城市地下管道修复技术与工程实例.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,市政公用工程专业一级注册建造师继续教育师资培训,2014.5.,讲课内容,2.2,城市地下管道修复技术与工程实例,2.8 玻璃夹砂管排水管道长距离顶进施工技术,2.9 大直径钢管输水管道顶进施工技术,3.5供热管道焊接质量事故案例分析,5.1绿色施工导则要点解读,市政工程技术总览,道路工程,桥梁工程,隧道工程,顶管工程,基坑工程,注册建造师继续教育,市政公用工程,城市地下管道修复技术与工程实例,管道修复技术的发展,国内外城市发展史表明，城市管网系统必然随着城市的发展而延伸，,城市发展越快，地下管网设施的更新越快,。,传统的开挖,更换技术，不仅,耗费大量的财政开支,，而且引起环境、交通、社会等一系列问题，其损失难以估量。,管道非开挖修复技术在,20世纪70年代末,在发达国家得到研究开发，目前已经发展为专门的行业；我国近年来城市地下管道不开槽修复技术发展十分迅速。,管道修复技术的发展,修复原因,城市地下管道随着,使用年限增多,，管道使用功能因城市发展不能满足实际需要；,管道受土层电化学等腐蚀作用，,结构损坏或老化程度不断加大,，管道结构和强度安全度不能满足运行要求。,开槽敷设新管道,影响地面交通、破坏环境及扰民,，,而且在地下管线复杂城区采用明挖换管法进行管线改造和管道更新已不现实。,各种非开挖管道修复的施工方法,施工方法,给水管,污水管,煤气管,使用口径（,mm,）,最大施工长度（,m,）,传统的内衬法,连续管法（长管）,非连续管法（短管）,100-2500,100-1200,300,200,改进的内衬法：,拉拔法,冷轧法,变形法,75-600,75-600,100-1200,800,1000,500,软衬法：,翻转法,绞拉法,50-2700,70-2700,900,150,缠绕法,150-2500,300,喷涂法：,水泥灰浆,环氧树脂,聚合物,75-4500,75-300,250-600,150,150,100,浇筑法,900-1500,管片法,900,化学稳定法,100-600,150,局部修复法：,补丁法,注浆堵漏法,机器人法,100-2800,900,200-900,（表示适用的施工方法）,非开挖管线修复的优点,对环境、交通、商业区、拥挤的生活区,干扰小,利用原有管线的轨迹，,无需控制施工方向,可,加大,原有管道的,过流能力,施工效率高，安全性好,不需排屑,，减少了对路面的损坏,管道开槽施工现场,管道非开挖施工现场,管道非开挖修复基本流程,尽管各种,非开挖修复方法,的工艺有所差异，但总体,流程,基本,如下：,静压裂管法,静压裂管法是管道原位全断面修复技术中的一项,新工艺,。其,基本方式,为：以,待更新,的旧管道为导向，在将其,破碎,的同时，将新管节,拉入或顶入,旧管道内，实施管道更新。,折叠法,折叠法管道内衬修复技术是使用一种外径与原管道,内径相等或稍小,的,PE,管,，经折叠压缩装置将,PE,管按设计要求折叠变形,暂时减少横截面积,，经牵引机将变形后的,PE,管拉入清洗除瘤好的管道内，然后利用气压将折叠的,PE,管打开，,稳压一段时间后,，使,PE,管折叠处尽量充分打开，慢慢恢复并与原管道内壁贴合在一起，达到,防腐和提高原管道承压能力、延长使用寿命的目的,。,聚乙烯（,PE,）管材,聚乙烯管材在近年来被广泛应用于工业管道、城市给排水管道、燃气管道等地下管道系统，具有,抵抗化学侵蚀和使用寿命长的特性，,而且其,优异的可焊性,能够实现理想的连接。,一、静压裂管法工艺,施工工艺简介,以,待更换的既有管道,为导向，用专用裂管器将既有管道切开、挤碎达到扩径效果，拖入或顶入新管道，,新管节直径比原有管径大一到二级,。,施工过程包括破碎旧管道、挤压碎片进入土体形成新管孔、安装连接形成新管道。,施工设备系统主要由液压动力源、液压拉杆机、支撑架、相应数量的拉杆以及裂管器组成。,静压裂管法施工示意图,施工工艺流程,在施工管段两端适当部位设置,设备工作井和进管工作井,，将裂管设备置于设备工作井内，首先将,快装杆从旧管道推向进管工作井,，在进管工作井将导向杆卸下，更换相应的,胀破装置,，与管道连接后回拉，在破碎旧管的同时，拉入新管道，以完成管道的替换施工。,施工准备工作,包括收集收集资料、现场勘查、沿线物探和编制施工组织设计、施工方案等技术准备，现在围挡、导行交通等现场准备和技术安全交底、培训等组织准备工作。