通用版倒虹吸的施工方案及缺陷處理倒虹吸施工方案及缺陷處理一、工程概況本段倒虹吸位于平原灌區(qū)干渠與排洪溝交叉處，設(shè)計流量Q＝12.8m3/s，管徑DN2200，雙管并行，單管長度268m，水平投影長248m，進出口高差1.85m，縱坡0.75‰。管材為Q355C螺旋焊鋼管，壁厚16mm，內(nèi)襯1.2mm厚食品級環(huán)氧陶瓷，外防腐采用3PE＋犧牲鎂陽極。基礎(chǔ)為30cm厚C20素混凝土墊層＋50cm厚中粗砂礫石過渡層，外包C25鋼筋混凝土包封，最小覆土1.8m?？拐鹪O(shè)防烈度8度，地下水位埋深1.2～2.4m，滲透系數(shù)3.5×10?3cm/s。二、施工準備1.測量放樣：采用0.5″級全站儀，沿軸線每20m設(shè)控制樁，高程閉合差≤±3mm；進出口設(shè)置永久基準點，澆筑C30混凝土墩并加鋼護罩。2.地質(zhì)補勘：原勘察孔距100m，補加25m一個，取原狀樣6組，標貫18次，判定液化等級為輕微；對高壓縮性淤泥質(zhì)黏土（層厚1.3m）采用高壓注漿加固，水泥摻量20%，水灰比0.8，注漿壓力0.3～0.5MPa，28d無側(cè)限抗壓強度≥0.8MPa。3.降排水：沿槽雙側(cè)布設(shè)管井，井距15m，井深8m，濾水管0.5m長，單井出水量≥25m3/h，將水位降至槽底以下0.5m；雨季增加2口備用井，現(xiàn)場配備75kW發(fā)電機1臺，確保連續(xù)抽水。4.材料復(fù)檢：鋼管進場逐根做10%射線＋100%超聲，焊縫等級Ⅱ級；環(huán)氧陶瓷涂層現(xiàn)場抽樣3組，附著力≥12MPa；鋼筋原材60t一批，冷彎、拉伸、重量偏差全項檢測；水泥、砂石、外加劑按500t、600t、50t批量復(fù)檢。5.交通導(dǎo)行：溝槽東側(cè)修建7m寬臨時便道，20cm厚C25混凝土＋5cm瀝青碎石磨耗層，設(shè)置太陽能警示燈24套，限速20km/h，夜間安排2名交通協(xié)管員。三、溝槽開挖1.斷面：底寬5.2m，邊坡1:1.25，槽深4.7m；穿越村道處采用鋼板樁＋Ⅳ型拉森樁（L＝9m）支護，樁頂設(shè)300×300H鋼圍檁，間距3m設(shè)φ609×16鋼管支撐。2.開挖順序：縱向分段、豎向分層，每層≤1.5m，機械開挖預(yù)留20cm人工清底；槽底設(shè)0.3%雙向排水坡，集水坑每30m一座，采用4″潛水泵抽排。3.驗槽：釬探2.1m，擊數(shù)＜4擊部位換填40cm級配碎石＋5%水泥，壓實度≥97%；槽底高程偏差±5mm，平整度3m直尺≤10mm。四、管道安裝1.吊裝：使用130t汽車吊，吊索采用4根φ26尼龍吊帶，兩端設(shè)5t手拉葫蘆調(diào)平；管節(jié)對口間隙2～3mm，錯邊量≤1mm，采用60°V型坡口，鈍邊1mm。2.焊接：(1)根焊：E6010纖維素焊條，φ3.2mm，電流80～100A，反向直流，單面焊雙面成形；(2)熱焊、填充：E7018低氫焊條，φ4.0mm，電流140～160A，層間溫度150℃；(3)蓋面：多道退火焊，焊縫余高0～2mm，寬度22～24mm；(4)檢測：100%超聲＋10%射線，缺陷返修一次合格率≥98%，返修次數(shù)≤2次。3.內(nèi)襯修補：焊縫處環(huán)氧陶瓷燒損區(qū)域采用雙組分液體陶瓷二次手涂，厚度1.2mm，電火花15kV檢漏無擊穿。4.犧牲陽極：每組3支Mg-Al-Zn-Mn陽極，質(zhì)量14kg，間距120m，填包料50kg，陽極電纜6mm2銅芯，與管道鋁熱焊，焊點環(huán)氧密封，測試樁每300m一處。五、混凝土包封1.墊層：模板采用12mm竹膠板，墊層頂面壓光，平整度2m直尺≤3mm，初凝前二次抹面，覆蓋土工布＋灑水7d。2.鋼筋：雙層雙向φ16@150，保護層50mm，現(xiàn)場綁扎，梅花形設(shè)φ8定位撐，每平米≥4個；鋼筋接頭采用直螺紋套筒，現(xiàn)場抽檢500個接頭一組，抗拉強度≥540MPa。