1、市政公用工程专业一级注册建市政公用工程专业一级注册建造师继续教育师资培训造师继续教育师资培训 讲课内容讲课内容2.22.2 城市地下管道修复技术与工程实例城市地下管道修复技术与工程实例2.8 2.8 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2.9 2.9 大直径钢管输水管道顶进施工技术大直径钢管输水管道顶进施工技术3.53.5供热管道焊接质量事故案例分析供热管道焊接质量事故案例分析5.15.1绿色施工导则要点解读绿色施工导则要点解读 注册建造师继续教育注册建造师继续教育 市政公用工程市政公用工程城市地下管道修复技术与工程实例城市地下管道修复技术与工程实例管道修复
2、技术的发展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城市发展越快，地下管网设施的更新越快。传统的开挖传统的开挖更换技术，不仅耗费大量的财政开支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2020世纪世纪7070年代末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管道修复技术的发展修复原因修复原因 城市地下管道随着使用年限增多使用年限增多，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
3、腐蚀作用，结构损坏或老化程度不断加大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各种非开挖管道修复的施工方法施工方法施工方法给水管给水管污水管污水管煤气管煤气管使用口径（使用口径（mmmm）最大施工长度（最大施工长度（mm）传统的内衬法传统的内衬法 连续管法（长管）连续管法（长管）非连续管法（短管）非连续管法（短管）100-2500100-2500100-1200100-1200300300200200改进
4、的内衬法：改进的内衬法：拉拔法拉拔法 冷轧法冷轧法 变形法变形法 75-60075-60075-60075-600100-1200100-120080080010001000500500软衬法：软衬法：翻转法翻转法 绞拉法绞拉法 50-270050-270070-270070-2700900900150150缠绕法缠绕法 150-2500150-2500300300喷涂法：喷涂法：水泥灰浆水泥灰浆 环氧树脂环氧树脂 聚合物聚合物 75-450075-450075-30075-300250-600250-600150150150150100100浇筑法浇筑法 900-1500900-1500管片
5、法管片法 900900化学稳定法化学稳定法 100-600100-600150150局部修复法：局部修复法：补丁法补丁法 注浆堵漏法注浆堵漏法 机器人法机器人法 100-2800100-2800900900200-900200-900（表示适用的施工方法）表示适用的施工方法）对环境、交通、商业区、拥挤的生活区干扰小干扰小 利用原有管线的轨迹，无需控制施工方向无需控制施工方向 可加大加大原有管道的过流能力过流能力 施工效率高，安全性好施工效率高，安全性好 不需排屑不需排屑，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管道非开挖修复基本流程 尽管各种非开挖修复方法非开
6、挖修复方法的工艺有所差异，但总体流程流程基本如下：如下：静压裂管法静压裂管法 静压裂管法是管道原位全断面修复技术中的一项新工艺新工艺。其基本基本方式方式为：以待更新待更新的旧管道为导向，在将其破碎破碎的同时，将新管节拉入或顶入拉入或顶入旧管道内，实施管道更新。折叠法折叠法 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内径相等或稍小小的PEPE管管，经折叠压缩装置将PE管按设计要求折叠变形暂时减少横暂时减少横截面积截面积，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
7、在一起，达到防腐和提高防腐和提高原管道承压能力、延长使用寿命的目的原管道承压能力、延长使用寿命的目的。聚乙烯（聚乙烯（PEPE）管材）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，抵抗化学侵蚀和使用寿命长的特性，而且其优异的可焊性优异的可焊性能够实现理想的连接。一、静压裂管法工艺一、静压裂管法工艺 施工工艺简介施工工艺简介 以待更换的既有管道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新管节直径比原有管径大一到二级级。施工过程包括破碎旧管道、挤压碎