,施工准备工作,接通临时线旧管道停气置换,开挖工作井,短管,CCTV,内窥仪检测,旧管道清洗,裂管设备安装,PE,管节焊接,裂管器挤阔,PE,管试压,回填井位,全线试压,恢复路面,恢复供气,竣工测量,施工工艺流程,工艺优缺点分析,主要优点,施工,简单易行、速度快、造价省,管道,适用范围广，包括：钢管、铸铁管、水泥管等地下管道。,修复管道清洗,要求低,在,一定范围内,能扩径，增加流量,对周边环境,影响小,主要缺点,破碎旧管时的挤压和振动,对周边建筑物产生危害,需安装护套以保护新管,单次更,换长度,短（,100m,）,弯头处理,较为困难,施工工程简介,1.,工程概况,某燃气集团公司在静安里中压线天然气管网改造工程中使用,静压裂管施工工艺,，取得了成功的施工实践。,工程起点,为既有,DN200,中压,A,天然气闸井，,终点,为静安里中低压调,压站，沿途没有用户支线。,待修复管道,为,DN200,的无缝钢管，,新管材,为,SDR11,的直径,200PE,管，,管段长,477m,；采用,800G,型裂管设备，共设工,作井,8,座，,工期,26,天,。（不含切接）,2.,工程现场调查,工程地质,情况调查：,确定,各,岩土层厚度,、,取样深度,、,含水量,、,颗粒度承载力,标准值,等数据,，给出穿越地形和地质钻探剖面图。,管道情况,调查：确定待修复,管道埋深,、,拐点,、,三通,、,阀门,、,水缸,及其他,管道附件的位置,，附近埋地管道和其他地上地下构筑物的,情况。,3.,施工组织与设计,考虑因素,对存在三通、阀门等附件的管线连接处必须,暴露开挖,；,管道走向变化处（,10,）必须,暴露开挖,；,根据,设备能力及施工条件,确定一次施工长度；,工作井的位置,不应影响交通,。,工作井设置,共设置,9,个工作井：,6,、,7,、,8,号为设备井；,1,、,3,、,4,、,5,号为进管井；,1-1,、,2,为复合井（作为进管井和设备井共用），划分为,8,个施工段。,工作井断面确定,L=,H,（,4R,H,）,0.5DN,式中：,L,工作井长度（,m,）,H,敷设（管中距地面）深度（,m,）,R,聚乙烯管许用弯曲半径（,m,）,R25DN,DN,公程直径（,m,）,施工工程简介,静安里中压线天然气管网改造工程施工示意图,施工工程简介,超过,100G,的市政课件下载地址：,一次性八门,通过市政,qq,群：,136816564,4.旧管道清洗,管道内部污垢较多时，,需先进行清洗,。沉积物较疏松时选用,机械清洗,，沉积物较多且结垢坚硬时选用,高压水清洗,，沉积物为粘稠油状物时选用,化学清洗剂清洗,。,该工程管道沉积物较少，只,局部采用高压水进行清洗,。,5.裂管设备安装,800G型裂管设备吊放在设备井内，以,旧管道中心和所在井壁面为基准,，安放平整，液压动力设备放置在设备井外，设备支撑稳固。,6.设置切割刀具角度,割刀角度设置以不破坏管道与管道上的回填土之间的平衡力为原则，,角度宜设置在“5点”或“7点”位置。,割刀轮位置,施工工程简介,施工注意事项,1.,裂管设备操作要点,裂管作业：,当导向杆已到达管井口时，应,停止连接快装杆,；,将磁性挡块放入铰接杆两端的,凹窝内,；,滚刀进入旧管道管口时刀刃应在“,5,点”或“,7,点”位置上。,管道就位：,拉管过程中在新旧管壁之间,填入柔性材料,以减少摩擦；,施工时,记录推拉杆连接数量,以推断推拉杆位置；,PE,管拉入拖动过程,中记录最大压力值变化；,准备充足，施工安排合理有序，严格填写施工记录。,施工注意事项,回拉管过程中,如遇管道突然停止不前，可能是管道被重物压住所致。应在,被卡住的地点开挖，移除重物，继续回拉。,回拉管注意事项,回,拉管过程,如起点时裂管头就被卡住，可能是因为旧管周围土体密度大所引起。应,取下裂管头，用割刀割裂旧管，垒土坝注水，淹没管顶，蓄水一天浸软土层；抽走蓄水，继续回拉,。,1.,工程结果,采用原位裂管法将,DN200,的无缝钢管置换为,DN200,的聚乙烯新管道，全长,477m,在,28d,预定工期内施工完毕。除工作井占用道路设置围挡外，其余部位保持路面交通，影响较小。,2.,改进建议,国内,设备配套性差，,政府应引导企业消化引进技术设备；,国内,尚无管道修复前后检测评价技术和评价标准,，应着手编制；,国内,尚无行业标准,，地方可先行编制地方标准。