5城市管道工程.docx

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5城市管道工程

2K315000城市管道工程

2K315010城市给水排水管道工程施工

2K315011开槽管道施工技术

一、沟槽施工方案

（一）主要内容

（略）

（二）确定沟槽底部开挖宽度

（三）确定沟槽边坡

（1）当地质条件良好、土质均匀、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。

见教材第108页表格。

二、沟槽开挖与支护

（一）分层开挖及深度

（1）人工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。

（2）人工开挖多层沟槽的层间留台宽度：

放坡开槽时不应小于0.8m，直槽时不应小于0.5m，安装井点设备时不应小于1.5m。

（二）沟槽开挖规定

（1）机械开挖时槽底预留200〜300mm土层，由人工开挖至设计高程，整平。

（2）槽底不得受水浸泡或受冻，槽底局部扰动或受水浸泡时，宜采用天然级配砂砾石或石灰土回填；

（5）在沟槽边坡稳固后设置供施工人员上下沟槽的安全梯。

（三）支撑与支护

（2）撑板支撑应随挖土及时安装。

（3）在软土采用横排撑板支撑时，开始支撑的沟槽开挖深度不得超过1.0m;开挖与支撑交替进行，每次交替的深度宜为0.4〜0.8m。

（6）施工人员应由安全梯上下沟槽，不得攀登支撑。

（7）拆除撑板应制定安全措施，配合回填交替进行。

三、地基处理与安管

（一）地基处理

（2）槽底局部超挖或发生扰动时，超挖深度不超过150mm时，可用挖槽原土回填夯实，其压实度不应低于原地基土的密实度；

（3）排水不良造成地基土扰动时，扰动深度在100mm以内，宜填天然级配砂石或砂砾处理；扰动深度在300mm以内，但下部坚硬时，宜填卵石或块石，并用砾石填充空隙找平表面。

（5）柔性管道地基处理宜采用砂桩、搅拌桩等复合地基。

（二）安管

（2）采用法兰和胶圈接口时，安装应严格控制上、下游管道接装长度、中心位移偏差及管节接缝宽度和深度。

（3）采用焊接接口时，两端管的环向焊缝处齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不得大于2mm。

（4）采用电熔连接、热熔连接接口时，应选择在当日温度较低或接近最低时进行;

