论文部分内容阅读
摘要：下水道作为基础市政设施，是城市发展水平的一个重要的标志，其管理工作也体现着城市管理水平。本文结合案例探讨如何做好市政管道改造工作，望对相关人士一个参考。
关键词：市政工程；管道改造；施工工艺
下水道设施的建设和养护工作是城市管理水平的重要体现，对城市居民的生活和城市的发展有着极其重要的意义。旧有的下水道管材一般是较细的瓦管，部分已经破旧坍塌、堵塞，在城市如此迅速发展的今天，以跟不上时代的要求。市政排水管网全面改造是当前的一项重要的任务。本文以某市政排水改造工程为例，探讨其施工方法。
1工程概况
该工程排水管坑要求回填石屑至路基底。采用D1.2m马路甲式建好检查井2#，其余检查井改换D1.0m内检井环盖，且井身内壁需采用1:2水泥砂浆批荡H=20；原侧入式马进井进水口拆除重建。
在排水管道施工完成后要对路面进行填补修复，混凝土C30垫层H=200，采用6%水泥石屑稳定层H=150，面层加铺AC-131改性细颗粒沥青H=50；平石采用500×500×100，C20混凝土基础H=100，侧石采用500×300×150，C20混凝土后座，人行道铺砌300×300×100彩砖，采用C20混凝土垫层H=100，1:3水泥砂浆找平H=20。
2施工工艺
2.1基坑开挖施工措施
2.1.1施工工艺流程
施工前期准备→测量放线→基坑土方开挖→基底处理
2.1.2管坑开挖
1）施工场地狭窄且路段交通繁忙，施工产生余泥随挖随运，管槽开挖深度约2.5m，相对较浅，因此开挖时，可采用垂直开挖或稍微放坡开挖的方式进行开挖处理，挖掘机路径要与管线路径一致，为不使挖掘机经常旋转，节省施工时间，自卸车等一些运输车就要保持在挖掘机旁边。
2）沟槽挖掘工作采用小型挖掘机就行了。挖掘机类型为履带式单斗容量0.5m3的W1-50型号，运输土方用的是12m3的自卸汽车。土方开挖顺序要控制好，同时完成堆土位置交底工作。挖土时需要有管理人员在一边进行监督和指示。管理人员要多次检查沟槽的净空尺寸以及其中心位置，一定要保证沟槽的开挖质量。
3）基坑分层开挖。利用机器很容易导致超挖现象的发生，不太好控制力度，所以，在挖至槽底标高以上20～30cm的时后，就采用人工开挖的方式进行。当遇到地下水时，就设排水沟和集水井处理，排水沟底宽×深为20cm×20cm，集水井每隔20m就要设一个，长×宽×高为30cm×30cm×40cm。局部特殊地段排水沟和集水井用不上，此时用抽水机。
4）因为施工场地很狭窄，土不可堆放在沟槽两边，以免破坏了槽壁的稳定性，而且还免除影响施工的因素。像对于挖土时挖掘机的姿势，移位和翻斗车的通道这种细节工作都要充分把握好，由于场地有限，土方开挖采取边挖边外运方式尽心。
2.1.3垫层、基础施工
⑴准确测出中心轴线以及标高，对基础边进行放线。于沟底设一个水平小木桩，桩顶标高与管道垫层基础面的标高要一致才行。
⑵垫层铺设材料为碎石砂，铺筑同时的检平工作也不能懈怠，并需要用平板振动器压实垫层面，压实程度需要符合要求。
2.2管道安装
该工程排水管施工管材管径为DN400，根据设计图纸严格安装好。
2.2.1管道安装流程
测量放样→地下管线探测→沟槽开挖→槽基处理→管道安装、连接→管井砌筑→管腔两侧回填→闭水试验→沟槽回填
2.2.2管道敷设
1）在进行安装工作之前需要对槽宽、槽深、基础标高等方面注意检查，必须确保沟槽没有杂物，基面也无扰动后才能进行下面的工序。
2）按标准对管材质量逐节进行检验，不合格标记好，以待处理。凡须进行管道变形检测的断面，事先量出并标记该断面管道的实际直径。
3）下管一般采取人工方法或起重机方式都可以。本工程采用人工方式。下管时，地面人员把管材递给沟槽内人员；对放坡挖沟槽，不能将管材由槽顶直接放进沟槽内。
2.2.3安装工艺
1）安装工艺流程：下管→清理管口→清理胶圈、上胶圈→安装机具设备→在承口外表面和胶圈上刷润滑剂→顶推管子使之插入承口→检查→接口试压。