,工程结果与建议,二、折叠法工艺,1.,工艺原理,折叠法管道,内衬修复技术,使用外径与原管道内径相等或稍小的,PE,管，经折叠压缩将,PE,管折叠变形，拉入清洗除瘤好的管道内，利用气压将折叠的,PE,管打开，慢慢恢复并与原管道内壁贴合在一起，达到,防腐和提高原管道承压能力、延长使用寿命的目的,。,2.工艺适用范围,适用管道类型为：,压力管道、重力管道及石油、天然气、煤气及化工管道。内衬管管材：,压力管道内衬,常用PE管材，重力管道可选用PVC内衬折叠管。,修复管道直径：,100-1200mm，通常只用于直管段。据报道，修复直径为400mm的管道时最大施工长度大800mm，,取决于滚筒容量、回拖机构的回拖力及材料的强度。,内衬管修复前后变化,工艺特点,施工占,用场地小，环保性好,新旧管,配合紧密，无需注浆,单次修复,距离长,管道,过流断面损失小,对管道,清洗要求低,穿插顺畅,施工周期短,使用寿命长,经济性好,施工工艺流程图,工艺特点及流程图,德国某供水管道修复工程,曾是世界上最大直径的,PE,折叠法修复工程,，旧管管径,DN=1500mm,，为承插式，每,5m,一节。,修复前多处漏水，,漏水量达,35L s,。,修复,长度,550m,并有,90,慢转弯。,内衬,PE,管外径,1480mm,，,SDR61,，重量,54t,，修复中停水时间,72h,。,Subetrra,折叠机 插入折叠管,工程实例,注册建造师继续教育,市政公用工程,玻璃夹砂管排水管道长距离顶进,施工技术,玻璃夹砂管排水管道长距离顶进施工技术,玻璃钢夹砂管简介,：,玻璃纤维增强塑料夹砂管（FRPM）,，简称玻璃钢夹砂管，是一种新型柔性非金属复合材料管道。具有,重量轻、承压能力好、比阻小、无污染、耐腐蚀能力强等特点，,且,安装方便、使用寿命长、综合费用适中、操作简单、维护成本低,等特点，目前极具发展前景。,玻璃钢管道,玻璃钢管道断面结构示意图,中继站法（中继间、中继环）,将需顶进的管线全长分成若干段，在相邻两段之间,设置与所顶进管相同管径的工作管,，布置顶进设备，此工作管节称,中继间,。中继间以前的管段用中继间的顶进设备顶进。,泥浆套法,在顶管过程中，以,高压泵,向管外壁与土层之间注入触变泥,浆，以减小阻力,的措施。,大直径管道人工控制注浆法,中继站工作原理,长距离顶管施工技术,玻璃钢管与混凝土管经济技术比较,技术经济性能,玻璃钢顶管,混凝土顶管,耐腐蚀性能,主要材料为高分子成分，能抵抗侵蚀，无需防腐处理,易受酸碱腐蚀，只有在腐蚀性要求不高的情况下无需内外防腐,抗冻性能,柔性管道，具有优异的抗冻性能，,-20,下管道结冰后不会发生冻裂,抗冻性较差，低温下管内容易结冰，发生冻裂,工程寿命,大于,50,年,一般为,15,年,重量,为同等混凝土管道的,1 10,，对地基，吊装、下管机具要求低,自重很重，对地基，吊装设备要求高，软土地基下，易栽头且纠偏困难,强度,顶管压缩强度高，管道不易破坏，管端压缩强度可达,100MPa,管端压缩强度约为,55MPa,单次顶进长度,外表光滑、顶力小，土壤内聚力对其几乎不起作用，几乎不存在抱管、死管现象，单次顶进长度长，对顶进设备要求低,顶管在故障停顿时，因土壤内聚力发生抱管，使顶力成倍增加，单次顶进长度短,抗不均匀沉降性能,柔性管道，对周围土壤要求低，抗不均匀沉降性能高,地质情况变化时易产生不均与沉降，造成混凝土顶管断裂、密封接头拔出等致命情况,纠偏性能,几乎不产生扭转错位，容易做到直线顶进，纠偏时一般的纠偏方法即可纠正，操作简便,因自重大，顶进时很难做到直线顶进，且常发生栽头现象，一般纠偏方法很难纠正，施工复杂,水力性能及能耗,粗糙系数为,0.0084,，水力性能良好，经济效益显著,粗糙系数,0.013,，同等输水量下管径加大，能耗较高,工程案例（一）,工程简介,南洲路污水主干管,是广州市沥窖污水处理厂厂外收集系统的关键工程,管道,起点,在广州大道南洲路口立交处,止点,在沥窖污水处理厂厂内提升泵房,全长,4858m,平面走向呈,L,形,其中在规划南洲路段长,4173m,为东西走向,;,在厂外西侧规划路上,长,685m,为南北走向,。,南洲路从广州大道至少管所一段为旧路,路面狭窄,车流、人流密集,该路段是附近沥窖村、小洲村、土华村的进出必经之路,地面标高,7.2-7.5m(,广州城建高程,以下同,);,从少管所至沥窖污水处理厂为规划路段,沿线为农田、果树保护区、河涌,地面标高,6.5-5.8m,最低点,5.6m,。,工程地质水文条件,根据岩土报告显示，地质情况见下表:,场区,开阔低平,属珠江三角洲冲积平原,是地下水和地表水的排泄区,地下水丰富,此外,人工填土层还含有限的上层滞水,。