（5）金属管道应按设计要求进行内外防腐施工和施做阴极保护工程。

2K315012不开槽管道施工方法

一、方法选择与设备选型依据

（2）工程详勘资料

1）开工前施工单位应核对工程勘察报告，进行现场沿线的调查；特别是已有地下管线和构筑物应进行人工挖探孔（通称坑探）确定其准确位置。

二、施工方法与适用条件

（1）施工方法与设备分类见图2K315012。

图2K315012施工方法与设备分类

三、施工方法与设备选择的有关规定

1）采用敞口式（手掘式）顶管机时，应将地下水位降至管底以下不小于0.5m处。

不开槽法施工方法与适用条件表2K315012

施工工法

密闭式顶管

盾构

浅埋暗挖

定向钻

夯管

工法优点

精度高

速度快

适用性强

速度快

施工速度快、成本较低

工法缺点

成本高

成本髙

速度慢、成本高

控制精度低

控制精度低、适用于钢管

适用范围

给排水管道综合管道

给排水管道、综合管道

给排水管道、综合管道

给水管道

给水排水管道

适用管径/mm

300〜4000

3000以上

1000以上

300〜1000

200〜1800

施工精度

小于50mm

不可控

小于1000mm

小于1000mm

不可控

施工距离

较长

长

较长

较短

短

适用地质条件

各种土层

各种土层

各种土层

砂卵石及含水地层不适用

含水地层不适用、砂卵石地层困难

顶管法施工

夯管法施工

2）当周围环境要求控制地层变形或无降水条件时，宜采用封闭式的土压平衡或泥水平衡顶管机施工；

4）小口径的金属管道，当无地层变形控制要求且顶力满足施工要求时，可采用顶进的挤密土层顶管法。

（3）浅埋暗挖法。

在城区地下障碍物较复杂地段，采用浅埋暗挖施工管（隧）道会是较好的选择。

（4）定向钻机在以较大埋深穿越道路桥涵的长距离地下管道的施工中会表现出优越之处。

（5）夯管锤；适用于城镇区域下穿较窄道路的地下管道施工。

四、设备施工安全有关规定

（一）施工设备装置应满足施工要求，并符合下列规定

（4）施工供电应设置双路电源，并能自动切换；动力、照明应分路供电，作业面移动照明应采用低压供电。

（6）采用起重设备或垂直运输系统:

1）起重设备必须经过起重荷载计算卜

3）起重作业前应试吊，吊离地面100mm左右时，应检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊；起吊时工作井内严禁站人，当吊运重物下井距作业面底部小于500mm时，操作人员方可近前工作；

4）严禁超负荷使用；

5）工作井上、下作业时必须有联络信号。

2K315013砌筑沟道施工要求

一．基本要求

（二）一般规定

（2）砌筑前砌块（砖、石）应充分湿润；砌筑应采用满铺满挤法。

砌体应上下错缝。

（4）沉降缝、变形缝应与基础的沉降缝、变形缝贯通。

（5）砌筑结构管渠宜按变形缝分段施工，砌筑施工需间断时，应预留阶梯形斜槎；接砌时，应将斜槎冲净并铺满砂浆，墙转角和交接处应与墙体同时砌筑。

（6）采用混凝土砌块砌筑拱形管渠或管渠的弯道时，宜采用楔形或扇形砌块;当砌体垂直灰缝宽度大于30mm时，应采用细石混凝土灌实，混凝土强度等级不应小于C20。

二、砌筑施工要点

（一）变形缝施工

（1）变形缝内应清除干净，两侧应涂刷冷底子油一道。

（3）灌注沥青等填料应待灌注底板缝的沥青冷却后，再灌注墙缝，并应连续灌满灌实。

（二）砖砌拱圈

（3）砌筑前，拱胎应充分湿润，冲洗干净，并均匀涂刷隔离剂。

（4）砌筑应自两侧向拱中心对称进行。

（5）应采用退槎法砌筑，每块砌块退半块留槎，拱圈应在24h内封顶，两侧拱圈之间应满铺砂浆，拱顶上不得堆置器材。

（三）反拱砌筑

（1）砌筑前，应按设计要求的弧度制作反拱的样板。

（2）根据样板挂线，先砌中心的一列砖、石，并找准高程后接砌两侧，灰缝不得凸出砖面，反拱砌筑完成后，应待砂浆强度达到设计抗压强度的25％时，方可踩压。

（4）拱形管渠侧墙砌筑、养护完毕后，安装拱胎前，要在两侧墙外回填土。

（5）当砂浆强度达到设计抗压强度标准值的25％时，方可在无振动条件下拆除拱胎。

（四）圆井砌筑

（1）排水管道检查井内的流槽，宜与井壁同时进行砌筑。

（2）砌块应垂直砌筑；圆井采用砌块逐层砌筑收口时，四面收口的每层收进不应大于30mm，偏心收口的每层收进不应大于50mm。

（3）砌块砌筑时，铺浆应饱满，上下砌块应错缝砌筑。

（4）砌筑时应同时安装踏步，在砂浆未达到规定抗压强度等级前不得踩踏。

（5）内外井壁应采用水泥砂浆勾缝；有抹面要求时，抹面应分层压实。

（五）砂浆抹面

（1）墙壁表面粘结的杂物应清理干净，并洒水湿润。

（2）水泥砂浆抹面宜分两道，第一道抹面应刮平使表面造成粗糙纹，第二道抹平后，应分两次压实抹光。

（3）抹面应压实抹平，施工缝留成阶梯形；接槎时，应先将留槎均匀涂刷水泥浆一道，并依次抹压，使接槎严密；阴阳角应抹成圆角。

（4）抹面砂浆终凝后，应及时保持湿润养护，养护时间不宜少于14d。

（六）石砌体勾缝

（1）勾缝前，应清扫干净砌体表面上粘结的灰浆、泥污等，并洒水湿润。

（2）勾缝灰浆宜采用细砂拌制的1:

1.5水泥砂浆；砂浆嵌入深度不应小于20mm。

2K315014管道功能性试验的规定

一、基本规定

（一）水压试验

（1）压力管道分为预试验和主试验阶段。

选用其中一项值或同时采用两项值作为试验合格的最终判定依据；水压试验合格的管道方可通水投入运行。

（2）压力管道水压试验进行实际渗水量测定时，宜采用注水法进行。

（3）管道采用两种（或两种以上）管材时，宜按不同管材分别进行试验；不具备分别试验的条件必须组合试验，应采用不同管材的管段中试验控制最严的标准进行试验。

（二）严密性试验

（1）污水、雨污水合流管道及湿陷土、膨胀土、流砂地区的雨水管道，必须经严密性试验合格后方可投入运行。

（2）管道的严密性试验分为闭水试验和闭气试验。

（3）全断面整体现浇的钢筋混凝土无压管渠处于地下水位以下时，除设计要求外，管渠的混凝土强度等级、抗渗等级检验合格，可采用内渗法测渗水量，可不必进行闭水试验。

（4）不开槽施工的内径大于或等于1500mm钢筋混凝土结构管道，设计无要求且地下水位高于管道顶部时，可采用内渗法测渗水量；

（三）特殊管道严密性试验

大口径球墨铸铁管、玻璃钢管、预应力钢筒混凝土管或预应力混凝土管等管道单口水压试验合格，且设计无要求时：

（1）压力管道可免去预试验阶段，而直接进行主试验阶段；

（2）无压管道应认同为严密性试验合格，不再进行闭水或闭气试验。

（四）管道的试验长度

（1）除设计有要求外，压力管道水压试验的管段长度不宜大于1.0km;

（2）无压力管道的闭水试验，试验管段应按井距分隔，抽样选取，带井实验；若条件允许可一次试验不超过5个连续井段。

（3）当管道内径大于700mm时，可按管道井段数量抽样选取1/3进行试验；试验不合格时，抽样井段数量应在原抽样基础上加倍进行试验。

二、管道试验方案与准备工作

（二）压力管道试验准备工作

（1）试验管段所有敞口应封闭，不得有渗漏水现象；

（2）试验管段不得用闸阀作堵板，不得含有消火栓、水锤消除器、安全阀等附件；

（3）水压试验前应清除管道内的杂物；

（4）应做好水源引接、排水等疏导方案。

（三）无压管道闭水试验准备工作

（1）管道及检查井外观质量已验收合格；

（2）管道未回填土且沟槽内无积水；

（3）全部预留孔应封堵，不得渗水；

（4）管道两端堵板承载力经核算应大于水压力的合力；除预留进出水管外，应封堵坚固，不得渗水；

（5）顶管施工，其注浆孔封堵且管口按设计要求处理完毕，地下水位于管底以下；

（6）应做好水源引接、排水疏导等方案。

（四）闭气试验适用条件

（1）混凝土类的无压管道在回填土前进行的严密性试验。

（2）地下水位应低于管外底150mm，环境温度为-15〜50°C。

（3）下雨时不得进行闭气试验。

（五）管道内注水与浸泡

（1）应从下游缓慢注入，注入时在试验管段上游的管顶及管段中的高点应设置排气阀，将管道内的气体排除。

（2）试验管段注满水后，宜在不大于工作压力条件下充分浸泡后再进行水压试验，浸泡时间规定：

1）球墨铸铁管（水泥砂浆衬里）、钢管（水泥砂浆衬里）、化学建材管不少于24h；

2）内径大于1000mm的现浇砼管渠、预（自）应力砼管、预应力钢筒砼管不少于72h;