3.側(cè)墻及頂板：一次澆筑至管頂30cm，采用C25商品混凝土，坍落度160±20mm，摻0.9kg/m3聚丙烯纖維，抗裂等級Ⅲ級；分層厚度≤40cm，插入式振搗＋附著式振搗聯(lián)合，防止空鼓。4.養(yǎng)護：終凝后覆蓋塑料薄膜＋土工布，灑水養(yǎng)護14d，拆模強度≥15MPa，缺陷部位采用聚合物水泥砂漿修補。六、水壓試驗1.封堵：進出口采用16mm厚Q355盲板＋肋板，螺栓M24×220，8.8級，扭矩450N·m；盲板與管口間設(shè)3mm丁腈橡膠墊，壓縮率30%。2.注水：分三級，每級0.2MPa，穩(wěn)壓30min，無壓降后升至0.6MPa（1.5倍設(shè)計內(nèi)水壓力），穩(wěn)壓2h，壓降≤0.05MPa；外觀檢查無滲漏、無冒汗。3.滲水量測定：采用容積法，允許滲水量0.4L/(min·km)，實測0.12L/(min·km)，判定合格。4.排水：通過φ200鋼管引至下游溝槽，設(shè)消能池，防止沖刷；冬季采用15kW電加熱器，水溫保持5℃以上，防止凍脹。七、回填與恢復(fù)1.管周50cm內(nèi)采用中粗砂，分層厚度20cm，灑水振搗，相對密度≥0.75；50cm以上采用原狀土，分層厚度30cm，壓實度≥95%。2.道路結(jié)構(gòu)層：20cm水泥穩(wěn)定碎石（5%）＋8cm粗粒式瀝青混凝土＋4cm細粒式改性瀝青，采用12t雙鋼輪＋26t膠輪各6遍，彎沉值≤0.4mm。3.綠化恢復(fù)：草皮采用狗牙根＋高羊茅混播，播種量30g/m2，覆蓋無紡布，成活率達到90%以上。八、倒虹吸常見缺陷及處理（一）焊縫裂紋1.現(xiàn)象：通水3個月后，出口段環(huán)焊縫3點～5點位置出現(xiàn)60mm縱向裂紋，磁粉檢測顯示深度2.8mm。2.原因：焊接順序不當，角變形3.5mm，局部拉應(yīng)力集中；焊條烘干溫度250℃，但現(xiàn)場露天堆放4h，吸潮超標。3.處理：(1)停水排空，采用φ800鋼圍堰擋水，圍堰內(nèi)鋪土工膜，設(shè)2×2×1.5m集水坑；(2)裂紋兩端鉆φ8止裂孔，碳弧氣刨開60°坡口，深度6mm，PT確認無延伸；(3)預(yù)熱100℃，采用E7018焊條φ3.2分層補焊，層間溫度150～200℃，焊后24h進行100%超聲＋磁粉復(fù)驗；(4)外壁加300×6mmQ355弧形補強板，四邊角焊縫8mm，長度400mm，補強板與母材間環(huán)氧膩子填實；(5)內(nèi)壁環(huán)氧陶瓷重涂，厚度1.2mm，電火花15kV無漏點；(6)0.6MPa二次水壓2h無滲漏后回填。（二）內(nèi)襯空鼓1.現(xiàn)象：CCTV檢測發(fā)現(xiàn)K0+120處5m范圍陶瓷層敲擊有空啞聲，面積0.8m2。2.原因：噴砂除銹后停放6h遇雨，二次返銹40μm，噴涂前未重新掃砂；鋼管橢圓度6mm，噴涂距離450mm，出粉量120g/min，速度6m/min，導(dǎo)致粉體未充分熔融。3.處理：(1)采用高壓旋轉(zhuǎn)噴頭250bar剝離空鼓陶瓷，坡口寬度10mm，深度見金屬光澤；(2)丙酮擦洗后，0°＋45°二次掃砂至Sa2.5，粗糙度50μm；(3)預(yù)熱60℃，使用環(huán)氧陶瓷粉末二次噴涂，電壓65kV，噴距350mm，速度4m/min，厚度1.2mm；(4)180℃恒溫25min固化，用5kV電火花檢漏無漏點；(5)養(yǎng)護24h后通水，流量由0.3Q逐級升至1.0Q，每級穩(wěn)壓2h，無異常。（三）管段沉降1.現(xiàn)象：運行1年后，進口豎井頂部相對道路下沉38mm，井壁出現(xiàn)環(huán)向裂縫0.3mm。2.原因：豎井基礎(chǔ)坐落于淤泥質(zhì)黏土，注漿加固深度僅3m，下部1.2m高壓縮層未處理；地下水下降1.5m，產(chǎn)生附加沉降。3.