,排水设计,南洲路污水主干管为,重力流管道,沿规划南洲路布置,南洲路设计标高约,7.8,8.0m,，,管径有,2,种规格,:,从广州大道规划新光快速路,2200,玻璃纤维夹砂管,(2600,钢筋混凝土管,),，长度,2145m,，流水标高,-0.198,-1.483m,；,从规划新光快速路沥窖污水处理厂,，,2500,玻璃纤维夹砂管,(3000,钢筋混凝土管,),长度,2713m,，流水标高,-2.183,-3.811m,。管道设计埋置深度,9.4,12m,。,地理位置平面图,管材选择,以往,顶管管材,多采用钢筋混凝土管、钢管,。针对该工程情况,如,采用钢筋混凝土管,两段管径分别为,2600,和,3000mm,，合适的施工机具寥寥无几,设备数量无法满足工期要求,;,如采用钢筋，则对其外表面防腐层保护不利,另外,焊缝数量多,工地焊接时间长,即使加大每节管长也无法满足工期要求；采用,玻璃纤维夹砂管,其优点,有,:,水力特性好、粗糙系数小、管径,2200,2500,即可、顶管设备数量相对较多,耐腐蚀、抗磨损性能好,重量轻、顶力小、工方便等。,刚度等级,目前玻璃纤维夹砂管行业标准中,无顶管品种,且在环初始挠度的径向变形率数据中,仅规定了,10kPa,以下管刚度等级,，为满足远期规划南洲路车辆、填土等荷载作用下的变形要求,要求管道刚度等级不得小于,kPa,。,管道设计,管道接头,采用钢套环,F,型承插接头方式,钢套环起定位作用,增加接头的可靠性及可调性,在钢套环及后续管连接承插段设环型高弹性橡胶圈止水,保证两管对接后的封水作用,;,管壁周边设注浆孔。,接头大样图,管材样图,管道设计,根据设计，管道平面位置,200,250m,设一座顶进工作井或接受工作井,。顶管机在工作井内向两侧接收井顶管，,并采用多台顶管机,同时作业。,采用泥水平衡顶管机,有利于快速穿越淤泥质、淤泥粉质细砂层，同时可满足长距离顶管要求。,取最大顶力的,75,(9000KN),为设计顶力。,顶管最大顶力计算：,顶管阻力包括顶管迎面阻力和管道摩阻力，根据,GB50268,中第,6.3.4,公式计,顶进阻力，,kN ,玻璃钢管外径，,m,管道设计顶进长度，,m ,平均摩阻力，,kN,管道迎面阻力，,kN,根据经验，,顶进距离为,250m,时，最大顶力为,8700kN,9000kN,，,满足要求。,施工方案优化,实验施工阶段,该实验,管段全长,108m,，,玻璃钢夹砂管定长为,3m,，,管道内径,2270mm,，采用定长缠绕工艺。,实验表明,：平稳顶进过程的实验数据与计算结果基本吻合；顶管机遇障碍或发生偏移时，所测得的数据离散较大。建议施工过程中，,管材壁厚适当加厚,。,沉井施工,始发工作井满足,顶管过程中工作井结构的稳定、安全、且,截面设计须满足,顶管千斤顶、后靠背尺寸要求。,本工程工作井采用,钢筋混凝土矩形预制结构，采用,不排水法,下沉，水下混凝土封顶，截面尺寸为,9.2m5.5m,。井壁开孔须在下沉封顶后、顶管施工时用机械切割，接受工作井做法同始发工作井，直径,D=5.0m,。,进出井施工,为防止出现“磕头”现象,，对井口,5-10m,范围局部软弱土体用水泥搅拌桩进行加固，并在顶管过程中，在工作井与管道间设置,橡胶止水带,。,施工关键技术,大管径玻璃夹砂管顶管施工创造了一次,顶进最长（,236m,）、,顶进速度最快（,69m,d,）顶管工程最长（约,5km,）的当时的国内记录,，为玻璃夹砂管的顶管施工提供的宝贵经验。,工程竣工后管线运行良好，并获得广州市年度优秀勘察设计,一等奖和优质工程奖励,。,工程结果,工程案例（二）,工程概况,沈阳市崇山路玻璃夹砂管工程,，,顶管总长度为,2151 m,，其中顶进直径,2100mm,玻璃钢夹砂管长为,1771m,，顶进直径,1550 mm,玻璃钢夹砂管长为,380 m,。,由于该工程需在两高架桥桥墩基础间穿越，应保证桥墩与管材之间的最小距离，只有玻璃钢夹砂管内壁光滑，在相同流量条件下，可以缩小管径。,混凝土管腐蚀,玻璃钢夹砂管结构,施工速度快,：单坑日进度不低于,6m,，而同流量混凝土管日单坑进度小于,1m,，钢管为,2m,；,顶力小,：外表光滑，顶力小。目前最大顶力为,DN2100mm,的,800t,，,DN1500,的,500t,。