3）内径小于1000mm的现浇钢筋混凝土管渠、预（自）应力混凝土管、预应力钢筒砼管不少于48h。

三、试验过程与合格判定

（一）水压试验

1.预试验阶段

将管道内水压缓缓地升至规定的试验压力并稳压30min，期间如有压力下降可注水补压，补压不得高于试验压力；有漏水、损坏现象时应及时停止试压，查明原因并采取相应措施后重新试压。

2.主试验阶段

停止注水补压，稳定15min，15min后压力下降不超过所允许压力下降数值时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30min，进行外观检查若无漏水现象，则水压试验合格。

（二）闭水试验

（1）试验水头的确定方法：

试验段上游设计水头不超过管顶内壁时，试验水头应以试验段上游管顶内壁加2m计。

试验段上游设计水头超过管顶内壁时，试验水头应以试验段上游设计水头加2m计;计算出的试验水头小于10m，但已超过上游检查井井口时，试验水头应以上游检查井井口高度为准。

（2）从试验水头达到规定水头开始计时，观测管道的渗水量，直至观测结束，应不断地向试验管段内补水，保持试验水头恒定。

渗水量的观测时间不得小于30min。

（三）闭气检验

（1）将进行闭气检验的排水管道两端用管堵密封，然后向管道内填充空气至一定的压力。

（2）管道内气体压力达到2000Pa时开始计时，满足该管径的标准闭气时间规定时，计时结束，记录此时管内实测气体压力P，如P>1500Pa则管道闭气试验合格，反之为不合格。

