摘 要:文章根据沉管检查井的构造特点,并对其施工工艺作了详细的介绍,以充分保证了地下管道工程顶管施工可以无限制长距离顶管,同时满足管网养护的需求。
关键词:顶管施工;检查井;施工工艺
根据《室外排水设计规范》(GB50201―2005)疏通方法等具体情况要求检查井在直线管段的最大间距不宜过大,当管径在200~2000mm范围内时,污水管道检查井最大间距为40~120m,雨水(合流)管道检查井最大间距为50~120m。如根据《室外排水设计规范》的要求设计机械顶管工程,则顶管的最长距离也不能超过120m,这样势必增加工作井或接收井的数量,增加顶管工程的造价,妨碍了顶管施工工艺的发展。
为解决长距离顶管施工和检查井设置距离的矛盾,我们研制开发了新型沉管式检查井,并开发了其施工工艺。
1沉管检查井的构造
1.1构造简述
采用“F”型钢筋混凝土管作为检查井井筒,每节井筒长度2.5m左右,井筒之间的连接采用“F”口,楔形橡胶圈止水;根据地下管线埋设的要求,一般井筒高度距离地面2.5m左右,放置井盖板,砌筑检查井。井底采用人工掏挖至已完成管道管底,破碎已施工完毕管道的一半,绑扎钢筋,浇筑混凝土;安放塑钢爬梯,完成沉管检查井的制作,详见图1。
1.2构造特点
1.2.1连接
本检查井采用现成的“F”型钢筋混凝土管,管材配筋及混凝土标号采用现有的国家标准《混凝土和钢筋混凝土排水管》(GB/T11836―2009)。用其做检查井,其强度、内外压试验都能满足管材的要求,接口采用橡胶圈密封,完全能够实现检查井的隔水作用,详见图2。
1.2.2基础
采用现浇混凝土结构。基础直径较管井外径大至少100mm,基础深度为现有排水管道底外壁以下300mm,为保证现有排水管道不发生位移,管道基础挖至现有管道1/3处,破除现有管道至1/2处, 将现有排水管道钢筋同基础钢筋绑扎连接成一体,浇筑C30、S4混凝土至管井下口,完成管式检查井的基础制作,见图3。
2施工工艺
2.1材料准备
2.1.1管材选用
我们采用了F型管。采用“F”型钢筋混凝土管进行沉管式检查井工程施工,通过加设木衬板和橡胶密封圈等辅助设施,避免了管井接井过程中造成的在接口处渗水的质量缺陷,同时采用整体管材下沉,提高了检查井的整体性。
“F”管的优点如下:
(1)与平口管相比,它有接口不易渗漏和不易错口等优点。
(2)与T型套环管比较,它不仅省去了一环筋板和一环衬垫等材料,并增加了可靠性。同时,也扩大了它的适用范围,即使在沙砾土中也可使用。
(3)由于钢套环是埋在混凝土管中的,这就增加了它的刚度,在运输中也不易变形。另外,接口易于安装橡胶止水圈,能有效地保护注浆孔道。F型接口很适用于沉管纠偏。它的最大张角可达3°左右,也不会产生接口渗漏,可靠性好。
2.1.2管材质量检查
(1)管材外观检验合格。
(2)管体外表面应有标记,应有出厂合格证,注明管材型号、出厂水压试验的结果、制造及出厂日期、厂质检部门签章。
2.1.3橡胶圈选用及质量要求
宜采用楔形(鸟形)密封圈,密封圈样式见图2b。
橡胶圈应采用耐腐蚀的专用橡胶材料制成。密封圈使用前必须逐个检查,不得有割裂、破损、气泡、飞边等缺陷。其硬度、压缩率、抗拉力、几何尺寸等均应符合有关规范及设计规定。密封圈应有出厂检验质量合格的检验报告。
2.2沉管施工方案
2.2.1工艺流程
