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波纹管承插接口快速连接施工工法

发表时间：2020/6/8 来源：《文化时代》2020年3期作者：王雅强

[导读]

中国电建集团港航建设有限公司天津市 300457


1.前言
        2019年龙岗区龙岗河流域、观澜河流域消除黑臭及河流水质保障工程园山二工区施工区域正本清源雨污分流工程主要涉及管道施工，管道埋深较浅，应用明槽开挖，施工工艺简单、技术成熟、施工安全、工期短、施工质量易保证，快挖快填对施工区域居民及厂区生活生产的影响大大减少。园山街道排水管网多为老旧雨污合流管道，随着人口增加，大量新增生活污水随着管道排入附近水体，严重影响周边环境和居民的生活质量。因此，进行排水管网改造实现雨污分流是园山街道水环境治理的重要任务。根据当地原有市政管网高程，新增管线埋深较浅，宜采用明槽开挖法施工。本工法以2019年龙岗区龙岗河流域、观澜河流域消除黑臭及河流水质保障工程为实例，由中电建生态环境集团有限公司联合中国电建集团港航建设有限公司总结施工经验，形成了波纹管承插接口快速连接施工工法，可为其他类似项目提供有益借鉴。
        2.工法特点
        “波纹管承插接口快速连接施工工法” 土建造价相对较低、施工快捷，适合多种不同的地质条件，可以有效的减少线路的埋深，施工工艺简单、技术成熟、施工安全、工期短、施工质量易保证。
        3.适用范围
        3.0.1 该工法适用于管径在φ300~φ600的双壁波纹管承插连接。
        3.0.2 该工法适用于开槽明挖。
        4.工艺原理
        本工程沟槽开挖分人工直立开挖、放坡开挖、撑板支护开挖、槽钢支护开挖、钢板桩（A型）支护开挖、双管同槽支护开挖等几种型式。开挖前先用破碎锤或人工手持风镐破除路面，采用人工开挖、人工配合反铲开挖，开挖时，自上往下开挖，沟槽支护完成后，铺设砂垫层整平夯实后，铺设管道，管道检查井连接处安装，回填料分层回填夯实。
        5.施工工艺流程及操作要点
        5.1施工准备
        1.管道的进场堆放及运输
        （1）波纹管主要采用机械装卸，装卸时应采用柔韧性好的皮带、吊带或吊绳进行安装，不得采用钢丝绳和链条来装卸或运输管道。
        （2）管道装卸时采用两个支撑吊点，其两支撑吊点位置宜放在管长的四分点一处，以保持管道稳定。
        （3）在管道装卸过程中应防止管道撞击或摔跌，尤其应注意对管端保护，如有擦伤应及时与供应方联系，以便妥善处理。
        （4）短距离搬运，不应在坚硬不平地面或石子地面上滚动，以防损伤管道。
        2.管道进场检验
        （1）管道运到现场，可采用目测法，对管道是否有损伤进行检验，并做好记录与验收手续，同时按要求见证取样送检。
        （2）如发现管道有损伤，应将该管道与其它管道分开，立即通知管道供应方进行检查，分析原因并作出鉴定以便及时妥善处理。
        3.管道存放
        （1）当管道直接放在地上时，要求地面平整，不能有石块和容易引起管道损坏的尖利物体，要有防止管道滚动的措施。
        （2）管道堆放时，管道两侧用木楔或木板挡住。堆放时注意底层管道的承重能力，变形不得大于5%。
        （3）波纹管最高使用温度为45℃，夏季高温季节，应避免日光曝晒，并保持管间的空气流通，以防温度升高。
        （4）管道存放过程中，应严格做好防火措施，严禁在管道附近有长期明火。
        5.2测量放线
        根据施工图坐标放出检查井位置点，管线开挖位置线，位置放线时左右偏差不超过20cm，并做出明显标记。
        5.3沟槽开挖
        本工程沟槽开挖分人工直立开挖、放坡开挖、撑板支护开挖、槽钢支护开挖、钢板桩（A型）支护开挖、双管同槽支护开挖等几种型式。
        开挖前先用破碎锤或人工手持风镐破除路面，采用人工开挖、人工配合反铲开挖，不满足设计条件、不能够回填利用的土料用反铲或装载机装车，自卸汽车运输至指定弃渣场，合格的土料寻找场地集中堆放。基坑开挖根据开挖土质及开挖深度拟采用人工直立开挖、放坡开挖、垂直支护开挖等开挖方式。
        1.人工直立开挖
