水管道的要求:  有足够的强度和刚度,可以承受各种内外

力负荷;  有足够的严密性,保证供水有效性;  水力条件好;  安装简便、快速可靠、维护作量少。  化学稳定性高,耐腐、质轻、韧性好;  价格低、使用年限长、折旧费用低。

给水管材

 给水管材常可以分为金属管材料、非金属 管材料和复合材料三大类。

 主要的管材有:球墨铸铁管、钢筋混凝土 管、钢管、塑料管以及复合式管材。

 各种管材介绍

1. 铸铁管

 灰口铸铁管(淘汰):管壁不均匀,有气 孔,有爆管隐患。

 球墨铸铁管(大量使用)

 制作工艺:铁水加入镁和镁合金等金属, 使铁中的石墨呈球状;内衬水泥或树脂, 外喷锌层-沥青层。

 优点:抗腐蚀性比钢管好,较好的抗拉和 抗弯强度;

 缺点:造价高,穿孔腐蚀速度快,

1. 铸铁管

 连接方式及适用条件  承插式:适用于埋地  法兰式:适用于明装或地沟内

刚性接口:油麻、橡胶 圈、铅、石棉水泥、 接口形式 膨胀水泥砂浆

柔性接口:圆形、楔形 或梯唇形橡胶圈

1. 铸铁管

2.钢管

 种类:  直缝钢管、螺旋钢管、不锈钢管、镀锌

钢管和钢塑复合管  优点:钢管材质相对轻、强度高、韧性好。  缺点:钢管水力性能差、防腐处理麻烦、

造价高。  适用条件:恶劣和复杂的环境、大口径给

水管道。

2.钢管

 连接方式:  螺纹:适用DN≤100管道  焊接  法兰  新发展:薄壁不锈钢管,橡胶圈环压连接

2.钢管

3.钢筋混凝土管

 种类:  普通钢筋混凝土管、自应力混凝土管、预应力

混凝土管、预应力钢筒钢筋混凝土管  优点:  价格低廉、防腐性能好、能承受较高压力,有

较好的抗渗透性和耐久性。  缺点:  重量大、质地脆、粗糙系数大、配件少、维修

难度大。  适用条件:  长距离输水管道。

3.钢筋混凝土管

4.预应力钢筒混凝土管(PCCP)

 种类:PCCP-L、 PCCP-E、  优点:抗爆、抗渗透和抗腐蚀、使用寿命

长  缺点:重量大、质地脆、粗糙系数大、配

件少、维修难度大。  适用条件:长距离输水管道。

4.预应力钢筒混凝土管(PCCP)

 种类:

5 .塑料管

 聚氯乙烯管(PVC-U)、聚乙烯(PE)管、 高密度聚乙烯管(HDPE)、ABS管

 优点:强度高、表面光滑、不易结垢、水力性能

较好、耐腐蚀、耐低温、重量轻、加工接口方便、 施工费用低。

 缺点:质地脆、易老化、耐热性差、长距离输送 要有补偿措施。

 连接方式:粘接、橡胶圈承插、热熔连接、法兰 连接

 本工程中水管道采用高密度聚乙烯管(HDPE)

5 .塑料管

排水管道

 排水管道  主要是及时收集城市生活污水、工业废水

和雨水,并将生活污水和工业废水输送到 污水处理厂进行处理后排放,雨水就近排 放

排水管材

 排水管材的要求 足够的强度,能抵抗内外压力和杂质冲刷磨

损; 具抗腐蚀性(污水、地下水); 不透水(污水不透出、地下水不透入); 内壁光滑,阻力小,排水通畅; 就地取材,可预制管件,节省费用。

排水管材

 常用的排水管材 混凝土管和钢筋混凝土管 陶土管 金属管 其他管材

混凝土管和钢筋混凝土管

 管口形式:承插式、企口式、平口式。  特点: • 管径不超过450mm,长度多为1m。 • 可就地取材,价格较低。 • 适应于排除雨水和污水。 • 抗酸、碱侵蚀性差。 • 管节短,接口多,抗沉降、抗震性差。 • 大口径管的自重大,搬运不便。