2）清理管口。仔细清理承口内一切杂物。
3）清理胶圈、上膠圈。清理胶圈，均匀用力，将橡胶圈套在插口槽内，放置扭曲及断裂。沿胶圈用手慢慢压一遍，保证接口处的密封性。
4）安装顶进工具。如果采用拉力工具进行管道安装时，将准备好的工具安装到位准备顶推。
5）在承口外表南和胶圈上刷润滑剂。润滑剂涂刷要均匀，可用肥皂水来代替。
6）顶推管子使之插入承口。逆水流方向连接，连接前在承插口的位置挖一个凹槽，安装承插后填实，如图1所示。对于大口径管，其插口端的管子要吊离地面，以减少摩擦。
图1：顶推管逆水流方向连接方式
7）检查。检查胶圈位置方法是用控尺伸入承插口间隙来确定。
8）接口试压。安装的每一道承插口之间均设试压孔，其橡胶密封圈的设置使得每一节管道在安装后均可以检验质量，确保气密性。试压方法：每道承插接口均应保压3分钟不泄漏。承口与插口的借转角以每道承口与插口之间打压无泄漏为准。
9）管道修补。管道敷设后，如发生局部损坏，只要损坏的最长断在管周长的1/12内时，措施参考如下分析：
①管道外壁发生局部或较小部位裂时，先排除管内水，清理损坏部位，刷耐水塑料粘合剂；再取相似板材进行粘接，用土工布包缠，固化24小时后覆土。②管道外壁损坏部位呈现管壁破碎时，用刮刀剔除管壁或孔洞，以内用环已酮清理干净，刷耐水塑料粘合剂；再取面积2倍的弧形板涂粘接剂扣贴，用铅丝包扎固定。如管壁有肋，去除损坏部位周围0.05m以内的肋，刮平不带肋迹。
10）管道与井接触处的地基处理。管道从管沟伸入检查井，由于管道受到从软到硬的支撑，需设过渡区，保证管道支撑均匀，防集中荷载发生。针对此，采取如下措施；沿铺设方向，挖掉3倍管径长度的300mm深以上的土，随后长度相当于3倍管径的土，也按一定的坡度挖除，然后将挖除部分换置为碎石砂垫层，夯实。具体做法如图2。
图2：管道和井连接施工示意图
11）管道与检查井的连接。当HDPE管道进入检查井时，同砂浆结合，不能带钢带，以便充分利用管壁带有的T形肋，结合水泥浆时，T形肋隐藏域水泥砂浆里，密封性能得到加强。
在管材与井壁相接处预先用聚氯乙烯粘接剂、粗砂做成中介层，然后用水泥砂浆砌入检查井的井壁内。
对井底板基底砂石垫层进行检查，同管道基础连接要平缓均匀。当遇到的地质较软时，检查井与管道的连接情况，先用短管连上检查井，在其后再接一根或几根短管方可。
2.3管材及接口
管径≤600的管道采用球墨铸铁管采用K9级T型接口管材，接口采用橡胶圈柔性接口，并且仅适用于埋设。D=800的和过路、过河和明设架空段的管道采用钢管，接口采用焊接或法兰连接。
球墨铸铁管与钢管连接，以及管道与闸阀、伸缩接头连接，均采用法兰接口。特殊段可采取套管采用柔性接口的钢筋砼顶管施工。
管材及胶圈的其它性能及技术要求满足《离心铸造球墨铸铁管》(GB13295)、《给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程》(CECS 142:2002)及《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》（CJJ 101-2004）的要求。
2.4管基
开槽施工的球墨铸铁管铺设时，管道下方铺设砂垫层，DN＞400砂垫层厚度为200毫米，球墨铸铁管DN≤400的支线管、排泥管，砂垫层厚150。DN800钢管需做120°砂石基础。
垫层材料为中粗砂，要求砂中所含石子粒径不大于10毫米，且含量不大于10％。砂垫层压实系数0.85～0.9。当管顶覆土≥3m时，应做120°砂基，压实系数0.95.管道胸腔部位回填素土(不得含有碎石、砖块、垃圾、冻土等)，压实系数≥0.95。管道上方500厚范围回填素土。球墨铸铁管下穿段在坡道上施工，砂垫层及砂基质量无法保证时应做钢筋砼满包。
2.5防腐试压
钢管和球墨铸铁管内壁采用水泥砂浆防腐层。球墨铸铁管道外防腐采用常规作法。钢管采用环氧煤沥青四油两布加强级防腐。