        针对开挖深度较浅的巷道及城中村内直径≤300mm的管（一般设计开挖深1米及以下），拟采用人工直立开挖。在开挖过程和敞露期间要防止塌方，必要时应加以保护；做好雨季施工防护措施。施工人员使用平头铁锹、铁镐、手锤、撬棍、手推车、梯子等机具进行，开挖沟槽的土方使用小推车转运至场外临时堆渣场。
        2.放坡开挖
        针对市政道路、工业区道路上直径大于300mm的管道，且埋设深度小于1.0m且周围具备放坡条件时，采用放坡开挖。
        放坡开挖采用人工配合反铲进行，挖出的土用反铲或装载机装车，自卸汽车运输至指定弃渣场。开挖槽底应平整，槽壁应坚固稳定。高程控制在允许偏差范围内，不得超挖，接近设计标高时，应设专人跟班作业控制标高。
        （1）放坡开挖
        （2）同槽无支护放坡开挖
        3.撑板支护开挖
        巷道内两侧有建筑物，不具备机械打桩条件且基坑深度1.0m~1.5m，采用木板桩+撑板支护开挖。在小区施工时需分段施工，单段开挖不宜超过6m，待管道施工完毕回填后再施工下一管段。开挖时，自上往下开挖，每隔300mm设置木板挡土及支撑顶紧后，方可继续挖土，再支撑开挖，如此循环直至形成设计基坑。若木板与后背土体接触不密实，下横撑尽量靠近基底，但两横撑竖向间距不得超过2m。横撑须与立柱顶紧，并用楔块等牢靠固定，直至基坑回填完毕。基坑开挖及时设置排水沟，排走积水。
        4．槽钢支护开挖
        当场地狭窄，施工条件受限无法放坡开挖、深度在1.5≤H＜2.5m以内、且地下水位不高，土体渗水性不强时，采用槽钢支护开挖，采用密打槽钢支护。槽钢支护坑底若遇较厚砂层时，槽钢改为钢板桩支护，内支撑不变。
        1）材料选择
        槽钢支护采用28a槽钢，桩长4m，采用直径+270φ7钢管支护开挖
        本工程槽钢用于沟槽的临时支护，需要对其做外观检验，以便对不符合形状要求的槽钢进行矫正，减少打桩过程中的困难。原则上要对全部槽钢进行外观检查，对不符合要求的槽钢需进行矫正。
        外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。检查中要注意：
        ①、对打入槽钢有影响的焊接件应予以割除；
        ②、有割孔、断面缺损的应予以补强；
        ③、若槽钢有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。
        2）槽钢吊运及堆放
        装卸槽钢宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的槽钢根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤，专人指挥。槽钢堆放的顺序、位置、方向和平面布置充分考虑到以后的施工方便。
        3）操做方法
        ①、基线确定：施工员在沟槽边定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定槽钢施工位置。
        ②、定桩位。按顺序标明槽钢的具体桩位，洒灰线标明。
        ③、采用槽钢支护的沟槽采取两层开挖，第一层开挖至1米，第二层开挖至设计标高。
        ④、槽钢由装载机吊运至沟槽内。
        ⑤、施工前对现场进行勘察，确定现场无管线及建筑物，用围挡对沟槽边缘进行封闭。
        ⑥、为便于施工，将槽钢下端制作成扁尖状，将桩夯入土中时，尽量保持桩的垂直并保持桩身在一条直线上。为保证支撑的稳定性，横向支撑与竖向支撑之间用焊接。竖向支撑之间间距暂定为40cm，横向支撑根据沟槽开挖深度放置，一般在沟槽底部放置一个，上部放置一个，在施工过程中可根据土的侧压力等因素随时调整横向支撑和竖向支撑之间间距。
        ⑦、施工完毕后即进行槽钢的拔除。工程场地局限，故须采用反铲挖掘机与振动锤配合来进行槽钢的拔除，即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质，破坏槽钢周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。槽钢拔除后留下的桩孔，必须及时做回填处理。
        5．管道基础不良地段基础处理及垫层施工