8、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。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施工工艺流程u 在施工管段两端适当部位设置设备工作井和进管工作井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。u 施工准备工作施工准备工作包括收集收集资料、现场勘查、沿线物
9、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工艺优缺点分析主要主要优点优点 施工简单易行、速度快、造价省简单易行、速度快、造价省 管道适用范围广，包括：钢管、适用范围广，包括：钢管、铸铁管、水泥管等地下管道。铸铁管、水泥管等地下管道。修复管道清洗要求低要求低 在一定范围内一定范围内能扩径，增加流量 对周边环境影响小影响小 主要主要缺点缺点 破碎旧管
10、时的挤压和振动对对周边建筑物产生危害周边建筑物产生危害 需安装护套以保护新管需安装护套以保护新管 单次更换长度换长度短（100m）弯头处理弯头处理较为困难施工工程简介施工工程简介1.1.工程概况工程概况 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静压裂管施工工艺，取得了成功的施工实践。工程起点工程起点为既有DN200中压A天然气闸井，终点终点为静安里中低压调压站，沿途没有用户支线。待修复管道待修复管道为DN200的无缝钢管，新管材新管材为SDR11的直径200PE管，管段长管段长477m477m；采用800G型裂管设备，共设工作井8座，工期工期2626天天。（不含切接
11、）2.2.工程现场调查工程现场调查 工程地质工程地质情况调查：确定确定各岩土层厚度岩土层厚度、取样深度取样深度、含水量含水量、颗粒度承载力颗粒度承载力标准值等数据等数据，给出穿越地形和地质钻探剖面图。管道情况管道情况调查：确定待修复管道埋深管道埋深、拐点拐点、三通三通、阀门阀门、水缸水缸及其他管道附件的位置管道附件的位置，附近埋地管道和其他地上地下构筑物的情况。3.3.施工组织与设计施工组织与设计考虑因素考虑因素 对存在三通、阀门等附件的管线连接处必须暴露开挖暴露开挖；管道走向变化处（10）必须暴露开挖暴露开挖；根据设备能力及施工条件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
12、不应影响交通。工作井设置工作井设置 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（4RH）0.5DN 式中：LL工作井长度（工作井长度（m m）H H敷设（管中距地面）深度（敷设（管中距地面）深度（m m）R R聚乙烯管许用弯曲半径（聚乙烯管许用弯曲半径（m m）R25DNR25DN DN DN公程直径（公程直径（m m）施工工程简介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施工工程简介超过超过 100G的市政课件下载地址：的
13、市政课件下载地址：http:/ 访问密码 d5cf十一月市政培训班的网址：http:/ http:/ 12年过的一级市政和造价师年过的一级市政和造价师 一次性八门一次性八门http:/ 管道内部污垢较多时，需先进行清洗需先进行清洗。沉积物较疏松时选用机械清机械清洗洗，沉积物较多且结垢坚硬时选用高压水清洗高压水清洗，沉积物为粘稠油状物时选用化学清洗剂清洗化学清洗剂清洗。该工程管道沉积物较少，只局部采用高压水进行清洗局部采用高压水进行清洗。5.5.裂管设备安装裂管设备安装 800G型裂管设备吊放在设备井内，以旧管旧管道中心和所在井壁面为基准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
14、井外，设备支撑稳固。6.6.设置切割刀具角度设置切割刀具角度 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，角度宜设置在角度宜设置在“5“5点点”或或“7“7点点”位置。位置。割刀轮位置施工工程简介施工工程简介施工注意事项施工注意事项1.1.裂管设备操作要点裂管设备操作要点裂管作业：裂管作业：当导向杆已到达管井口时，应停止连接快装杆停止连接快装杆；将磁性挡块放入铰接杆两端的凹窝内凹窝内；滚刀进入旧管道管口时刀刃应在“5 5点点”或或“7“7点点”位置上。位置上。管道就位：管道就位：拉管过程中在新旧管壁之间填入柔性材料填入柔性材料以减少摩擦；施工时记录推拉杆连接数量记录推拉杆连接数