管道试压采用水压，标准1.0MPa。管道试压相关要求按《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268－97）等有关规范。试压合格后，经冲洗消毒合格后方能投入使用。
2.6闭水试验
该工程污水管道在进行覆土之前先要利用闭水试验来测试。在两检查井之间试验比较合适，为了减轻工作量，选择几个井一块进行此试验也未尝不可。具体方式如下图3：
图3：闭水实验装置示意图
1）由于混凝土或砂浆有吸水作用，灌满水后不应立即作渗水量记录，而应在24h后再开始记录。
2）排水管道闭水试验允许偏差及检验方法见表1。
表1：排水管道闭水试验允许偏差及检验方法
2.7沟槽回填
管道工程验收合格后，及时回填，以免晾槽造成塌方。回填按施工图进行。雨季易产生泡槽造成回填困难。
1）为了保证回填的质量，须随时掌握材料含水量及壓实密度。
2）沟槽回填，必须确保构筑物的安全。
3）管坑回填至设计标高，回填时两侧同时进行，管顶以上回填时，应注意不要损坏管道。
4）回填时，槽内应无积水，不得回填大块砖石、淤泥、腐植土等土方。。
5）沟槽回填应按沟槽排水方向向由高向低进行。
6）应按规定分层压实，机械虚铺厚度在30cm内，人工虚铺厚度在20cm内。
7）质量检查。在沟槽回填过程及结束时，严格进行检查验收，并做好质检记录及验收记录。
2.8废弃管道处理
根据道路设计原则，本次道路改造尽量减少破现有混凝土路面结构。现况给水过路段，需设法保留；对局部与道路立交、天桥、通道矛盾，需改建。废除现况为减少对路面破坏，不在开槽挖出，灌填水泥砂浆填实。
3结束语
本文通过对案例改造工程施工方法的研究，根据旧区排水管网存在问题管网改造的特点，笔者认为市政排水管网改造要在材料和方法两个方面下功夫，配合设计工作进行施工，确保速度快、质量好、经济效益好的工程。本工程施工后，得到市民的广泛好评。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：市政工程；管道改造；施工工艺
下水道设施的建设和养护工作是城市管理水平的重要体现，对城市居民的生活和城市的发展有着极其重要的意义。旧有的下水道管材一般是较细的瓦管，部分已经破旧坍塌、堵塞，在城市如此迅速发展的今天，以跟不上时代的要求。市政排水管网全面改造是当前的一项重要的任务。本文以某市政排水改造工程为例，探讨其施工方法。
1工程概况
该工程排水管坑要求回填石屑至路基底。采用D1.2m马路甲式建好检查井2#，其余检查井改换D1.0m内检井环盖，且井身内壁需采用1:2水泥砂浆批荡H=20；原侧入式马进井进水口拆除重建。
在排水管道施工完成后要对路面进行填补修复，混凝土C30垫层H=200，采用6%水泥石屑稳定层H=150，面层加铺AC-131改性细颗粒沥青H=50；平石采用500×500×100，C20混凝土基础H=100，侧石采用500×300×150，C20混凝土后座，人行道铺砌300×300×100彩砖，采用C20混凝土垫层H=100，1:3水泥砂浆找平H=20。
2施工工艺
2.1基坑开挖施工措施
2.1.1施工工艺流程
施工前期准备→测量放线→基坑土方开挖→基底处理
2.1.2管坑开挖
1）施工场地狭窄且路段交通繁忙，施工产生余泥随挖随运，管槽开挖深度约2.5m，相对较浅，因此开挖时，可采用垂直开挖或稍微放坡开挖的方式进行开挖处理，挖掘机路径要与管线路径一致，为不使挖掘机经常旋转，节省施工时间，自卸车等一些运输车就要保持在挖掘机旁边。
2）沟槽挖掘工作采用小型挖掘机就行了。挖掘机类型为履带式单斗容量0.5m3的W1-50型号，运输土方用的是12m3的自卸汽车。土方开挖顺序要控制好，同时完成堆土位置交底工作。挖土时需要有管理人员在一边进行监督和指示。管理人员要多次检查沟槽的净空尺寸以及其中心位置，一定要保证沟槽的开挖质量。