混凝土管外表粗糙，顶力大，顶进机械要求高；,流通能力高,：内壁光滑，压力相同时，管径可以减小一档，降低造价；,由于管径缩小，管壁薄，避免了顶管过程中与其他管线交叉而形成的困难；,纠偏容易,:,由于自身重量轻，管节之间采用钢套管连接，使得顶进过程纠偏特别容易；,连接方便,：由于各工作坑或接受坑管子的连接不是整数段，混凝土管不能截成任意长度进行对接，采用钢管焊接需,24h,，采用玻璃夹砂管可以任意截取，并在,2-3,小时内连接好；,可带土顶进,：,管外表与土之间基本无粘结力，,顶进中不易抱死管,；,使用机具简单，,不需大型设备,；,玻璃夹砂管耐,腐性能优异、寿命长,，几乎不用保修，无需维护。,管材优越性,同公称直径、近似顶力两种管材的壁厚、质量、流量比较见下表,公称直径,DN,管材,外径,（,mm,）,壁厚,（,mm,）,质量（,kgm,）,允许顶力（,kN,）,流量比,（）,1000,混凝土顶管,1240,120,1013,2345,100,缠绕玻璃钢顶管,1076,38,240,2478,155,1200,混凝土顶管,1480,140,1414,3506,100,缠绕玻璃钢顶管,1292,46,349.1,3601,155,1400,混凝土顶管,1720,160,1882,4900,100,缠绕玻璃钢顶管,1510,55,487.4,5028,155,1600,混凝土顶管,1940,170,2269,6023,100,缠绕玻璃钢顶管,1722,61,617,6366,155,1800,混凝土顶管,2180,190,2851,7813,100,缠绕玻璃钢顶管,1941,70.5,803,8285,155,2000,混凝土顶管,2420,210,3499,9836,100,缠绕玻璃钢顶管,2158,79,1000,10320,155,玻璃钢管与混凝土管过流能力比较,沈阳崇山路污水截流干管根据高架桥及立交桥实际情况，,分三,段设计,：,污水节流干管穿越引导：采用玻璃钢夹砂管顶管施工，设计管,径,2100mm,，壁厚,48.4mm,，坡度,0.7,，顶管全长,477.54m,。,污水管渠穿越桥台,：两桥桥台处桥墩基础间距为,5m,，净距为,3m,桥墩基础深度为,8-8.5m,，桥墩基础为挖孔桩，设计采用了两根,直径,1550,，壁厚为,34.8mm,的玻璃夹砂管，管道坡度为,0.7,，分,别穿越桥台，施工方法采用顶管施工法，一次顶进长度最长为,50m,，顶管全长为,380m,。,污水管渠穿越桥区,：设计采用玻璃夹砂管顶管施工，设计管径,为,2100mm,，壁厚,48.4mm,，坡度为,0.7,，顶管全长为,1293.46m,。,工程设计要点,顶管穿越桥墩基础详图,管材的刚度,：规格为,DN1550mm,、,DN2100mm,的玻璃钢夹砂管的刚度须,10kPa,；,管材巴氏硬度,40,。,管道初始挠曲值,：管道覆土厚度大于,3.5mm,时须确保管道埋设后,24h,之内检,测的初始挠曲值,2%,；,管道渗漏性能,：带水施工作业时，须保证管体及连接部位不应有渗漏，须,以管道压力等级（本工程顶管为无压管，按无压管的最大承受压力,0.25MPa,计）的,1.5,倍水压进行检验；,管道顶进,：遇到砂土、淤泥等软土层时管道采用带土顶进作业应保证管道,发生偏移的范围,15mm,；,在顶进过程中，管内运土时玻璃钢夹砂管内壁采取的垫层材料应确保管道,内壁不受损伤；,管材的使用寿命,50,年。,玻璃钢夹砂管管材的技术要求,树脂选材,：采用国内名牌厂家生产的机械强度高、耐水性能好的缠绕型间苯不饱和聚脂树脂；,纤维选材采用国内名牌厂家生产的,无碱无捻玻璃纤维直接缠绕纱,。,管材连接技术方法,检查井玻璃钢夹砂短管与管材连接采用同,材质平口对接的裱糊连接方式。,玻璃钢夹砂管顶管生产原材料要求,沈阳市崇山路污水截流干渠工程,历时,80,天,的时间,，,工程圆满结束,，并于,2002,年,9,月验收完毕,，工程质,量达到优良。,崇山路污水截流干渠工程的建成，,对完善沈阳市,北部排水系统起到了十分重要的作用,，同时也为,北,方地区,大型玻璃钢夹砂管顶管工程,积累了大量的施,工经验,。,工程结果,注册建造师继续教育,市政公用工程,大直径钢管输水管道顶进施工技术,以上海青草沙源水工程严桥支线为例,顶管施工因其具有的众多优点而在市政工程中而被越来越多的采用。,顶管施工中，已从简单的,手掘式顶管,发展到刀盘土压平衡顶管机等,机械顶管,；,管材发展为,钢筋混凝土管、钢管和玻璃钢管。