混凝土管和钢筋混凝土管

陶土管

 内外壁光滑、不透水、耐磨、抗腐蚀。  管径一般不超过600mm,管长在0.8~1.0m之

间。  质脆易碎,不宜远运;  管节短,接头多,施工麻烦。  主要用于排除工业酸性废水。

陶土管

金属管

 常用的有铸铁管和钢管; ✓ 在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下

使用 ✓ 在穿越铁路时,在土蹦或地震地区; ✓ 在距给水管道或房屋基础较近时; ✓ 在压力管线上或施工特别困难的场合  采用钢管时必须涂刷耐腐蚀的涂料并注意

绝缘,以防锈蚀。

其他管材

 HDPE双壁波纹管 UPVC双壁波纹管

FRPP聚丙烯复合加筋管

1.材料新,原材料为聚丙烯,分子结构紧凑,强度 高,耐腐蚀,柔韧度高,产品结构合理。  2.内壁光滑,粗糙系数为0.009(混泥土管的粗糙 系数为0.013)流通量大、过水能力大、同流量使 用口径小、不易结垢。  3.不需要做混凝土基础,施工速度快。  4.橡胶圈承接方法可靠,施工质量保证,柔性接 口抗不均匀性强。  5.使用寿命一般大于50年。

FRPP聚丙烯复合加筋管

 本工程污水、雨水管道均为复合聚丙烯钢带增强 加筋管(FRPP)

管道工程构造

 构成:基础、管道、覆土  1.基础:  作用:防止管道不均匀沉陷造成管道破裂

或接口损失而漏水。  类型:天然基础、砂基础、混凝土基础 2、管道 作用:用于输送气体、液体或带固体颗粒的

流体的装置

管道工程构造

要求:保证管材及其接口强度满足要求外, 还应保证在使用中不致因地面荷载引起损 坏。 3、覆土  作用:防冻、承载荷载  要求:一般金属管道的的最小覆土厚度在 车行道下为0.7m,人行道下0.6m;非金属 管道的覆土厚度不小于1.0~1.2m。

管道工程施工技术

管道工程施工技术

 一、施工前准备工作  1. 审查、熟悉设计图纸。  2. 现场踏勘。  3. 内业准备:编制施工组织设计;编制人

员、材料、造价等预算;编制进度计划。  4. 外业准备:建立劳动组织;准备料具;

放线测量;三通一平。

管道工程施工技术

 二、施工工序 1.开槽:挖运土方、边坡、支撑、施工排水

2.基础:基底清理、基础填筑、标高控制、位置 控制

3.管道安装:排管、下管、稳管、接口、养护 4.砌筑管道构筑物:检查井、阀门井、三通井等 5.质量检验 6.回填压实 7.竣工验收、交付使用

沟槽开挖

 本工程管道埋深<6.5m,全部采用开槽埋管 法施工。

 施工前应对沟槽施工影响范围内的地上、 地下管线和其他构筑物进行探测和调查, 地上、地下管线及其他构筑物等设施需拆 迁或加固的已完成。

 管道沟槽底部的开挖宽度

管道沟槽底部开挖宽度应按设计要求留置, 若设计无要求时,可按下列方法确定:

 B=D1+2(b1+b2+b3)

沟槽开挖

 式中:B——管道沟槽底部的开挖宽度(mm) D1——管道结构的外缘宽度(mm); b1——管道一侧的工作面宽度(mm); b2——管道一侧的支撑厚度,可取150mm~ 200mm; b3——现场浇筑混凝土或钢筋混凝土管渠一侧 模板的厚度(mm)。

管道一侧预留工作宽度见下表:

沟槽开挖

管道结构的外缘宽 度D1

管道一侧的工作面宽度过b1

非金属管道

金属管道

D1≤500

400

300

500<D1≤1000

500

400

1000<D1≤1500

600

600

1500<D1≤3000

800

800

沟槽开挖

 本工程地下水位低于沟槽底面高程, 且开挖深度在5m以内(其中:中水管 道开挖深度约1.5m,雨水管道开挖深 度约3.5m,污水管道开挖深度约4m) 边坡不加支撑时,沟槽边坡最陡坡度 应符合下表的规定。

深度在5m以内的沟槽边坡的最陡坡度

土的类别

边坡坡度(高:宽)

坡顶无荷载 坡顶有静载 坡顶有动载

中密的砂土

1:1.00

1:1.25

1:1.50

中密的碎石类土 (充填物为砂土)

硬塑的粉土

1:0.75 1:0.67

1:1.00 1:0.75

1:1.25 1:1.00

中密的碎石类土 (充填物为黏性土)

硬塑的亚黏土、黏土

1:0.50 1:0.33

1:0.67 1:0.5

1:0.75 1:0.67

老黄土

1:0.10

1:0.25

1:0.33

软土(经井点降水后)