3）基坑分层开挖。利用机器很容易导致超挖现象的发生，不太好控制力度，所以，在挖至槽底标高以上20～30cm的时后，就采用人工开挖的方式进行。当遇到地下水时，就设排水沟和集水井处理，排水沟底宽×深为20cm×20cm，集水井每隔20m就要设一个，长×宽×高为30cm×30cm×40cm。局部特殊地段排水沟和集水井用不上，此时用抽水机。
4）因为施工场地很狭窄，土不可堆放在沟槽两边，以免破坏了槽壁的稳定性，而且还免除影响施工的因素。像对于挖土时挖掘机的姿势，移位和翻斗车的通道这种细节工作都要充分把握好，由于场地有限，土方开挖采取边挖边外运方式尽心。
2.1.3垫层、基础施工
⑴准确测出中心轴线以及标高，对基础边进行放线。于沟底设一个水平小木桩，桩顶标高与管道垫层基础面的标高要一致才行。
⑵垫层铺设材料为碎石砂，铺筑同时的检平工作也不能懈怠，并需要用平板振动器压实垫层面，压实程度需要符合要求。
2.2管道安装
该工程排水管施工管材管径为DN400，根据设计图纸严格安装好。
2.2.1管道安装流程
测量放样→地下管线探测→沟槽开挖→槽基处理→管道安装、连接→管井砌筑→管腔两侧回填→闭水试验→沟槽回填
2.2.2管道敷设
1）在进行安装工作之前需要对槽宽、槽深、基础标高等方面注意检查，必须确保沟槽没有杂物，基面也无扰动后才能进行下面的工序。
2）按标准对管材质量逐节进行检验，不合格标记好，以待处理。凡须进行管道变形检测的断面，事先量出并标记该断面管道的实际直径。
3）下管一般采取人工方法或起重机方式都可以。本工程采用人工方式。下管时，地面人员把管材递给沟槽内人员；对放坡挖沟槽，不能将管材由槽顶直接放进沟槽内。
2.2.3安装工艺
1）安装工艺流程：下管→清理管口→清理胶圈、上胶圈→安装机具设备→在承口外表面和胶圈上刷润滑剂→顶推管子使之插入承口→检查→接口试压。
2）清理管口。仔细清理承口内一切杂物。
3）清理胶圈、上膠圈。清理胶圈，均匀用力，将橡胶圈套在插口槽内，放置扭曲及断裂。沿胶圈用手慢慢压一遍，保证接口处的密封性。
4）安装顶进工具。如果采用拉力工具进行管道安装时，将准备好的工具安装到位准备顶推。
5）在承口外表南和胶圈上刷润滑剂。润滑剂涂刷要均匀，可用肥皂水来代替。
6）顶推管子使之插入承口。逆水流方向连接，连接前在承插口的位置挖一个凹槽，安装承插后填实，如图1所示。对于大口径管，其插口端的管子要吊离地面，以减少摩擦。
图1：顶推管逆水流方向连接方式
7）检查。检查胶圈位置方法是用控尺伸入承插口间隙来确定。
8）接口试压。安装的每一道承插口之间均设试压孔，其橡胶密封圈的设置使得每一节管道在安装后均可以检验质量，确保气密性。试压方法：每道承插接口均应保压3分钟不泄漏。承口与插口的借转角以每道承口与插口之间打压无泄漏为准。
9）管道修补。管道敷设后，如发生局部损坏，只要损坏的最长断在管周长的1/12内时，措施参考如下分析：
①管道外壁发生局部或较小部位裂时，先排除管内水，清理损坏部位，刷耐水塑料粘合剂；再取相似板材进行粘接，用土工布包缠，固化24小时后覆土。②管道外壁损坏部位呈现管壁破碎时，用刮刀剔除管壁或孔洞，以内用环已酮清理干净，刷耐水塑料粘合剂；再取面积2倍的弧形板涂粘接剂扣贴，用铅丝包扎固定。如管壁有肋，去除损坏部位周围0.05m以内的肋，刮平不带肋迹。
10）管道与井接触处的地基处理。管道从管沟伸入检查井，由于管道受到从软到硬的支撑，需设过渡区，保证管道支撑均匀，防集中荷载发生。针对此，采取如下措施；沿铺设方向，挖掉3倍管径长度的300mm深以上的土，随后长度相当于3倍管径的土，也按一定的坡度挖除，然后将挖除部分换置为碎石砂垫层，夯实。具体做法如图2。
图2：管道和井连接施工示意图
11）管道与检查井的连接。当HDPE管道进入检查井时，同砂浆结合，不能带钢带，以便充分利用管壁带有的T形肋，结合水泥浆时，T形肋隐藏域水泥砂浆里，密封性能得到加强。