15、量以推断推拉杆位置；PEPE管拉入拖动过程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。施工注意事项施工注意事项回拉管过程中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。应在被被卡住的地点开挖，移除重卡住的地点开挖，移除重物，继续回拉。物，继续回拉。回拉管注意事项回拉管注意事项 回回拉管过程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，用取下裂管头，用割刀割裂旧管，垒土坝注割刀割裂旧管，垒土坝注水，淹没管顶，蓄水一天水，淹没管顶，蓄水一天浸软土层；抽走蓄水，继浸软土层；抽走蓄水，继续回拉续回拉。1.1.工程结
16、果工程结果 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。2.2.改进建议改进建议 国内设备配套性差，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；国内尚无行业标准尚无行业标准，地方可先行编制地方标准。工程结果与建议工程结果与建议二、折叠法工艺二、折叠法工艺1.1.工艺原理工艺原理 折叠法管道内衬修复技术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
17、，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防腐和提高原管道承压能力、延长使用寿命的目的。2.2.工艺适用范围工艺适用范围 适用管道类型为：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：压力管道压力管道内衬内衬常用PE管材，重力管道可选用PVC内衬折叠管。修复管道直径：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，取决于滚筒取决于滚筒容量、回拖机构的回拖力及材料的容量、回拖机构的回拖力及材料的强度。强度
18、。内衬管修复前后变化 工艺特点工艺特点施工占用场地小，环保性好用场地小，环保性好新旧管配合紧密，无需注浆配合紧密，无需注浆单次修复单次修复距离长管道过流断面损失小过流断面损失小对管道清洗要求低清洗要求低穿插顺畅穿插顺畅施工周期短施工周期短使用寿命长使用寿命长经济性好经济性好施工工艺流程图工艺特点及流程图工艺特点及流程图 德国某供水管道修复工程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，漏水量达漏水量达35L s35L s。修复长度长度550m550m并有90慢转弯。内衬内衬PEPE管外径管外径14
19、80mm1480mm，SDR61SDR61，重量，重量54t54t，修复中停水时间72h。Subetrra折叠机 插入折叠管工程实例工程实例注册建造师继续教育注册建造师继续教育 市政公用工程市政公用工程玻璃夹砂管排水管道长距离顶进玻璃夹砂管排水管道长距离顶进施工技术施工技术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l玻璃钢夹砂管简介玻璃钢夹砂管简介：玻璃纤维增强塑料夹砂管（玻璃纤维增强塑料夹砂管（FRPMFRPM），简称玻璃钢夹砂管，是一种新型柔简称玻璃钢夹砂管，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
20、重量轻、承压能力好、比阻小、无污染、耐腐蚀能力强等特点，腐蚀能力强等特点，且且安装方便、使用寿命长、综合费用适中、操作简单、安装方便、使用寿命长、综合费用适中、操作简单、维护成本低维护成本低等特点，目前极具发展前景。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l 中继站法（中继间、中继环）中继站法（中继间、中继环）将需顶进的管线全长分成若干将需顶进的管线全长分成若干段，在相邻两段之间段，在相邻两段之间设置与所顶进管设置与所顶进管相同管径的工作管相同管径的工作管，布置顶进设备，布置顶进设备，此工作管节称此工作管节称中继间中继间。中继间以前的。中继间以前的管段用中继间的顶进设备顶进
21、。管段用中继间的顶进设备顶进。l 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长距离顶管施工技术玻璃钢管与混凝土管经济技术比较玻璃钢管与混凝土管经济技术比较技术经济技术经济性能性能玻璃钢顶管玻璃钢顶管混凝土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