2K315015给排水管网维护与修复技术

一、城市管道维护

（一）城市管道巡视检查

（1）管道巡视检查内容包括管道漏点监测、地下管线定位监测、管道变形检查、管道腐蚀与结垢检查、管道附属设施检查、管网的介质的质量检查等。

（2）管道检查主要方法包括人工检查法、自动监测法、分区检测法、区域泄露普查系统法等。

检测手段包括探测雷达、声呐、红外线检查、闭路监视系统（CCTV）等方法及仪器设备。

（二）城市管道抢修

（1）如钢管多为焊缝开裂或腐蚀穿孔，一般可用补焊或盖压补焊的方法修复；预应力钢筋混凝土管采用补麻、补灰后再用卡盘压紧固定。

（三）管道维护安全防护

（1）养护人员必须接受安全技术培训，考核合格后方可上岗。

（2）作业人员必要时可戴上防毒面具，防水表、防护靴、防护手套、安全帽等，穿上系有绳子的防护腰带，配备无线通信工具和安全灯等。

（3）作业区和地面设专人值守，确保人身安全。

二、管道修复与更新

（一）局部修补

（1）局部修补。

当管道结构完好，仅有局部性缺陷（裂隙或接头损坏）时，可考虑使用局部修补。

（2）局部修补：

局部修补主要用于管道内部的结构性破坏以及裂纹等的修复。

目前，进行局部修补的方法很多，主要有密封法、补丁法、铰接管法、局部软衬法、灌浆法、机器人法等。

（二）全断面修复

1.内衬法

传统的内衬法也称为插管法，是采用比原管道直径小或等径的化学建材管插入原管道内，在新旧管之间的环形间隙内灌浆，形成一种管中管的结构。

该法适用于管径60〜2500mm、管线长度600m以内的各类管道的修复。

化学建材管材主要有醋酸一丁酸纤维素（CAB）、聚氯乙烯（PVC）、PE管等。

此法施工简单，速度快，可适应大曲率半径的弯管，但存在管道的断面受损失较大、环形间隙要求灌浆、一般只用于圆形断面管道等缺点。

为了减少修复后管道过流断面的损失，可以采用改进的内衬法。

改进的内衬法适用于管径为75〜1200mm，长度在1000m以内的各类管道的修复。

2.缠绕法

缠绕法是借助螺旋缠绕机，将PVC或PE等塑料制成的、带连锁边的加筋条带缠绕在旧管内壁上形成一条连续的管状内衬层。

通常，衬管与旧管直径的环形间隙需灌浆。

此法适用于管径为50〜2500mm，管线长度为300m以内的各种圆形断面管道的结构性或非结构性的修复，尤其是污水管道。

其优点是可以长距离施工，施工速度快，可适应大曲率半径的弯管和管径的变化，可利用现有检查井，但管道的过流断面会有损失。

3.喷涂法

喷涂法主要用于管道的防腐处理，也可用于在旧管内形成结构性内衬。

施工时，高速回转的喷头在绞车的牵引下，一边后退一边将水泥浆或环氧树脂喷涂在旧管道内壁上，喷头的后退速度决定喷涂层的厚度。

此法适用于管径为75〜4500mm、管线长度在150m以内的各种管道的修复。

其优点是不存在支管的连接问题，过流断面损失小，可适应管径、断面形状、弯曲度的变化，但树脂固化需要一定的时间，管道严重变形时施工难以进行。

（三）管道更新

根据破碎旧管的方式不同，常见的有破管外挤和破管顶进两种方法。

1.破管外挤

破管外挤也称爆管法或胀管法，是使用爆管工具将旧管破碎，并将其碎片挤到周围的土层，同时将新管或套管拉入，完成管道更换的方法。

爆管法的优点是破除旧管和完成新管一次完成，施工速度快，对地表的干扰少；可以利用原有检查井。

其缺点是不适合弯管的更换；在旧管线埋深较浅或在不可压密的地层中会引起地面隆起；可能引起相邻管线的损坏；分支管的连接需开挖进行。

按照爆管工具的不同，又可将爆管分为气动爆管、液动爆管、切割爆管等三种。

气动或液动爆管法一般适用于管径小于1200mm、由脆性材料制成的管如陶土管、混凝土管、铸铁管等，新管可以是聚乙烯（PE）管、聚丙烯（PP）管、陶土管和玻璃钢管等。

新管的直径可以与旧管的直径相同或更大，视地层条件的不同，最大可比旧管大50％。

与上述两种爆管法不同的是，切割爆管法主要用于更新钢管。

2.破管顶进

如果管道处于较坚硬的土层，旧管破碎后外挤存在困难。

此时可以考虑使用破管顶进法。

该法是使用经改进的微型隧道施工设备或其他的水平钻机，以旧管为导向，将旧管连同周围的土层一起切削破碎，形成直径相同或更大直径的孔，同时将新管顶入，完成管线的更新，破碎后的旧管碎片和土由螺旋钻杆排出。

破管顶进法主要用于直径100〜900mm、长度在200m以内、埋深较大（一般大于4m）的陶土管、混凝土管或钢筋混凝土管，新管为球墨铸铁管、玻璃钢管、混凝土管或陶土管。

该法的优点是对地表和土层无干扰；可在复杂的土层中施工，尤其是含水层；能够更换管线的走向和坡度已偏离的管道；基本不受地质条件限制。

其缺点是需开挖两个工作井，地表需有足够大的工作空间。

【案例2K315015】1.背景

某公司承担了排水管道维护及其管道修复工程。

在维护巡视中发现新建北路下的某段管道是盲端，经公司研究决定于2010年7月15日准备将新建北路的排水管道与已建成的管道井堵口打开连通。

公司派新进场的几名临时工人进行该项目作业。

第1名作业人员打开第一座井的井盖立即下井作业，由于管道内涌出大量硫化氢气体，致使该作业人员当场晕倒，地面的5名作业人员见状后先后下井救人，也相继晕倒，待消防队员赶来时，已造成人死亡，3人重伤。

调查中发现：

已建成管道为钢筋混凝土管，直径1500mm，由于年久疏于维护管理，存在多处局部损坏，其中三个井段由于地面超载等原因造成管道裂缝，经鉴定结构尚可满足承载要求，拟采用全断面修复法实施修复。