1:1.00

沟槽开挖

 开挖沟槽的槽深超过3m时应分层开挖,每 层的深度不超过2m,沟槽分层的深度按机 械性能确定,减少人工清底的工作量。

 沟槽开挖时槽底原状地基土不得扰动,机 械开挖时槽底预留250mm~300mm土层由人 工开挖至设计高程并整平;如超挖,排水 管道应采用3:7灰土垫层分层回填,中水管 道应采用中粗砂分层回填,压实度不小于 0.95;地基承载力要求≥100Kpa。

沟槽开挖注意事项

 ①开挖沟槽时,应合理确定开挖顺序、路 线及开挖深度,然后分段开挖,开挖边坡 应符合有关规范规定,直槽开挖必须加支 撑。

 ②采用机械挖槽时,应向机械司机详细交 底,其内容包括挖槽断面、堆土位置、现 有地下构筑物情况和施工要求等;由专人 指挥,并配备一定的测量人员随时进行测 量,防止超挖或欠挖。当沟槽较深时,应 分层开挖,分层厚度由机械性能确定。

沟槽开挖注意事项

 ③挖土机沿挖方边坡移动时,机械距边坡 上缘的宽度一般不得小于沟槽深度的1/2。 土质较差时,挖土机必须在滑动面以外移 动。

 ④ 开挖沟槽的土方,在场地有条件堆放时, 一定留足回填需要的好土;多余土方应一 次运走,避免二次挖运。

 ⑤检查井应同沟槽同时开挖。

 雨期施工

沟槽开挖

 (1) 土方开挖和回填一般不宜在雨期进行。必须开 挖时,应尽量缩短开槽长度,逐段、逐层分期完 成;沟槽回填所需的回填材料应事先备好并采取 覆盖等防雨水措施。

 (2) 沟槽切断原有的排水沟或排水管,如无其他排 水出路,应架设安全可靠的渡槽或渡管,保证排 水。

 (3) 雨期挖槽,应采取措施,防止雨水进入沟槽; 同时还应考虑当雨水危及附近居民或房屋安全时, 应及时疏通排水设施。

 (4) 雨期挖土时,留置土方不宜靠近建筑物。

沟槽开挖

垫层基础

 本工程排水管道基础采用180°级配中粗砂 基础。基底设0.3m土垫层,在土垫层上设 0.3m厚3:7灰土,压实系数均不小于0.95。管 底铺0.15m级配中粗砂(粒径5-15mm),然后 管道两侧分层(每层约150mm)同时回填中 粗砂(5-20mm),中粗砂干重度≥16KN/m3, 中粗砂回填至管顶以上0.5m,管顶以上0.5m 至路基顶原土回填并分层夯实。路基范围填 料及压实度按路基要求确定。

管道基础形式

垫层基础

 本工程中水管道基础采用120°级配中粗砂 基础。基底设0.3m土垫层,在土垫层上设 0.3m厚3:7灰土,压实系数均不小于0.95。 管底铺0.15m级配中粗砂(粒径5-15mm), 然后管道两侧分层(每层约150mm)同时 回填中粗砂(5-20mm),中粗砂干重度 ≥16KN/m3,中粗砂回填至管道设计支承角 范围,至路基顶用原土回填并分层夯实。 路基范围填料及压实度按路基要求确定。

管道就位

原则:安全、方便、不破坏管道、经济合理

 (一)下管  1、人工下管  1)溜管(贯绳)下管

管道就位

 2)人工(立柱)压绳下管

管道就位

 3)三角架(高凳)下管

管道就位

 2、机械下管:用于管重大、管节长的管道施工

 1)吊车等起重机械下管:适于DN≥300管道,单 节或组合下管。

 2)导链、卷扬机下管:适于DN=300~800管道。

管道就位

 3、下管注意事项  1)机械的稳定性;  2)应注意方向。 3)起重机距沟边间隔距离不小于1米; 4)吊车不得在架空输电线路下作业; 5)应有专人指挥; 6)平吊轻放,不得忽快忽慢或突然止动; 7)管子下入沟槽时,不得与槽壁支撑或槽下的管道

相碰撞,沟内运管不得扰动天然地基。

管道就位

 (二)排管

 原则:保证管道走向。  (1)承口迎水、承口朝上。  (2)从上游开始铺管。  (3)槽底坡度急陡区间,应由低处向高处铺设。  对于橡胶圈接口的承插式管道,排管、稳管、接

口同时进行。

管道就位

2、管道间隙 (1)两管节之间应留有一定量的间隙; (2)管道环向间隙及对口间隙应满足规范要求。

(三)稳管  原则:

保证管道铺设的高程、位置符合设计要求。

 注意 1.高程控制和位置控制必须同时进行; 2.符合要求后,应填实管两侧若干点(或用垫块),

保证管道不移动。

管道就位

1、高程控制

 (1)坡度板法(常用)

高程控制是沿管线每10~15m埋设一坡度板 (又称龙门板、高程样板),板上有中心 钉和高程钉,利用坡度板上的高程钉进行 控制。

 (2)仪器测量法

管道就位

 2、位置控制  (1)中心线法(常用)

 在连接两块坡度板的中心钉之间的中线上 挂一垂球,在管内放置一块带有中心刻度 的水平尺,当垂球线穿过水平尺的中心刻 度时,表示管子已对中。

 中心线法

管道就位

垂线

管道就位

 (2)边线法(常用)

 即在管子同一侧,钉一排边桩,边桩高度 接近管中心处。在每个边桩上钉一小钉, 其位置距管道轴线的水平距离为一常数。 稳管时,在边桩上的小钉挂上边线,使管 外皮与边线保持同一距离,则管道即处于 中心位置。

 边线法

管道就位

管 子

水平尺

水平尺

管道基础(b) 砂基础

边线 边桩

管道就位

 (3)目测垂线法  (4)仪器定位法

 连接方式 螺纹连接 承插连接 法兰连接 焊接连接

管道连接

管道连接

 本工程雨、污水管均采用复合聚丙烯钢带 增强加筋管(FRPP),中水管采用高密度聚 乙烯塑料管(HDPE);三个管道均采用电热 熔焊接,管道与金属附件连接采用法兰连 接。

管道连接

 热熔对接应符合下列规定: 1)在对接焊机上夹紧管材和管件的插口端, 清洁插口端。 2)移动可动夹具,将管材、管件连接面在 铣刀上刨平,取下铣刀,检查管端连接面, 使其间隙最大不大于0.3mm. 3)校直对接焊机上两对应的待接件,使其 在同一轴线上,错边不宜大于壁厚的10%。

管道连接

 4)将加热工具放在两连接面之间。使对接 焊机上的管材靠近加热工具并施加一定的 压力,直接融化形成沿管材整个外圆周平 滑对称的翻边为止。 5)加热完毕,待连接件应迅速脱离对接加 热工具,并应用均匀压力使其完全接触, 形成均匀凸缘,冷却后管件便可牢固地融 为一体 。

管道连接

管道连接

检查井

作用:便于定期检查、清通。 要求:为了便于清通检查井之间的管段应是

直通的,既不弯曲断面又没有变化。 设置:管道交汇处、转弯、管道尺寸或坡度

改变、跌水处及相隔一定距离的直线管段 上。 组成:基础、井底、井身、井盖和盖座。

检查井

 本工程检查井均采用标准图钢筋混凝土井 室,砼材料采用C30S6,钢筋混凝土盖板, 流槽为C15砼。

 注意事项:

1、井底基础应与管道基础同时浇筑。 2、浇筑砼外模一般用砖模,内膜用竹胶板, 浇筑前砖模必须洒水湿润。

3、检查井接入管道的管口应与井内壁平齐。 4、浇筑检查井时,井身应一次浇筑成型。

检查井

土方回填

 管基有效支撑角范围内采用中粗砂填充密 实,与管壁紧密接触,不得用土或其他材 料填充;

 沟槽回填从管底基础部位开始到管顶以上 500mm范围内,必须采用人工回填;

 回填夯实应分层对称进行,每层回填高度 应不大于200mm,不得单侧回填夯实;

 管顶500mm以上部位,可用机械从管道轴 线两侧同时均匀夯实;

管道工程质量控制

管材的质量

 1、重视管材资料的检查。要求选用正规厂 家生产的管材,并且检查管材的出厂合格 证及送检试验报告等资料是否齐全。

 2、重视管材外观的检查。管材进场后,现 场施工人员应对管材外观进行检查,管材 不得有破损、脱皮、蜂窝露骨、裂纹等现 象,对外观检查不合格的管材不得使用。

管材的质量

 3、管材的颜色应一致、无色泽不均及分解 变色现象;管材的内外壁应光滑、平整、 无气泡、无裂口、无明显痕迹及凹陷;管 材端面应平整,并垂直于轴线;管材不得 有异向弯曲。

 4、加强管材的保护。应在管材运输、安装 过程中加强对管材的保护。

沟槽开挖的质量控制

 1、对放线要进行复测。测量员定出管道中心线及 检查井位置后,要进行复测,其误差符合规范要 求后才能允许进行下步施工。

 2、 防止边坡塌方:根据土壤类别、土的力学性 质确定适当的槽帮坡度。实施支撑的直槽槽帮坡 度一般采用1∶0.05.对于较深的沟槽,宜分层开 挖。挖槽土方应妥善安排堆放位置,一般情况堆 在沟槽两侧。堆土下坡脚与槽边的距离根据槽深、 土质、槽边坡来确定,其最小距离应为1.0m.

