1、大直徑鋼管輸水管道頂進施工技術(shù),以上海青草沙源水工程嚴橋支線為例,頂管施工技術(shù)發(fā)展,頂管施工因其具有的眾多優(yōu)點而在市政工程中而被越來越多的采用。 頂管施工中，已從簡單的手掘式頂管發(fā)展到刀盤土壓平衡頂管機等機械頂管；管材發(fā)展為鋼筋混凝土管、鋼管和玻璃鋼管。 工程案例： 上海青草沙水源地源水工程嚴橋支線、廣州南州水廠輸水管工程、汕頭過海水管工程、廣州西江引水工程、東莞市第四水廠二期給水管道安裝工程等。 問題： 管道防腐、大口徑管道剛度,工程簡介,該工程為上海青草沙源水工程嚴橋支線輸配管線QYZ-C2標，供水規(guī)模440萬md，采用兩根DN3600鋼管。管線全線采用頂管施工工藝，頂管井約有57座，管道

2、中心間距7.2m。 J8J6為工程的最長管段（920m），J12J13頂管段埋深10.5m-12.6m，地面情況復雜，頂管主要穿越土層為2層砂質(zhì)粉土夾淤泥粉質(zhì)土和層淤泥質(zhì)黏土。,J12J13井頂管穿越建筑物平面圖,工程簡介,頂管機選型 參考同類工程經(jīng)驗，選用DN3600大刀盤泥水平衡頂管掘進機，該掘進機具有大扭矩，頂進效率高、沉降控制精度高、操作簡便等優(yōu)點。,DN3600大刀盤泥水平衡頂管掘進機,工程簡介,中繼間設(shè)計 根據(jù)在黏土層施工經(jīng)驗，擬定每段頂管設(shè)置2個中繼站，第一套中繼間設(shè)置在機頭后30m，第二套中繼間設(shè)置在機頭后250m。每套中繼環(huán)安裝24只800kN雙作用油缸，油缸行程為500mm

3、。 中繼間密封結(jié)構(gòu)采用雙道徑可調(diào)的橡膠密封，令增加兩道鷹嘴型橡膠止水圈。,中繼間密封示意圖 中繼間總裝照片,工程簡介,中繼間處理步驟,下穿建（構(gòu)）筑物保護措施,J12J13頂管短多次下穿五洲大道高架及A20外環(huán)主干道，頂管施工影響的建（構(gòu)）筑物如下：,J12J13井頂管沿線穿越周邊構(gòu)筑物情況,J12J13井頂管穿 越建筑物平面示意圖,下穿建（構(gòu)）筑物保護措施,減小地面沉降措施： 選擇大刀盤泥水平衡頂管挖掘機 工程實踐證明：大刀盤泥水平衡頂管掘進機對地表的沉降控制精度最高，效果最好。施工中通過采用信息化手段以優(yōu)化施工參數(shù)，指導施工。 合理應(yīng)用“觸變泥漿套”原理 施工中應(yīng)特別注意要從出工作井開始壓

4、漿，機尾的同步壓漿和管道沿線定時補漿也很重要。 做好置換漿工作 當頂進結(jié)束后，在拆除觸變泥漿壓注接頭之前，必須對每個孔的球閥內(nèi)用泥漿置換觸變泥漿。應(yīng)邊邊放漿邊壓注水泥漿，直至整個管道全部完成。 后期沉降的觀測與控制 頂管施工結(jié)束后，應(yīng)做好持續(xù)監(jiān)測，并做好后期注漿、加固，直至沉降基本穩(wěn)定為止。,下穿建（構(gòu)）筑物保護措施,既有建（構(gòu)）筑物土體加固 確定加固的方法 該段穿越的交通要到，不宜采用較大的加固設(shè)備，對該土體采用壓密注漿（純水泥單液漿）形式。加密注漿以梅花樁形式排列，孔距1000mm，深度為相應(yīng)區(qū)域管頂一下1m。 確定加固范圍,J12J13井頂管土體加固平面布置圖,管道接口和外防腐,管道接口

5、處理 管道材質(zhì)為Q235B型鋼材，現(xiàn)場焊接采用二氧化碳氣體保護焊，管組對接采用單邊“V”字形鴛鴦坡口形式，在導軌上進行作業(yè)。管外焊接時制作安裝拱形外圈腳手架。,管道焊接腳手架示意圖,J10井短管連接圖,管道接口外防腐 頂管接頭的外防腐層應(yīng)與頂管管道防腐層采用相同的標準，與原涂層搭接寬度不小于100mm。 工作井內(nèi)短管加工 井內(nèi)短管和彎頭應(yīng)嚴格按照現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行加工，井內(nèi)管道拼接最后一環(huán)宜為直管，在拼接最后一環(huán)前應(yīng)逐步消除坡線和軸線誤差。,管道接口和外防腐,J10井短管連接照片,1注漿孔組件2鋼管3外螺紋接頭4DN25球閥5三通接頭6膠管,頂管過程中，通過注漿系統(tǒng)和管節(jié)上的注漿孔，向管道外壁注

