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    不同管徑、不同材質(zhì)管道回填施工工藝探析

    2022-02-02 03:16:58董曉澤高飛飛郎志軍張曉利
    散裝水泥 2022年6期
    關(guān)鍵詞:溝槽墊層壓實

    董曉澤 隋 偉 高飛飛 郎志軍 李 迅 張曉利

    (中國建筑第七工程局有限公司,河南 鄭州 450004)

    1 管道回填工法特點

    管道回填作為一種比較常見的施工項目,往往不被重視。為了提高對管道的保護作用,一般選用砂作為回填材料,從墊層開始一直回填到設(shè)計標(biāo)高。但從經(jīng)濟角度考慮,選擇合適的土質(zhì)資源(含水量低,強度高),可減少砂的過量使用,降低施工成本,有利于環(huán)保,因此,多采用優(yōu)質(zhì)土對回填方案進行優(yōu)化。

    本工法是以工程為對象、工藝為核心、標(biāo)準(zhǔn)圖紙為依據(jù)、試驗分析為輔助,運用系統(tǒng)工程原理,結(jié)合最新技術(shù)以及質(zhì)量管理控制,經(jīng)過大量回填試驗、數(shù)據(jù)分析而得出的一種先進、高效、可靠的技術(shù),具有針對性強、適應(yīng)范圍廣等特點。在保證工程質(zhì)量和安全的前提下,達到環(huán)保、提高施工效率、降低能耗、降低工程成本等目的,本工法應(yīng)用范圍廣泛,適用于不同直徑的GRP管、水泥管、給水管、HDPE管等管道的回填。

    2 管道回填工藝原理

    從基坑開挖開始,控制好深度和護坡角度,保證基坑安全、穩(wěn)定。深基坑底層選擇級配良好的碎石作為持力層,根據(jù)地下水文條件選擇不同厚度的砂墊層作為管底部保護層。根據(jù)管道直徑不同,在中間區(qū)域攤鋪不同寬度的砂進行回填,遠(yuǎn)離管道的基坑兩側(cè)使用回填土來代替砂,以減少砂的用量,達到節(jié)材目的。往上分層回填,除墊層外,上部所有回填均以管道縱向軸線為基準(zhǔn),由內(nèi)至外依次回填。這樣可以保證回填砂對管道的保護效果。管頂上部應(yīng)根據(jù)不同規(guī)格和材質(zhì)留有足夠的回填砂,防止管道上部因受壓應(yīng)力影響而發(fā)生變形甚至破裂。土必須經(jīng)過篩選,不得含有淤泥、濕陷性黃土等有害土。選擇適當(dāng)?shù)臋z驗方法,以保證檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。檢驗合格后,方可進行下層回填施工。

    3 管道回填工藝流程及操作要點

    3.1 工藝流程

    管道回填工藝流程如圖1所示。

    圖1 管道回填工藝流程

    (1)冷卻塔循環(huán)水管道直徑為3.2m,采用分段施工?;鶎忧謇硗戤吅螅佋O(shè)600mm厚級配碎石,分兩層進行施工,級配碎石提前灑水拌和。根據(jù)天氣情況適當(dāng)調(diào)整拌和水量,夏季高溫時可提高最佳用水量10%~15%,防止水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致含水率偏低,造成壓實度不合格。

    (2)級配碎石回填完畢,繼續(xù)進行下一層砂墊層的施工,由兩側(cè)向中間對稱施工,用滾軸壓路機由外向內(nèi)依次壓實,夯實碾壓遍數(shù)要根據(jù)試驗確定,一般不少于3遍,滾軸要行行相接,輪距搭接不得少于200mm。管道中間部分不能有粒徑超過50mm的石子顆粒。砂墊層施工完畢進行標(biāo)高控制,調(diào)整平整度,施工完畢后開始鋪筑管道,管道要求順直、無凸起,與砂墊層緊密接觸,不能留有空隙。防止管道受力不均而產(chǎn)生下沉、歪斜等現(xiàn)象。采用容積不小于200cm3的環(huán)刀取樣并現(xiàn)場測定其干密度,以不小于試驗所確定的中密狀態(tài)時的干密度值為合格,合格后進行管道分節(jié)吊裝,吊裝完成后進行管道黏接工作。黏接完成后,人工回填中粗砂,以管道縱軸線為基準(zhǔn),由外向內(nèi)同時施工。