沟槽开挖的质量控制

 3、沟槽断面的控制:确定合理的开槽断面和槽底 宽度。开槽断面由槽底宽、挖深、槽底、各层边 坡坡度以及层间留台宽度等因素确定。槽底宽度, 应为管道结构宽度加两侧工作宽度。因此,确定 开挖断面时,要考虑生产安全和工程质量,做到 开槽断面合理。

 4、防止槽底泡水:雨季施工时,应在沟槽四周叠 筑闭合的土埂,必要时要在埂外开挖排水沟,防 止雨水流入槽内。

沟槽开挖的质量控制

管道安装的质量控制

 1、正确计算管道铺设长度:根据规范确定两检查 井间管道铺设长度、管子伸进检查井内长度及两 管端头之间预留间距。在安管过程中要严格控制, 防止管头露出井壁过长或缩进井壁。

 2、严格控制管道的直顺度和坡度,可采取以下 措施并随时检查:安管时要在管道半径处挂边线, 线要拉紧,不能松弛;在调整每节管子的中心线 和高程时,要用垫块支垫牢固,相邻两管不得错 口;在土方回填前,先把管子两侧与平基相接处 的三角部分填实,再在两侧同时进行回填。

管道安装的质量控制

 热熔连接时,加热温度不能过高、时间不 能过长,不然会造成配件内挤出的熔浆过 多,减少通水内径;连接时管件或管材接 口处应清洁干净,不然会造成连接口脱开 漏水;同时,要注意控制好管件的角度和 方向,避免造成返工。管件对接时应保持 对接口对齐,不然会造成对接面积不够要 求、焊口强度不够,以及卷边不对称。

检查井质量控制

 1、严格控制检查井基础的质量。不能带水 浇注垫层和基础,要保证基础的几何尺寸和 高程符合设计要求,待混凝土达到一定强度 才能砌砖。

 2、流槽的做法要规范。雨水流槽高度应与 主管的半径相平,流槽的形状应为与主管半 径相同的半圆弧;污水流槽的高度应与主管 内顶相平,下半部分是与主管半径相同的半 圆弧,上半部分与两侧井墙相平行,宽度与 主管管径相同。

检查井质量控制

 3、管道穿井处,施工前应在井壁预留好孔 洞,严禁事后凿洞。管道与孔洞间的缝隙, 应采用沥青砂填塞密实。雨、污水检查井 外墙0.5m范围内,应用3:7灰土回填至路基 基床,压实系数≥0.95。

闭水试验质量控制

 1、 对试验前的准备工作要进行检查。试验 前,需将灌水的检查井内支管管口和试验 管段两端的管口,用1∶3水泥砂浆砌240mm 厚砖堵死,并抹面密封,待养护3~4天到 达一定强度后,在上游井内灌水。当水头 达到要求高度时,检查砖堵、管身、井身, 有无漏水,如有严重渗漏应进行封堵。待 浸泡24小时后,再观察渗水量,对渗水量 的测定时间不应少于30分钟。

闭水试验质量控制

 2、控制闭水试验的水位。试验水位应为试 验段上游管段内顶以上2米,如上游管内顶 到检查井的高度不足2米,闭水试验的水位 可到井口为止。

 允许渗水量的计算: 塑料管道:内径一米的管道每一千米长度 在24小时内允许渗水量为4.6立方米。即: q(允许渗水量)=0.0046×D(管道内径)

回填土质量控制

 1、严格控制回填土土质。回填土中不得含 有碎砖、石块、混凝土碎块及大于l0cm的 硬土块; 回填时槽内应无积水,不得回填 淤泥、腐殖土、冻土及有机物。

 2、严格控制每层回填土厚度。管沟回填应 分层夯实,每层厚度不大于20cm, 要求管 道两侧同时进行填土,两侧高差不大于 30cm.。管项50cm以上压实度要求同路基压 实度一样。

谢谢大家!

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