在管材与井壁相接处预先用聚氯乙烯粘接剂、粗砂做成中介层，然后用水泥砂浆砌入检查井的井壁内。
对井底板基底砂石垫层进行检查，同管道基础连接要平缓均匀。当遇到的地质较软时，检查井与管道的连接情况，先用短管连上检查井，在其后再接一根或几根短管方可。
2.3管材及接口
管径≤600的管道采用球墨铸铁管采用K9级T型接口管材，接口采用橡胶圈柔性接口，并且仅适用于埋设。D=800的和过路、过河和明设架空段的管道采用钢管，接口采用焊接或法兰连接。
球墨铸铁管与钢管连接，以及管道与闸阀、伸缩接头连接，均采用法兰接口。特殊段可采取套管采用柔性接口的钢筋砼顶管施工。
管材及胶圈的其它性能及技术要求满足《离心铸造球墨铸铁管》(GB13295)、《给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程》(CECS 142:2002)及《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》（CJJ 101-2004）的要求。
2.4管基
开槽施工的球墨铸铁管铺设时，管道下方铺设砂垫层，DN＞400砂垫层厚度为200毫米，球墨铸铁管DN≤400的支线管、排泥管，砂垫层厚150。DN800钢管需做120°砂石基础。
垫层材料为中粗砂，要求砂中所含石子粒径不大于10毫米，且含量不大于10％。砂垫层压实系数0.85～0.9。当管顶覆土≥3m时，应做120°砂基，压实系数0.95.管道胸腔部位回填素土(不得含有碎石、砖块、垃圾、冻土等)，压实系数≥0.95。管道上方500厚范围回填素土。球墨铸铁管下穿段在坡道上施工，砂垫层及砂基质量无法保证时应做钢筋砼满包。
2.5防腐试压
钢管和球墨铸铁管内壁采用水泥砂浆防腐层。球墨铸铁管道外防腐采用常规作法。钢管采用环氧煤沥青四油两布加强级防腐。
管道试压采用水压，标准1.0MPa。管道试压相关要求按《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268－97）等有关规范。试压合格后，经冲洗消毒合格后方能投入使用。
2.6闭水试验
该工程污水管道在进行覆土之前先要利用闭水试验来测试。在两检查井之间试验比较合适，为了减轻工作量，选择几个井一块进行此试验也未尝不可。具体方式如下图3：
图3：闭水实验装置示意图
1）由于混凝土或砂浆有吸水作用，灌满水后不应立即作渗水量记录，而应在24h后再开始记录。
2）排水管道闭水试验允许偏差及检验方法见表1。
表1：排水管道闭水试验允许偏差及检验方法
2.7沟槽回填
管道工程验收合格后，及时回填，以免晾槽造成塌方。回填按施工图进行。雨季易产生泡槽造成回填困难。
1）为了保证回填的质量，须随时掌握材料含水量及壓实密度。
2）沟槽回填，必须确保构筑物的安全。
3）管坑回填至设计标高，回填时两侧同时进行，管顶以上回填时，应注意不要损坏管道。
4）回填时，槽内应无积水，不得回填大块砖石、淤泥、腐植土等土方。。
5）沟槽回填应按沟槽排水方向向由高向低进行。
6）应按规定分层压实，机械虚铺厚度在30cm内，人工虚铺厚度在20cm内。
7）质量检查。在沟槽回填过程及结束时，严格进行检查验收，并做好质检记录及验收记录。
2.8废弃管道处理
根据道路设计原则，本次道路改造尽量减少破现有混凝土路面结构。现况给水过路段，需设法保留；对局部与道路立交、天桥、通道矛盾，需改建。废除现况为减少对路面破坏，不在开槽挖出，灌填水泥砂浆填实。
3结束语
本文通过对案例改造工程施工方法的研究，根据旧区排水管网存在问题管网改造的特点，笔者认为市政排水管网改造要在材料和方法两个方面下功夫，配合设计工作进行施工，确保速度快、质量好、经济效益好的工程。本工程施工后，得到市民的广泛好评。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。