22、，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
23、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）工程案例（一）l 工程简介工程简介 南洲路污水主干管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是广州市沥窖污水处理厂厂外收集系统的关键工程键工程,管道管道起点起点在广州大道南洲路口立交处在广州大道南洲路口立交处,止点止点在沥窖污水处理在沥窖污水处理厂厂内提升泵房厂厂内提升泵房,全长全长4858m4858m,平面走向呈平面走向呈L L形形,其中在规划南洲路段其中在规划南洲路段长长4173m4173m
24、,为东西走向为东西走向;在厂外西侧规划路上在厂外西侧规划路上长长685m685m,为南北走向为南北走向。南洲路从广州大道至少管所一段为旧路南洲路从广州大道至少管所一段为旧路,路面狭窄路面狭窄,车流、人车流、人流密集流密集,该路段是附近沥窖村、小洲村、土华村的进出必经之路该路段是附近沥窖村、小洲村、土华村的进出必经之路,地地面标高面标高7.2-7.5m(7.2-7.5m(广州城建高程广州城建高程,以下同以下同););从少管所至沥窖污水处从少管所至沥窖污水处理厂为规划路段理厂为规划路段,沿线为农田、果树保护区、河涌沿线为农田、果树保护区、河涌,地面标高地面标高6.5-6.5-5.8m,5.8m,最
25、低点最低点5.6m5.6m。工程地质水文条件工程地质水文条件l 根据岩土报告显示，地质情况见下表根据岩土报告显示，地质情况见下表:场区开阔低平开阔低平,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人工填土层还含有限的上层滞水。排水设计排水设计 南洲路污水主干管为南洲路污水主干管为重力流管道重力流管道,沿规划南洲路布置沿规划南洲路布置,南洲路设计标高南洲路设计标高约约7.87.88.0m8.0m，管径有管径有2 2种规格种规格:从广州大道规划新光快速路从广州大道规划新光快速路,22002200玻璃纤维玻璃纤维夹砂管夹砂管(2600(2600 钢筋
26、混凝土管钢筋混凝土管)，长度，长度2145m2145m，流水标高，流水标高-0.198-0.198-1.483m-1.483m；从规从规划新光快速路沥窖污水处理厂划新光快速路沥窖污水处理厂，25002500玻璃纤维夹砂管玻璃纤维夹砂管(3000(3000钢筋混凝土管钢筋混凝土管),),长度长度2713m2713m，流水标高，流水标高-2.183-2.183-3.811m-3.811m。管道设计埋置深度。管道设计埋置深度9.49.412m12m。地理位置平面图l 管材选择管材选择 以往以往顶管管材顶管管材多采用钢筋混凝土管、钢管多采用钢筋混凝土管、钢管。针对该工程情况。针对该工程情况,如如采用钢
27、筋混凝土管采用钢筋混凝土管,两段管径分别为两段管径分别为26002600和和3000mm3000mm，合适的施，合适的施工机具寥寥无几工机具寥寥无几,设备数量无法满足工期要求设备数量无法满足工期要求;如采用钢筋，则如采用钢筋，则对其外表面防腐层保护不利对其外表面防腐层保护不利,另外另外,焊缝数量多焊缝数量多,工地焊接时间长工地焊接时间长,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玻璃纤维夹砂管,其优点其优点有有:水力特性好、粗糙系数小、管径水力特性好、粗糙系数小、管径220022002500 2500 即可、顶即可、顶管设备数量相对较多管设备
28、数量相对较多,耐腐蚀、抗磨损性能好耐腐蚀、抗磨损性能好,重量轻、顶力小、重量轻、顶力小、工方便等。工方便等。l 刚度等级刚度等级 目前玻璃纤维夹砂管行业标准中目前玻璃纤维夹砂管行业标准中,无顶管品种无顶管品种,且在环初始挠且在环初始挠度的径向变形率数据中度的径向变形率数据中,仅规定了仅规定了10kPa10kPa以下管刚度等级以下管刚度等级，为满足，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,要求管道刚要求管道刚度等级不得小于度等级不得小于kPakPa。管道设计管道设计l 管道接头管道接头 采用钢套环采用钢套环F F型承插接头方式型承插接头
29、方式,钢套环起定位作用钢套环起定位作用,增加接头的增加接头的可靠性及可调性可靠性及可调性,在钢套环及后续管连接承插段设环型高弹性橡胶圈在钢套环及后续管连接承插段设环型高弹性橡胶圈止水止水,保证两管对接后的封水作用保证两管对接后的封水作用;管壁周边设注浆孔。管壁周边设注浆孔。接头大样图管材样图管道设计管道设计l 根据设计，管道平面位置根据设计，管道平面位置200200250m250m设一座顶进工作井或接受工作井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，顶管机在工作井内向两侧接收井顶管，并采用多台顶管机并采用多台顶管机同时作业。同时作业。l 采用泥水平衡顶管机采用泥水平衡顶管