测量放线―垂直安管―挖土下沉―装胶圈、对口、接井(管)―挖检查井基―破排水管(至一半)―绑扎钢筋―浇筑混凝土―安放井盖板―检查井接高―回填土。
2.2.2测量放线
2.2.2.1检查井位置放线
根据已经施工完毕的排水管道,将其轴线和标高引测至地面,测出管井所在位置,放出十字线,井周加设沉管制作、下沉控制桩。将总体控制网点统一编号,绘制在总平面图上,标明坐标、高程。
2.2.2.2沉管测量
在沉管外壁上,用红漆标识高度刻度线,同时在外壁上下通长弹出对称轴线(纵向为排水管道中线)。在沉管内壁上与外壁对应位置也弹出对称线,并在最高点预埋挂线坠装置。沉管过程中,用水准仪观测井外壁红漆刻度线,随时掌握沉管高程;采用经纬仪支在两井点中线上或延长线点上,观测轴向对称线,控制沉管左右位移;根据井内壁线坠和对称轴线,检查沉管倾斜情况。
2.2.2.3竣工测量
工程完工后按照竣工资料和质检评定要求实测竣工高程,填写各种报表。
2.2.3管井下沉
(1)采用干式下沉方法进行沉管下沉。
(2)依据前述管井测量位置,垂直安放管道,“F”口朝下作为管井下沉的刃角,加快管井的下沉速度。
(3)按沉管下沉阶段计算下沉系数与稳定系数,以控制下沉速度,确保沉管安全。
(4)如地下水位较高,根据计算在沉管周围采取管井降水,以疏干土层,一般降水一周后才能实现保证开挖时井底土体稳定。
(5)沉管纠偏。①管井纠偏根据测量资料随偏随纠,下沉过程中要做到“以防为主,以纠为辅,勤测、慢纠、缓纠、有偏必纠、纠则适度”。②初沉阶段纠偏应根据情况缓慢下沉,逐步纠偏,以使管井在下沉过程中均匀对称。③刃脚下挖土要逐步扩大,不能一次过量掏挖。④当管井分数次下沉时,在每次下沉终了要严格控制偏斜。⑤终沉阶段须加强监控,做到缓中求稳,严格控制超沉。⑥管井出现位移时针对具体情况采用偏侧挖土或偏心压重等方法进行纠偏。
(6)管井接高。①当管井第一节管材沉到位时,在第一节管井尾部安放楔型橡胶圈位置一周涂上851聚胺脂涂膜橡胶,然后安装楔型橡胶止水圈。②在管节端部涂上851聚胺脂后安装木衬板。③安放第二节管材。管井接高的轴线与管井中轴线重合或平行,防止因荷载不均匀而引起管井偏斜。
2.2.4管井基础制作及与排水管道的联通
采用现浇混凝土结构。管井下沉到现有排水管道上平时,管井停止下沉,利用洛阳铲开挖管井基础,基础直径比管井外径大至少100mm,深度达到已成排水管道底外壁下方300mm,为防止现有排水管道产生附加位移,同时有效地包裹现有排水管道,基础进入排水管道1/3处;破除现有管道至1/2处,浇筑第一层混凝土到半管下50mm处(在此处做止水带,防止管井基础渗水),将排水管钢筋弯曲到管井位置作为管井基础的构造筋,同基础钢筋绑扎在一起,浇筑第二层混凝土,完成管井基础的制作。
2.2.5管井盖板安放
管井下沉底标高到管道上平,上口控制标高为路基标高处,安放预制好的井盖板,在其上直接进行路床的施工,方便机械化施工。道路基层施工完毕,在管井位置处接井至路面标高,完成检查井的制作。
3结语
通过沉管式检查井的制作,有效地解决了长距离顶管和按规范留置检查井间距过短的矛盾,有效保证了工程质量,提高了施工速度,操作者在管材内作业,保障了施工安全。同时通过沉管式施工,减少了开挖面积,降低了施工成本,对城镇道路施工起到了良好的保护作用,并方便了其机械化施工。