,关键问题：,管道防腐、大口径管道刚度,顶管施工技术发展,该工程为,上海青草沙源水工程严桥支线输配管线,QYZ-C2,标,，供水规模,440,万,m,d,，采用两根,DN3600,钢管。管线全线采用顶管施工工艺，顶管井约有,57,座，管道中心间距,7.2m,。,J8,J6,为工程的最长管段（,920m,），,J12,J13,顶管段埋深,10.5m-12.6m,，地面情况复杂，顶管主要穿越土层为砂质粉土夹淤泥粉质土层和淤泥质黏土层。,J12,J13,井顶管穿越建筑物平面图,案例：上海青草沙源水工程严桥支线,工程简介,顶管机选型,参考同类工程经验，,选用,DN3600,大刀盘泥水平衡顶管掘进机，,该掘进机具有,大扭矩，顶进效率高、沉降控制精度高、操作简便,等优点。,DN3600,大刀盘泥水平衡顶管掘进机,工程简介,两个摆动可伸缩刀盘的矩形顶管机,任意断面形式的顶管机,方形顶管机,五花八门的顶管机,多刀盘矩形顶管机,多轴偏心传动顶管机,单个大刀盘矩形顶管机,中继间设计,根据在黏土层施工经验，拟定,每段顶管设置,2,个中继站,，第一套中继间设置在机头后,30m,，第二套中继间设置在机头后,250m,。每套中继环安装,24,只,800kN,双作用油缸，油缸行程为,500mm,。,中继间密封结构采用,双道径可调的橡胶密封,，另增加两道鹰嘴型橡胶止水圈,。,中继间密封示意图,工程简介,中继间总装照片,中继间处理步骤（图2.9-3）,工程简介,J12,J13,顶管段,多次下穿五洲大道高架及,A20,外环主干道,，顶管施工影响的建（构）筑物如下：,J12,J13,井顶管,沿线,穿越周边构筑物情况,J12,J13,井顶管穿越建筑物平面示意图,下穿建（构）筑物保护措施,减小地面沉降措施,：,1、选择大刀盘泥水平衡顶管挖掘机,工程实践证明：大刀盘泥水平衡顶管掘进机对地表的沉降,控制精度最高,，,效果最好,。施工中通过采用信息化手段以优化施工参数，指导施工。,2、合理应用,“,触变泥浆套,”,原理,施工中应特别注意要,从出工作井开始压浆,，机尾的同步压浆和管道沿线定时补浆也很重要。,3、做好置换浆工作,当顶进结束后，在拆除触变泥浆压注接头之前，必须,对每个孔的球阀内用泥浆置换触变泥浆,。应边放浆边压注水泥浆，直至整个管道全部完成。,4、后期沉降的观测与控制,顶管施工结束后，应做好持续监测，并做好,后期注浆、加固,，直至沉降基本稳定为止。,下穿建（构）筑物保护措施,既有建（构）筑物土体加固,1、确定加固的方法,该段穿越的交通要道，,不宜采用较大的加固设备,，对该土体采用压密,注浆（纯水泥单液浆）形式。加密注浆以梅花桩形式排列，孔距,1000mm,，,深度为相应区域管顶一下,1m,。,2、确定加固范围,J12,J13,井顶管土体加固平面布置图,下穿建（构）筑物保护措施,管道接口处理,管道材质为,Q235B,型钢材,，现场焊接采用二氧化碳气体保护焊，管组对接采用单边,“,V,”,字形鸳鸯坡口形式，在导轨上进行作业。,管外焊接时制作安装拱形外圈脚手架,。,管道焊接脚手架示意图,管道接口和外防腐,J10,井短管连接图,管道接口外防腐,顶管接头的外防腐层应与顶管管道防腐层采用相同的标准，,与原涂层搭接宽度不小于,100mm,。,工作井内短管加工,井内短管和弯头应严格按照现场实测数据进行加工，井内管道拼接,最后一环宜为直管,，在拼接,最后一环前应逐步消除坡线和轴线误差,。,J10,井短管,连接,照片,管道接口和外防腐,1,注浆孔组件,2,钢管,3,外螺纹接头,4DN25,球阀,5,三通接,头,6,胶管,顶管过程中，通过注浆系统和管节上的注浆孔，,向管道外壁注入适量的膨胀土触变泥浆,，,以有效控制顶力。,DN3600,钢管上沿管节前端均匀布置,6,只注浆孔。注浆孔的位置应避开焊热影响区，该工程设置在管节前端,150mm,处，,沿圆周均匀分布。相邻管节的注浆孔呈,45,交错布置,。,管节注浆孔布置图 注浆孔详图,管道接口和外防腐,注浆孔工后处理,：,顶管结束后需对注浆孔进行封堵，该工程采用钢制管堵（闷头）进行密封，管堵材质为,Q235B,钢材，尺寸及形式如下图：,注浆孔封堵形式及闷头具体尺寸,管道注浆技术,防腐层质量要求,水泥,：强度等级不低于,42.5,级,;,砂子,:,颗粒坚硬、洁净、级配良好,水,：,水质清洁，不含有害物质,外加剂,：,不得采用有害水质及腐蚀 钢材的外加剂。,钢管及配件内防腐要求,内防腐采用水泥砂浆衬里，质量要求应符合,埋地给水钢管道水泥砂浆衬里,技术规范,的规定，除弯头、三通外均采用机喷法施工。