    (3)管道定位完成后,開始下一層回填,整個溝槽內(nèi),除了上部的土和底部的級配碎石外,全部采用中粗砂回填。因此,對圖紙進行優(yōu)化可以保證管道質(zhì)量,減少中粗砂的過量使用,避免浪費。溝槽剖面圖呈倒梯形結(jié)構(gòu)如圖2所示。

    圖2 冷卻塔進水管道回填示意圖

    圖2中溝槽剖面區(qū)域呈倒梯形結(jié)構(gòu),采用無大顆粒碎石的土回填。中間區(qū)域采用中粗砂回填,覆蓋整個管道,起到良好的外應(yīng)力釋放和保護作用。再以管道的縱軸線為基準(zhǔn),到兩側(cè)護坡長度為L1、到回填材料截面處為L2,要求優(yōu)化系數(shù)k值不能小于0.5,k=L2/L1。經(jīng)過試驗,管頂上部k取1,管頂下部k取0.65。k值小,管道保護不充分,屬于不良設(shè)計;k值大,則不能將省材最大化。

    (4)最后一層回填砂施工完畢后,上部全部采用回填土至設(shè)計標(biāo)高,用雙滾軸壓實機,嚴(yán)禁使用大型壓路機,防止下部管道受擠壓而損壞,分段施工,不是一段施工完后才能繼續(xù)下一段,而是多段同時施工,工作效率大幅提高?;靥钔僚c邊坡接觸部位采用沖擊夯進行二次夯實,以進一步提高回填土與邊坡原土之間的接觸力,提高整體穩(wěn)定性。

    (5)檢查回填土內(nèi)有無雜物、粒徑是否符合國家有關(guān)規(guī)定,然后確定回填土中的含水量是否在控制范圍內(nèi)。如果含水量偏高,可以采取翻松、晾曬或均勻摻入干土等措施;如果含水量偏低,優(yōu)先采用預(yù)先灑水潤濕等措施?;靥钔翍?yīng)分層鋪攤,根據(jù)土質(zhì)、密實度要求和機具性能確定每層的鋪土厚度,一般震動打夯機每層鋪土厚度為200~250mm,人工打夯要小于200mm,每層至少夯實3遍,打夯應(yīng)做到行行相接、行行相連,縱橫交叉為宜。

    (6)深淺兩基坑相連時,應(yīng)先填夯深基礎(chǔ),填至與淺基坑標(biāo)高一致后,再與淺基礎(chǔ)一起填夯。如需分段填夯,為了保證回填的整體穩(wěn)定性,交接處應(yīng)填成階梯形,一般以梯形高寬比1∶2為宜,注意上下層錯縫間距不得小于1m,道基坑回填應(yīng)四周同時進行,較長的管溝墻內(nèi)應(yīng)采取內(nèi)部加支撐措施,然后在外側(cè)回填土方,回填砂應(yīng)按規(guī)定進行環(huán)刀取樣,回填土按規(guī)定進行灌砂法取樣,測出干回填料含水率,計算壓實度;達到要求后,進行上一層的鋪土,填土完成后,再進行表面的拉線找平,如果有超過標(biāo)準(zhǔn)高程的地方,要及時依線鏟平,并補土夯實。

    3.2 操作要點

    3.2.1 深溝槽施工要點

    深溝槽現(xiàn)場采用循環(huán)水管道,包括汽輪機至水塔管道、水塔至循環(huán)水泵房、水泵房至汽輪機和取水系統(tǒng)至監(jiān)控水池。定位完成后開挖溝槽,深溝槽要分層開挖,分層高度不超過2.5m,溝槽底部開挖寬度符合設(shè)計要求,現(xiàn)場最粗的管道為汽輪機至水塔東側(cè),項目采用17臺機動冷卻塔,循環(huán)水管徑由東3 200mm向西逐漸變?yōu)? 600mm,管道之間采用黏接方式,深度5m以內(nèi)的溝槽邊坡放坡坡度按照表1確定,當(dāng)挖至溝槽底部250mm時,可采用人工開挖。管道轉(zhuǎn)角部分應(yīng)加大開挖寬度,為后續(xù)施工留出足夠空間。