        （1）管道施工前应先按设计要求进行软基处理，如管道地基土为淤泥则要求换土处理，地基土承载力应不低于80KPa。
        （2）管道基础软基处理采用打搅拌桩、抛填块石和换填碎石砂基础。抛填块石基础处理施工。
        5.4 波纹管管道安装施工工艺
        管材选用
        （1）本工程的污水管道采用明挖施工，管材选用波纹管，环刚度≥4000N/m2。
        （2）波纹管安装前应进行管材外观质量的检查，要求如下：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、无汽泡、无裂口、无明显痕迹和凹陷；管材端面应平整，并垂直于轴线；管材不得有异向弯曲，直线度公差应小于3‰；管材应完整无损、浇口、溢边应修平整，内外表面光滑、无明显裂纹。经外观质量检查不合格者不得使用。
        5.5施工原则
        （1）管道在管底标高和管基质量检查合格后，所用管材、管道配件及其材料经抽样检查（按根或件数的10％）合格后，方进行铺设，并按以下的原则进行实施：
        （2）管道基础、开挖、回填、管道与检查井的接驳等均按《给水排水管道施工及验收规范》进行施工。
        （3）管道施工的测量、降水、开槽、沟槽支撑和管道交叉处理等技术要求，按现行国家标准《给水排水管道施工及验收规范》规定执行。
        （4）管道接头，按规范要求DN500内HDPE双壁波纹管采用弹性密封圈柔性接头。
        （5）管道敷设在原状土地基或经开槽后处理回填密实的地层上，管道基础采用砂砾垫层基础。
        （6）开挖沟槽，严格控制基底高程，基底设计标高以上0.2～0.3m的原状土，在铺管前人工清理至设计标高。
        （7）管道安装完毕后按《埋地高密度聚乙烯双壁波纹管结构排水管道工程技术规程》进行闭水试验。
        （8）管道安装验收合格立即回填，先回填到管腔一半的中粗砂，管腔一半以上至管顶50cm高度范围内采用石粉渣分层夯实回填。
        （9）沟槽回填从管道、检查井等构筑物两侧同时对称回填，确保管道及构筑物不产生移位，必要时可以对管道采取限位措施。
        （10）回填土的压实度应满足《埋地高密度聚乙烯双壁波纹管结构排水管道工程技术规程》中的规定。
        （11）所有排污管材及其配件均须符合设计图纸及国家规定的产品质量要求，出厂厂家产品合格证书及压力试验，经检验合格后方可使用。

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        5.6管道铺设基本要求
        （1）下管前，先清除管坑内杂物，加固基坑的支撑，排除基坑内的积水，然后在平基上弹放管道中线，复核平基面标高。
        （2）管材应附有出厂合格证，安装前检查管的外观质量，不使用有裂缝、蜂窝现象的管材。
        （3）根据管径大小和现场情况，采用人力下管和吊车下管相结合。下管时应将管道排好，然后对线校正，严格控制中线和标高，自下游向上游进行下管。
        （4）管道稳定后，应再复核一次流水位的高程，使管道的纵坡符合设计要求后方可进行下一工序的施工。
        5.7管道安装
        （1）管节安装从低处开始，使接头面向上游，每节涵管应与垫层或基座紧贴。
        （2）敷设完毕必须清理管内杂物。
        （3）管道安装经监理检验合格后，中间的检查井穿插同步施工。回填砂应在两侧管腔同时对称进行，满足压实度要求。
        5.8波纹管材的接口处理方法
        承插式连接如下（DN≤500）：
        管道接头应采用弹性密封橡胶圈连接的承插式接口，橡胶圈接口应遵守下列规定：
        （1）接口前，应先检查橡胶圈是否配套完好，确认橡胶圈安放位置及插口的插入深度。
        （2）接口时，先将承口的内壁清理干净，并在承口内壁及插口橡胶圈上涂润滑剂，然后将承插口端面的中心轴线对齐。
        （3）接口方法应按下述程序进行：DN500及其以下管道，将双壁波纹管安装器套入管道连接处的两端，将安装器两端螺旋调紧，缓缓扳动安装器把手，将管道匀速插入待装管道内，管道安装过程中保证管道受力均匀，避免侧向力对管口的损伤。安装完毕后取下安装器。
        5.9检查井与管道的连接