,用涂敷机涂敷施工内,外防腐分两层涂抹，,DN3600,管材喷涂衬里厚度,18mm,，,允许公差为,+4mm,-3mm,。,水泥,砂浆,喷涂机,内防腐施工及养护,涂敷作业流程图 内,防腐总体施工顺序流程图,防腐施工工艺流程,内防腐施工基面处理及施工处理,管道内部的浮锈、氧化铁皮、焊渣、油污等，应彻底清除干净；,焊缝突起高度不大于防腐设计厚度的,13,。,先下管后做防腐层的管道，,应在水压试验、土方回填验收合格且管道变形基本稳定后进行,。,管道竖向变形不应大于设计规定，,且不得大于管道内径的,2%,。,内防腐施工的技术要求,施工时水泥砂浆必须用机械充分搅拌，,搅拌时间不大于,10min,。砂浆稠度应符合衬里的匀质密实度要求，,砂浆应在初凝时使用,。,水泥砂浆重量配比可在,1:1,1:2,范围内选用,，坍落厚度宜取,60-80mm,。,DN3600,管材喷涂衬里厚度,18mm,，,喷涂允许公差为,+4,-3mm,。,泥沙浆抗压强度,不得低于,30MPa,。,内防腐施工及养护,水泥砂浆衬里,平整度,水泥砂浆衬里的,表面的粗糙度,水泥砂浆,因收缩引起的裂缝,水泥砂浆,表面缺陷,水泥砂浆衬里,表面空鼓,情况,DN3600,管道内防腐检测频率表,内防腐施工的质量检查,水泥砂浆衬里厚度,：可用钻孔方法或测厚仪检测。测厚仪检测时，每,100m,长管段抽查,2,个的断面，每个断面应测上下两点，一个不合格时再抽查,4,个断面，,若其中有两个点不合格，则检测不合格,。,内防腐施工及养护,试验参数的确定,根据国标规定，,DN3600,钢管道设计工作压力为,0.8MPa,，试验压力为,0.8+0.5=1.3MPa,。,根据工程具体情况，,全线分为两个水压试验段,，每段又分为南线北线，共做,4,次水压实验，设计总长度为,4525m,。,管道水压实验分段长度不宜大于,1.0km,，,考虑实际情况经专家论证，实际分段情况如下：,管道功能性实验,J9,J13,井,DN3600,泵验设备安装示意图,实验装置（,J9,J13,井为例）,11.5kW,多级离心泵一台（七级）,辅助,2in,进水管道，,2in,阀门，,1in,排气管道，,1in,阀门，控制设备,1.5,级弹簧压力表,4,块,J9,J13,井管中心高程不等，根据高程水压实验排气管主要设置在最高的,J12,井，设备安装情况如下：,管道功能性实验,在试,验,管道,两端封堵采用,椭圆形封堵和内闷板两种形式,。经协调，四段水压实验共设置,4,只椭圆形封堵，与相邻两标段公用,4,只内闷版封堵。封堵形式如下：,封堵形式（,a,）椭圆形封堵 （,b,）内闷板,管道功能性实验,试验流程,设计要求和规范规定，水压试验分为预实验和主实验阶段。,预实验阶段,：将管道水压缓慢升至并,稳压,30min,，期间若压力下降可注水补压，,但不得高于试验压力,。检查有,无,漏水现象,，有漏水损坏现象应及时停止试压，采取相应措施后重新试压。,主试验阶段,：停止注水补压，,稳定,15min,，当,15min,后无压力下降时，将试压孔压力降至工作压力（,0.8MPa,）并,保持恒压,30min,，进行外检若,无,漏水现象,，则水压试验合格,。,水压试验流程,管道功能性实验,水压试验结果,J9,J13,井南线，试验长度,892m,试验段的主水压试验结果如下，结果表明水压试验达到规范要求。,主水压试验结果,管道功能性实验,严桥支线工程,作为青草沙水源地原水工程的陆域系统，于,2010,年,12,月,1,日顺利投入使用,。从青草沙原水工程基本建成到全面运行，,受益总人口将超过,1100,万,。,长距离、大管径钢管顶进施工，技术难度更高、质量成本风险更大。工程技术人员相继攻克了超长距离顶进、轴线精度测量等技术难题。数项施工关键技术研究成果代表了我国大直径钢管顶管施工技术水平，,也奠定了我国在国内外行业技术领先的地位,。,工程结果,注册建造师继续教育,市政公用工程,供热管道焊接质量事故案例分析,案例一：,南街区供热管线改扩建工程,工程概况,某市政公司中标承建城南街区,供热管线改扩建工程,，其中包括,对保温脱落，跑、冒、滴、漏水（气）严重的管线拆除并增容新建,。对锈蚀渗漏的补偿器及发么进行更换和新建。其中直埋敷设管道1729m、DN250、Q235B管材，采用高密度聚乙烯护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管。建设单位将管道安装作为专业分包直接,交由B公司负责,，某市政工程公司负责土建（包括5处穿越施工）施工和管道安装配合。