30、机有利于快速穿越淤泥质、淤泥粉质细砂层，同时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。可满足长距离顶管要求。取最大顶力的取最大顶力的7575(9000KN)(9000KN)为设计顶力。为设计顶力。l 顶管最大顶力计算：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，根据顶管阻力包括顶管迎面阻力和管道摩阻力，根据GB50268GB50268中第中第6.3.46.3.4公公式计式计 顶进阻力，顶进阻力，kN kN 玻璃钢管外径，玻璃钢管外径，m m 管道设计顶进长度，管道设计顶进长度，m m 平均摩阻力，平均摩阻力，kNkN 管道迎面阻力，管道迎面阻力，kN kN 根
31、据经验，根据经验，顶进距离为顶进距离为250m250m时，最大顶力为时，最大顶力为8700kN 8700kN 9000kN 9000kN，满足要求满足要求。FkpNLfDF0LpFODkfFN施工方案优化施工方案优化l 实验施工阶段实验施工阶段 该实验该实验管段全长管段全长108m108m，玻璃钢夹砂管定长为玻璃钢夹砂管定长为3m3m，管道内径管道内径2270mm2270mm，采用定长缠绕工艺。采用定长缠绕工艺。实验表明实验表明：平稳顶进过程的实验数据与计算结果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。建基本吻合；顶管机遇障碍或发生偏移时，所测得
32、的数据离散较大。建议施工过程中，议施工过程中，管材壁厚适当加厚管材壁厚适当加厚。l 沉井施工沉井施工 始发工作井满足始发工作井满足顶管过程中工作井结构的稳定、安全、且顶管过程中工作井结构的稳定、安全、且截面设截面设计须满足计须满足顶管千斤顶、后靠背尺寸要求。顶管千斤顶、后靠背尺寸要求。本工程工作井采用本工程工作井采用钢筋混凝钢筋混凝土矩形预制结构，采用土矩形预制结构，采用不排水法不排水法下沉，水下混凝土封顶，截面尺寸为下沉，水下混凝土封顶，截面尺寸为9.2m9.2m5.5m5.5m。井壁开孔须在下沉封顶后、顶管施工时用机械切割，接。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
33、始发工作井，直径受工作井做法同始发工作井，直径D=5.0mD=5.0m。l 进出井施工进出井施工 为防止出现为防止出现“磕头磕头”现象现象，对井口，对井口5-10m5-10m范围局部软弱土体用水泥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橡胶止水带带。施工关键技术施工关键技术l 大管径玻璃夹砂管顶管施工创造了一次大管径玻璃夹砂管顶管施工创造了一次顶进最长（顶进最长（236m236m）、顶进速顶进速度最快（度最快（69m69md d）顶管工程最长（约）顶管工程最长（约5km5km）的当时的国内记录）的当时
34、的国内记录，为玻璃，为玻璃夹砂管的顶管施工提供的宝贵经验。夹砂管的顶管施工提供的宝贵经验。l 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一等奖和优质工程奖励和优质工程奖励。工程结果工程结果工程案例（二）工程案例（二）l工程概况工程概况 沈阳市崇山路玻璃夹砂管工程沈阳市崇山路玻璃夹砂管工程，顶管总长度为顶管总长度为2151 m2151 m，其中顶进直，其中顶进直径径2100mm2100mm玻璃钢夹砂管长为玻璃钢夹砂管长为1771m1771m，顶进直径，顶进直径1550 mm 1550 mm 玻璃钢夹砂管长玻璃钢夹砂管长为为380
35、 m380 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。以缩小管径。混凝土管腐蚀玻璃钢夹砂管结构施工速度快施工速度快：单坑日进度不低于：单坑日进度不低于6m6m，而同流量混凝土管日单坑进度，而同流量混凝土管日单坑进度小于小于1m1m，钢管为，钢管为2m2m；顶力小顶力小：外表光滑，顶力小。目前最大顶力为：外表光滑，顶力小。目前最大顶力为DN2100mmDN2100mm的的800t800t，DN