處理：(1)封閉交通，在豎井周邊5m范圍打設(shè)φ89鋼管袖閥管，排距1m，梅花形布置，深度8m；(2)采用水泥－水玻璃雙液漿，體積比1:0.6，注漿壓力0.4～0.8MPa，注漿量120L/min，由下而上分段注漿，每段0.5m，注漿量≥0.2m3/m；(3)注漿結(jié)束后7d，采用φ108鋼管旋噴樁補強，樁長6m，水泥摻量25%，樁體28d強度≥3MPa；(4)豎井裂縫采用低壓注環(huán)氧漿，壓力0.2MPa，注漿嘴間距250mm，注漿量0.15L/孔；(5)井口加20mm厚鋼板環(huán)箍，M20化學(xué)錨栓，扭矩180N·m；(6)沉降觀測6個月，累計沉降2mm，趨于穩(wěn)定。（四）陽極失效1.現(xiàn)象：通電點電位－0.75V（Cu/CuSO?），高于－0.85V保護準則，開挖3處陽極，殘余質(zhì)量35%，填包料板結(jié)。2.原因：陽極埋設(shè)時填包料未分層夯實，遇雨季流失；鎂陽極成分Zn含量3.8%，高于標準2.5%，自腐蝕速率大。3.處理：(1)更換Mg-Al-Zn-Mn陽極，Zn≤2.0%，單支質(zhì)量14kg，共12支；(2)填包料改為75%石膏＋20%膨潤土＋5%Na?SO?，現(xiàn)場加水15%，分層夯實，厚度150mm；(3)陽極芯與電纜采用鋁熱焊，焊點環(huán)氧＋熱縮套雙層密封；(4)增設(shè)2處測試樁，每月測量一次，保護電位－1.05～－1.15V；(5)5年后開挖抽查，陽極殘余質(zhì)量≥60%，滿足壽命20年要求。（五）接口滲漏1.現(xiàn)象：打壓0.6MPa時，K0+180處承插口滴水3滴/min。2.原因：膠圈選型220×14mm，硬度55ShoreA，安裝時扭曲270°，壓縮率僅18%；承口橢圓度4mm，插口2mm，間隙不均。3.處理：(1)割除外包混凝土2m長，露出接口；(2)退出插口120mm，取出膠圈，檢查無裂口；(3)重新安裝，膠圈涂硅油潤滑，推入深度95mm，壓縮率25%；(4)接口外側(cè)加20mm厚遇水膨脹膩子條＋不銹鋼箍帶0.6×40mm，扭矩35N·m；(5)0.6MPa復(fù)壓2h無滲漏，重新包封混凝土。（六）冬季凍脹裂縫1.現(xiàn)象：第1個冬季后，出口閘室側(cè)墻出現(xiàn)0.25mm豎向裂縫，長度1.2m。2.原因：混凝土抗凍等級F50，實際使用F25；拌合水溫度4℃，入模溫度6℃，未采取保溫措施；拆模時強度8MPa，低于10MPa要求。3.處理：(1)采用聚氨酯灌漿，注漿壓力0.3MPa，注漿量0.2L/m；(2)表面騎縫加200mm寬碳纖維布，配套環(huán)氧膠，單層厚度0.2mm，搭接100mm；(3)閘室外墻貼50mm厚XPS保溫板，外覆15mm聚合物砂漿＋玻纖網(wǎng)，防火等級B1；(4)次年冬季測溫，混凝土表面溫度3℃，無新裂縫。九、質(zhì)量控制要點1.焊縫一次合格率≥98%，返修后合格率100%；2.內(nèi)襯厚度1.2mm±0.1mm，電火花檢漏15kV無漏點；3.管道軸線偏差≤10mm，高程偏差≤5mm；4.混凝土強度評定按《GB/T50107》統(tǒng)計，強度平均值≥1.15設(shè)計強度，最小值≥0.95設(shè)計強度；5.回填壓實度管道兩側(cè)≥95%，管頂50cm內(nèi)≥90%，道路結(jié)構(gòu)層≥97%；6.陰極保護保護電位－0.85～－1.15V，陽極壽命20年；7.沉降觀測：施工期每天1次，運行期第1年每月1次，第2年每季度1次，累計沉降≤20mm，差異沉降≤5mm。十、安全與環(huán)保1.溝槽兩側(cè)設(shè)1.2m防護欄桿，夜間警示燈間距20m；2.電焊機二次側(cè)空載電壓≤36V，潮濕環(huán)境≤12V；3.噴砂作業(yè)設(shè)40目防塵網(wǎng)，操作人員佩戴送風頭盔，粉塵濃度≤8mg/m3；4.注漿廢液采用5mm厚防滲膜收集，沉淀后回用，外排pH7～8，SS≤70mg/L；5.施工噪聲晝間≤70dB，夜間≤55dB，村道處設(shè)