    表1 深度5m以內(nèi)溝槽邊坡坡度

    循環(huán)水管道采用玻璃鋼管,冷卻水塔進水設(shè)計壓力為0.54MPa,管道間采用粘接方式連接,管道與設(shè)備之間采用法蘭連接。施工前要對管材進行檢測,確保管材質(zhì)量符合要求,接口完好無損、無附著物?,F(xiàn)場需要將標(biāo)準(zhǔn)長度管材或管道切開時,切割尺寸誤差不得超過2mm?;靥钪行墓軠蠒r,應(yīng)在管道兩側(cè)同時進行人工填砂,直至管頂0.5m以上,在不損壞管道的情況下,使用蛙式打夯機夯實。在抹帶接口處回填細(xì)粒料,地下水位高于溝槽基坑底面施工應(yīng)采取排水等措施,使基坑保持無水狀態(tài)。

    3.2.2 淺溝槽施工要點

    淺溝槽開挖主要包括給水管道、含油廢水管道、海水補給水管道、生活飲用水管道、生活污水管道、各構(gòu)筑物之間的連接管道等,根據(jù)設(shè)計要求,管道底部采用回填砂作為墊層。溝槽開挖后,平整溝槽底部,檢驗管道底部地基承載力,要求不小于100kPa。溝槽開挖、基礎(chǔ)施工、管道安裝、回填作業(yè)均采用現(xiàn)場作業(yè)。管道安裝完成后立即回填,管道縱軸向1m范圍內(nèi)采用中粗砂回填,砂中不能含有石塊、磚頭、土壤硬塊等,管中心兩側(cè)壓實系數(shù)不小于95%,回填土?xí)r注意保護管道,管頂以下回填必須兩側(cè)對稱分層施工,防止浮管或偏移。根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整走向和標(biāo)高,原則上是有壓管道避讓無壓管道,小管避讓大管。

    3.2.3 管涵鎮(zhèn)墩施工要點

    管道穿越道路,采用混凝土管作為保護管,混凝土護管與管道之間用中粗砂填充,夯實工具無法施工作業(yè),采用灌水法密實。根據(jù)圖紙設(shè)計要求,不同鎮(zhèn)墩基礎(chǔ)對應(yīng)不同的持力層,相應(yīng)承載力也不同,管涵不符合要求的地方用級配砂石換填,如果遇到不良地層,應(yīng)全部挖出并用級配砂石換填,基坑需要驗槽,確保持力層為設(shè)計地層?;A(chǔ)施工完畢后,兩側(cè)改用回填土壓實,壓實系數(shù)不能小于0.95,基礎(chǔ)周圍回填應(yīng)與管道回填同時進行,不便同時進行時,要留有臺階形接茬?;靥钜獌蓚?cè)同時對稱進行,不得漏夯。回填土壓實后與基礎(chǔ)邊貼緊,回填寬度不宜小于400mm,對邊角打夯不得遺漏。

    4 結(jié)語

    本工法主要從環(huán)境友好型角度出發(fā),遵循可持續(xù)發(fā)展,綠色施工,采用環(huán)保工藝,控制噪音、粉塵、廢料污染,嚴(yán)格依照管道安裝的整體流程,結(jié)合實際工作情況選擇優(yōu)質(zhì)的管道原材料,明確安裝原則,能夠利用事先設(shè)計好的安裝方案,合理開展施工工作,以便各個環(huán)節(jié)的施工安裝工藝都能夠順利且穩(wěn)定開展,使管道可以有序地進行安裝調(diào)整,提高管道安裝的整體質(zhì)量,具有很強的推廣作用。

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