36、1500DN1500的的500t500t。混凝土管外表粗糙，顶力大，顶进机械要求高；。混凝土管外表粗糙，顶力大，顶进机械要求高；流通能力高流通能力高：内壁光滑，压力相同时，管径可以减小一档，降低造：内壁光滑，压力相同时，管径可以减小一档，降低造价；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；的困难；纠偏容易纠偏容易: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；程纠偏特别容易；连接方便连接方便：由于各工作坑或接受坑管子的连接不是整数段，混凝土
37、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，采用钢管焊接需管不能截成任意长度进行对接，采用钢管焊接需24h24h，采用玻璃夹砂，采用玻璃夹砂管可以任意截取，并在管可以任意截取，并在2-32-3小时内连接好；小时内连接好；可带土顶进可带土顶进：管外表与土之间基本无粘结力，管外表与土之间基本无粘结力，顶进中不易抱死管顶进中不易抱死管；使用机具简单，使用机具简单，不需大型设备不需大型设备；玻璃夹砂管耐玻璃夹砂管耐腐性能优异、寿命长腐性能优异、寿命长，几乎不用保修，无需维护。，几乎不用保修，无需维护。管材优越性管材优越性 同公称直径、近似顶力两种管材的壁厚、质量、流量比
38、较见下表公称直径公称直径DN管材管材外径外径（mm）壁厚壁厚（mm）质量质量（kgm）允许顶力允许顶力（kN）流量比流量比（）（）1000混凝土顶管124012010132345100缠绕玻璃钢顶管10763824024781551200混凝土顶管148014014143506100缠绕玻璃钢顶管129246349.136011551400混凝土顶管172016018824900100缠绕玻璃钢顶管151055487.450281551600混凝土顶管194017022696023100缠绕玻璃钢顶管17226161763661551800混凝土顶管218019028517813100缠绕玻璃
39、钢顶管194170.580382851552000混凝土顶管242021034999836100缠绕玻璃钢顶管215879100010320155玻璃钢管与混凝土管过流能力比较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，沈阳崇山路污水截流干管根据高架桥及立交桥实际情况，分三分三段设计段设计：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，设计管径径2100mm2100mm，壁厚，壁厚48.4mm48.4mm，坡度，坡度0.70.7，顶管全长，顶管全长477.54m477.54m。污水管渠穿越桥台污水管渠穿
40、越桥台：两桥桥台处桥墩基础间距为：两桥桥台处桥墩基础间距为5m5m，净距为，净距为3m3m桥墩基础深度为桥墩基础深度为8-8.5m8-8.5m，桥墩基础为挖孔桩，设计采用了两根，桥墩基础为挖孔桩，设计采用了两根直径直径15501550，壁厚为，壁厚为34.8mm34.8mm的玻璃夹砂管，管道坡度为的玻璃夹砂管，管道坡度为0.70.7，分，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50m50m，顶管全长为，顶管全长为380m380m。污水管渠穿越桥区污水管渠穿越桥区：设计采用玻璃夹砂管顶管施工，设计管径：设计采用玻璃夹砂管顶管施
41、工，设计管径为为2100mm2100mm，壁厚，壁厚48.4mm48.4mm，坡度为，坡度为0.70.7，顶管全长为，顶管全长为1293.46m1293.46m。工程设计要点工程设计要点顶管穿越桥墩基础详图顶管穿越桥墩基础详图管材的刚度管材的刚度：规格为：规格为DN1550mmDN1550mm、DN2100mmDN2100mm的玻璃钢夹砂管的刚度须的玻璃钢夹砂管的刚度须10kPa10kPa；管材巴氏硬度管材巴氏硬度4040。管道初始挠曲值管道初始挠曲值：管道覆土厚度大于：管道覆土厚度大于3.5mm3.5mm时须确保管道埋设后时须确保管道埋设后24h24h之内检之内检测的初始挠曲值测的初始挠曲值
42、2%2%；管道渗漏性能管道渗漏性能：带水施工作业时，须保证管体及连接部位不应有渗漏，须：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0.25MPa0.25MPa计）的计）的1.51.5倍水压进行检验；倍水压进行检验；管道顶进管道顶进：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：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发生偏移的范围15mm15mm；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在顶进过程中，管内运土时