        （1）预制混凝土检查井与管道接口接触面均“凿毛”处理，连接处采用1：2水泥砂浆或聚氨酯掺和水泥砂浆封堵，封堵砂浆必须饱满密实。
        6.材料与设备
        6.1材料
        雨污分流改造中铺设的管材选用波纹管，具有足够强度、良好韧性以及较强抗腐蚀能力。工程材料符合国家相关标准的规定和设计要求。

        7.质量控制
        7.1质量控制依据
        城中村复杂条件下水平定向钻施工质量控制依据如下：
        1 《污水综合排放标准》GB 8978；
        2 《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB 12523；
        3 《室外排水设计规范》GB 50014；
        4 《给水排水构造物工程施工及验收规范》GB 50141；
        5 《给水排水管道工程施工与验收规范》GB 50268；
        6 《给水排水管道结构设计规范》GB 50332；
        7 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ 46；
        8 《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120；
        9 《城镇排水管道检测与评估技术规程》GJJ 181；
        10 《埋地塑料排水管道工程技术规范》GJJ 143；
        11 《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》CECS 122；
        12 《建设工程质量管理条例》2015版；
        13 《工程建设标准强制性条文》；
        14 国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及项目所在地的安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定。
        7.2质量保证措施
        质量管理与保障措施
        建立健全技术管理的组织体系，逐级落实技术责任制。
        建立技术管理程序，认真制定各施工阶段技术方案、措施，以及应急技术措施，做好技术交底.针对该工程的特点，抓好新材料、新设备、新技术、新工艺的推广运用，组织科技攻关，及时解决施工中出现的技术问题。严格按照质保大纲建立质量管理体系，完善管理程序和施工程序，提高质量管理素质，防止因质量问题造成停工或返工。
        （1）由项目技术负责人负责该项目的施工技术管理，负责制定施工方案，编制施工工艺，及时解决施工中出现的问题，以方案指导施工，防止出现返工现象而影响工期；
        （2）实行图纸会审制度，在工程开工前组织有关技术人员进行设计图纸会审，及时向业主和监理工程师提出施工图纸、技术规范和其它技术文件中的错误和不足之处，使工程顺利进行；
        （3）实行技术交底制度，施工技术人员在施工之前及时向班组做好详尽的技术书面交底，勤到现场，对各个施工过程做好跟踪技术监控，发现问题及时解决，防止因工序检验不合格而进行返工，致使工期延误；
        （4）严格执行项目合同，按照确保工期的原则制定施工总工期计划，依次分解制定年度、季度、月、周施工进度计划，并分解落实到各责任人和责任单位。依此加强进度计划目标管理，定期召开进度计划分析会，及时解决施工中存在的问题。
        7.3.质量控制方法及要求
        （1）管道沟槽开挖前，测量队按照设计图纸对沟槽的位置进行分段放线测量，每次测量完毕后报请现场测量监理工程师进行复核，确保沟槽位置准确。
        （2）沟槽开挖前对地下、地上公用设施进行了详细踏勘。对施工前无法确定或意想不到的障碍物，施工中一经发现，立即采取保护措施，并报告监理、业主。在得到妥善处理后方可继续施工。
        （3）沟槽开挖避免扰动槽底天然地基，槽壁平整、边坡坡度要满足设计规定，同时项目质检人员应协同驻地监理工程师严格控制施工质量，制定奖罚制度，本着质量问题不放过的原则，确保施工整体质量。
        （4）管道埋设过程中严格控制铺管方向及连接方法，实行质量百分百检查，并做好检查记录。