2.问题

（1）第1名作业人员的作业程序和随后施救人员的做法是否正确？

为什么？

（2）造成本次事故的原因有哪些？

（3）三个井段可以采用哪些修复方法？

参考答案

（1）冋题1

不正确。

应在进行检查之前，将进出检查井盖及其上、下游检查井盖打开一段时间，再使用气体监测装置检查有无有毒有害气体。

作业人员未经培训，不知井下中毒人员的救助方法和注意事项盲目下井，作业现场又未准备救援器材，致使事故扩大。

（2）问题2

造成本次事故的原因包括:

原有管道已投入使用，管道井下作业前没有监测井下有毒气体含量及氧气含量；打通旧管道堵口没有采取安全防范措施；施救人员不懂对井下中毒人员的救助方法和注意事项盲目下井，作业现场又未准备救援器材，致使事故扩大；临时工人不经培训就上岗作业，且施工现场无专人监管，使整个管理处于失控状态。

（3）问题3

三个井段的修复为全断面修复，可以采用内衬法、缠绕法、喷涂法等方法。

典型例题：

一、单项选择题

1．排水管道内局部结构性破坏及裂纹可采用的修补方法有（　）。

（14试题）

A．补丁法

B．局部软衬法

C．灌浆法

D．机器人法

E．缠绕法

【答案】ABCD

【解析】进行局部修复的方法很多，主要有密封法、补丁法、铰接管法、局部软衬法、灌浆法、机器人法等。

参见教材P118。

三、案例分析题

（一）背景资料（13试题）

某公司承接了一项市政排水管道工程，管道为DNl200mm的混凝土管，合同价为1000万元，采用明挖开槽施工。

项目部进场后立即编制施工组织设计，拟将表层杂填土放坡挖除后再打设钢板桩，设置两道水平钢支撑及型钢围撑，沟槽支护如下图所示。

沟槽拟采用机械开挖至设计标高，清槽后浇筑混凝土基础，混凝土直接从商品混凝土输送车上却料到坑底。

在施工至下管工序时，发生了如下事件：

吊车支腿距沟槽边缘较近致使沟槽局部变形过大，导致吊车倾覆；正在吊装的混凝土管道掉入沟槽，导致一名施工人员重伤。

施工负责人立即将伤员送到医院救治，同时将吊车拖离现场，用了两天时间对沟槽进行清理加固。

在这些工作完成后，项目部把事故和处理情况汇报至上级主管部门。

【问题】

1.根据建造师职业工程规模标准，本工程属于小型、中型还是大型工程？

说明该工程规模类型的限定条件。

2.本沟槽开挖深度是多少？

3.用图中序号①～⑤及“→”表示支护体系施工和拆除的先后顺序。

4.指出施工组织设计中错误之处并给出正确做法。

5.按安全事故类别分类，背景资料中的事故属哪类？

该事故处理过程存在哪些不妥之处？

参考答案：

1.（本小题共4分）

本工程属中型规模（2分）；

限定条件为：

管道直径0.8～1.5m（或合同价为1000～3000万元）（2分）。

2.（本小题共2分）

沟槽开挖深度为5.6m（2分）

3.（本小题共4分）

施工顺序：

③→④→①→⑤→②（2分）；

拆除顺序：

②→⑤→①→④→③（2分）。

4.（本小题4分）

错误之处：

（1）机械开挖至设计标高（1分）；

（2）混凝土直接卸料到坑底（1分）。

正确做法：

（1）槽底应在设计高程以上保留一定余量（不小于200mm或机械开挖至-0.3m），余量由人工开挖（1分）；

（2）混凝土卸料应采用串筒（溜槽、泵送、吊桶）（1分）。

5.（本小题共6分）

案例中的事故属物体打击（2分）；

该事故处理在管理上存在错误：

现场未保护，事故未及时报告，未组织事故调查处理（答对一个给2分，满4分为止）。