6、入適量的膨脹土觸變泥漿，以有效控制頂力。DN3600鋼管上沿管節(jié)前端均勻布置6只注漿孔。注漿孔的位置應(yīng)避開焊熱影響區(qū)，該工程設(shè)置在管節(jié)前端150mm處，沿圓周均勻分布。相鄰管節(jié)的注漿孔呈45交錯布置。,管道注漿技術(shù),管節(jié)注漿孔布置圖 注漿孔詳圖,管道注漿技術(shù),注漿孔工后處理：頂管結(jié)束后需對注漿孔進行封堵，該工程采用鋼制管堵（悶頭）進行密封，管堵材質(zhì)為Q235B鋼材，尺寸及形式如下圖;,注漿孔封堵形式及悶頭具體尺寸,內(nèi)防腐施工及養(yǎng)護,防腐層質(zhì)量要求 水泥：強度等級不低于42.5級; 砂子:顆粒堅硬、潔凈、級配良好 水：水質(zhì)清潔，不含有害物質(zhì) 外加劑：不得采用有害水質(zhì)及腐蝕 鋼材的外加劑,鋼管及配

7、件內(nèi)防腐要求 內(nèi)防腐采用水泥砂漿襯里，質(zhì)量要求應(yīng)符合埋地給水鋼管道水泥砂漿襯里技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，除彎頭、三通外均采用機噴法施工。用涂敷機涂敷施工內(nèi)外防腐分兩層涂抹，DN3600管材噴涂襯里厚度18mm，允許公差為+4mm-3mm。,水泥砂漿噴涂機,防腐施工工藝流程,涂敷作業(yè)流程圖 內(nèi)防腐總體施工順序流程圖,內(nèi)防腐施工及養(yǎng)護,內(nèi)防腐施工基面處理及施工處理 管道內(nèi)部的浮銹、氧化鐵皮、焊渣、油污等，應(yīng)徹底清除干凈；焊縫突起高度不大于防腐設(shè)計厚度的13。 先下管后做防腐層的管道，應(yīng)在水壓試驗、土方回填驗收合格且管道變形基本穩(wěn)定后進行。 管道豎向變形不應(yīng)大于設(shè)計規(guī)定，且不得大于管道內(nèi)徑的2% 。 內(nèi)防腐施

8、工的技術(shù)要求 施工時水泥砂漿必須用機械充分攪拌，攪拌時間不大于10min。砂漿稠度應(yīng)符合襯里的勻質(zhì)密實度要求，砂漿應(yīng)在初凝時使用。 水泥砂漿重量配比可在1:11:2范圍內(nèi)選用，坍落厚度宜取60-80mm。 DN3600管材噴涂襯里厚度18mm，噴涂允許公差為+4-3mm。 泥沙漿抗壓強度不得低于30MPa。,內(nèi)防腐施工及養(yǎng)護,水泥砂漿襯里平整度 水泥砂漿襯里的表面的粗糙度 水泥砂漿因收縮引起的裂縫 水泥砂漿表面缺陷 水泥砂漿襯里表面空鼓情況,DN3600管道內(nèi)防腐檢測頻率表,內(nèi)防腐施工的質(zhì)量檢查 水泥砂漿襯里厚度：可用鉆孔方法或測厚儀檢測。測厚儀檢測時，每100m長管段抽查2個的斷面，每個斷面

9、應(yīng)測上下兩點，一個不合格時再抽查4個斷面，若其中有兩個點不合格，則檢測不合格。,管道功能性實驗,試驗參數(shù)的確定 根據(jù)國標規(guī)定，DN3600鋼管道設(shè)計工作壓力為0.8MPa，試驗壓力為0.8+0.5=1.3MPa。 根據(jù)工程具體情況，全線分為兩個水壓試驗段，每段又分為南線北線，共做4次水壓實驗，設(shè)計總長度為4525m。管道水壓實驗分段長度不宜大于1.0km，考慮實際情況經(jīng)專家論證，實際分段情況如下：,J9J13井DN3600泵驗設(shè)備安裝示意圖,實驗裝置（J9J13井為例） 11.5kW多級離心泵一臺（七級） 輔助2in進水管道，2in閥門，1in排氣管道，1in閥門，控制設(shè)備 1.5級彈簧壓力表

10、4塊 J9J13井管中心高程不等，根據(jù)高程水壓實驗排氣管主要設(shè)置在最高的J12井，設(shè)備安裝情況如下：,管道功能性實驗,管道功能性實驗,實驗裝置（J9J13井為例） 實驗段兩端封堵采用橢圓形封堵和內(nèi)悶板兩種形式。經(jīng)協(xié)調(diào)，四段水壓實驗共設(shè)置4只橢圓形封堵，與相鄰兩標段公用4只內(nèi)悶版封堵。封堵形式如下：,封堵形式 （a）橢圓形封堵 （b）內(nèi)悶板,管道功能性實驗,試驗流程 設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定，水壓試驗分為預實驗和主實驗階段。 預實驗階段：將管道水壓緩慢升至并穩(wěn)壓30min，期間若壓力下降可注水補壓，但不得高于試驗壓力。檢查有無漏水現(xiàn)象，有漏水損壞現(xiàn)象應(yīng)及時停止試壓，采取相應(yīng)措施后重新試壓。 主試驗階段：停止注水補壓，穩(wěn)定15min，當15min后無壓力下降時，將試壓孔壓力降至工作壓力（0.8MPa）并保持恒壓30min，進行外檢若無漏水現(xiàn)象，則水壓試驗合格。,水壓試驗流程,管道功能性實驗,水壓試驗結(jié)果 J9J13井南線，試驗長度892m試驗段的主水壓試驗結(jié)果如下，結(jié)果表明水壓試驗達到規(guī)范要求。 主水壓試驗結(jié)果,工程結(jié)果,嚴橋支線工程作為青草沙水源地原水工程的陸