        （5）检查井施工严格按照设计要求设置，加强检查井原材料的质量控制，与各类原材料厂家签订质量保证协议，不满足质量要求的原材料一律不准进场。
        8.安全措施
        8.1.安全保证措施
        （1）施工现场的布置符合防火、防洪、防雷电等安全规定。有防止行人、车辆等坠落的安全设施；施工现场设置大幅安全宣传标语。
        （2）施工现场的临时用电，严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的规定执行。
        （3）各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须取得操作合格证，不操作与操作证不相符的机械；不将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。
        （4）操作人员必须按照本机说明书规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。
        （5）指挥施工机械作业人员，站在可让人了望的安全地点，并明确规定指挥联络信号。
        （6）定期组织机电设备、车辆安全大检查，对检查中查出的安全问题，按照“三不放过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。
        （7）所有进入施工现场的人员戴好安全帽，并按规定配戴劳动保护用品，和安全带等安全工具。
        （8）在距基坑边缘0.2-0.3m处设置护栏，且不低于1.2m，并要稳固可靠，采用绿色的密闭网沿基坑周边进行封闭。基坑开挖后须设置专用的上下步梯通道，进入基坑施工的人员上下通行由斜道或扶梯上下，并作好“三保”、“四口”等防护措施的管理和挂设安全标识标牌。
        （9）加强施工过程中的各项监测，并做好详细记录，及时反馈，做好地面及周边建筑的沉降观测及结构物变形观测，通过观测成果指导施工，确保施工安全。
        9.环保措施
        裸土控制
        1.施工现场土方应及时清运，不能及时清运的应设置围护集中堆放，并采取覆盖措施，使用密目式安全网或防尘布覆盖时，网（布）间要采取有效措施连接。堆放高度不得超过施工围挡（围护）高度。土方堆放时间超过一个月且季节合适的应对土方采取绿化措施。
        2.长期裸露土壤宜采取硬化或绿化措施，提倡种树、种花或种速生草种。
        扬尘控制
        1.施工现场应定期采取洒水清扫、雾炮机降尘等措施进行扬尘控制，保持现场干净。
        2.宜在施工现场场区道路沿线安装喷淋降尘系统控制施工扬尘，定期对施工现场扬尘进行监测。

        10.效益分析
        10.1.经济效益
        在2019年龙岗区龙岗河流域、观澜河流域消除黑臭及河流水质保障工程——园山工区（二）龙兴路雨污分流工程施工中，龙兴路2000m管道施工中，利用该工法，管道内窥镜检测中其中管口缺陷从4.07率降至0.5%，大大节约返工48.24万元成本，并节约工期15天。B6区块宏丰产业园1554m管道施工中，利用该工法，管道内窥镜检测中其中管口缺陷率从4.07/KM率降至0.4/KM，大大节约返工22.02万元成本，并节约工期20天。
        通过采用该工法，2019年龙岗区龙岗河流域、观澜河流域消除黑臭及河流水质保障工程——园山工区（二）的管道施工共计产生70.26万元的经济效益。共计节约工期20天。
        10.2.社会效益
        波纹管施工工法在污水管道施工中具有良好的社会效益。主要表现在以下几个方面：
        1 施工工艺简单；
        2 采用机械化施工，施工迅速，技术成熟、施工安全、工期短；
        3 快挖快填对施工区域居民及厂区生活生产的影响大大减少
        11.应用实例
        双壁波纹管施工工法在龙兴路与宏丰产业园污水管道施工应用
        园山工区（二）龙兴路雨污分流工程施工中，龙兴路2000m，B6区块宏丰产业园1554m管道施工中，厂区要求施工进度要快，不能影响厂区的生产生活，采用明挖的方式施工，采用本工法能很好的解决上面的问题和困难，同时节约成本，缩短工期。