,案例一：,南街区供热管线改扩建工程,事故简述,1、管道试运行合格即进入试供暖，在,试运行期间,随压力、温度升高、,发生漏气漏水事故,，,运行压力达不到规定值,，导致街区住户大面积,停热事故,。,2、现场调查发现：位于,13号井,北侧的直埋管道在,焊口处出现爆裂,，泄露水进入附近楼房地下室。,3、爆裂处管节经专业部门检测后发现焊口处的,焊缝热影响区拉裂,。焊缝,夹杂有异种钢,。,4、试运行记录显示管道水热,升温速度有超过10/h,的现象。,案例一：,南街区供热管线改扩建工程,事故原因分析,直接原因,：,13号井附近发生爆裂的直埋管道是因故切断后补焊的管口，接口焊接质量不合格，焊口缺陷在检查时没有被及时发现。,引发事故,的原因,主要原因,：,现场质量控制缺失，焊工施工人员的焊接基本知识缺乏和质量意识差。,案例一：,南街区供热管线改扩建工程,事故原因,分析,现场接口焊接,质量不合格表现,坡口不够，导致焊缝强度不足。,两侧焊口离热影响区较近，造成应力集中。,焊缝夹杂有异种钢，说明焊接时没有按照焊接工艺进行接口焊接。,现场质量,控制缺失表现,没有坡口形式检验的记录，并且没有严格的处置意见。,为满足供热期限要求，未严格按照预定的升温升压方案试运行。,焊工上岗前的考试成绩差，并未见补考记录和成绩合格证明。,案例一：,南街区供热管线改扩建工程,事故责任认定,事故调查组经过调查分析认为，这是一起因作业人员违规作业、现场质量管理缺失而导致的质量责任事故。,对焊工基础知识如金属材料、焊接材料、焊接工艺、,规程、规范等方面的培训有缺失。,焊接质量检验控制是工程的关键质量控制点，,焊接质量检验环节有遗漏。,未能充分履行总承包方对分包项目技术质量管理的责任。,未能严格按照预定方案试运行。,总包A公司,分包B公司,案例一：,南街区供热管线改扩建工程,事故处理,事故处理,B公司,A公司,焊工,给予停止注册建造师执业6个月和行政处罚。,项目经理：,给予停止注册建造师执业3个月和罚款处罚。,依据有关规定，给予焊工张某罚款处罚。,项目总工程师：疏于监督控制给予罚款处罚。,项目部：给予罚款和限期整顿处罚。,案例一：,南街区供热管线改扩建工程,事故反思,1、压力管道,严禁采用在焊口两侧加热延伸管道长度、螺栓强力拧紧、夹焊金属填充物和使补偿器变形等方法强行对口焊接,。,2、管口的坡口形式属于焊接工艺参数，,应经过工艺（包括破坏性试验）评定,，能够满足焊接接头性能指标要求；在施焊时必须严格遵守，,不应随意改变,。,3、现场控制应该,坚持,质量控制,“一票否决权”,，即该点上的质量不合格时，下一道工序要停止流转。,案例一：,南街区供热管线改扩建工程,4、现场焊接焊缝的检验应,采用100%超声波探伤检测,，其质量应达到,承压设备无损检测第3部分：超声检测,（JB/T4730.3）或,钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级,（GB/T11345）中级的合格标准的要求。,5、试运行过程中应缓慢提高工作介质的,升温速度,，应,控制在不大于10/h,。在试运行过程中对紧固件的,热拧紧,，,应在0.3MPa压力下进行。,案例二：北京民族文化宫,热力管道炸裂,事故,事故回顾,在2005年11月15日11时许，北京民族文化宫旁西长安街的一,热力管道炸裂,，导致民族宫地下图书馆、博物馆及剧院供电室被热水浸泡。堪称图书馆镇馆之宝的,20多万册珍贵文献,，包括已有,300多年历史的大藏经和一些线装书等国宝级文献,，,都被水淹或者受潮,。,供电设备,和贵重的舞台设备、,音响,等都坏了，支配,舞台升降的电机,被水浸泡后也,基本报销,。此次事故造成的,损失难以估算,。,热力公司,12点20分,到现场,进行检修,。截,至,晚8时,，该处主热水,管道破裂处已经修好，,恢复正常供暖。,案例二：北京民族文化宫,热力管道炸裂,事故,事故,调查结论,2005年12月31日，民族文化宫供热支线裂损事件联合调查组做出了,调查报告,。,爆裂的管线,已正常运行46年,，管道外表面有明显的,腐蚀,现象，使得,管壁厚度,逐渐,减薄,。,管材不符合设计要求,、纵向焊缝存在严重的,未焊透,及,外表面逐渐腐蚀,现象，是导致该段管道破裂的,主要原因,。,在管网正常运行中，以现有技术手段，运行,检查人员很难发现,供热管道焊缝的,异常情况,。,管道破裂并非管理、运行不当所致，,属意外的突发性设备故障,。,