43、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；内壁不受损伤；管材的使用寿命管材的使用寿命5050年。年。玻璃钢夹砂管管材的技术要求玻璃钢夹砂管管材的技术要求 树脂选材树脂选材：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：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；苯不饱和聚脂树脂；纤维选材采用国内名牌厂家生产的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无碱无捻玻璃纤维直接缠绕纱。l管材连接技术方法管材连接技术方法 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。材质平口对接的裱糊连
44、接方式。玻璃钢夹砂管顶管生产原材料要求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沈阳市崇山路污水截流干渠工程历时历时8080天天的时间的时间，工程圆满结束工程圆满结束，并于，并于20022002年年9 9月验收完毕月验收完毕，工程质，工程质量达到优良。量达到优良。崇山路污水截流干渠工程的建成，崇山路污水截流干渠工程的建成，对完善沈阳市对完善沈阳市北部排水系统起到了十分重要的作用北部排水系统起到了十分重要的作用，同时也为同时也为北北方地区方地区大型玻璃钢夹砂管顶管工程大型玻璃钢夹砂管顶管工程积累了大量的施积累了大量的施工经验工经验。工程结果工程结果注册建造师继续教育注册建造师继
45、续教育 市政公用工程市政公用工程大直径钢管输水管道顶进施工技术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手掘式顶管发展到刀盘土压平衡顶管机等机械顶管机械顶管；管材发展为钢筋混凝土管、钢管和玻璃钢钢筋混凝土管、钢管和玻璃钢管。管。关键问题关键问题：管道防腐、大口径管道刚度管道防腐、大口径管道刚度顶管施工技术发展顶管施工技术发展 该工程为该工程为上海青草沙源水工程严桥支线输配管线上海青草沙源水工程严桥支线输配管线QYZ-C2QYZ-C2标标，供水规，供水
46、规模模440440万万m mdd，采用两根，采用两根DN3600DN3600钢管。管线全线采用顶管施工工艺，顶管钢管。管线全线采用顶管施工工艺，顶管井约有井约有5757座，管道中心间距座，管道中心间距7.2m7.2m。J8J6 J8J6为工程的最长管段（为工程的最长管段（920m920m），），J12J13J12J13顶管段埋深顶管段埋深10.5m-10.5m-12.6m12.6m，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，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。淤泥质黏土层。J12J13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
47、介工程简介 顶管机选型顶管机选型 参考同类工程经验，参考同类工程经验，选用选用DN3600DN3600大刀盘泥水平衡顶管掘进机，大刀盘泥水平衡顶管掘进机，该掘进机具有该掘进机具有大扭矩，顶进效率高、沉降控制精度高、操作简便大扭矩，顶进效率高、沉降控制精度高、操作简便等优等优点。点。DN3600大刀盘泥水平衡顶管掘进机工程简介工程简介两个摆动可伸缩刀盘两个摆动可伸缩刀盘的矩形顶管机的矩形顶管机任意断面形式的顶管机任意断面形式的顶管机方形顶管机方形顶管机多刀盘矩形顶管机多刀盘矩形顶管机多轴偏心传动顶管机多轴偏心传动顶管机单个大刀盘矩形顶管机单个大刀盘矩形顶管机 中继间设计中继间设计 根据在黏土层施
48、工经验，拟定根据在黏土层施工经验，拟定每段顶管设置每段顶管设置2 2个中继站个中继站，第一套中继，第一套中继间设置在机头后间设置在机头后30m30m，第二套中继间设置在机头后，第二套中继间设置在机头后250m250m。每套中继环安装。每套中继环安装2424只只800kN800kN双作用油缸，油缸行程为双作用油缸，油缸行程为500mm500mm。中继间密封结构采用中继间密封结构采用双道径可调的橡胶密封双道径可调的橡胶密封，另增加两道鹰嘴型橡胶，另增加两道鹰嘴型橡胶止水圈止水圈。中继间密封示意图 工程简介工程简介中继间总装照片 中继间处理步骤（图2.9-3）工程简介工程简介 J12J13 J12J
49、13顶管段顶管段多次下穿五洲大道高架及多次下穿五洲大道高架及A20A20外环主干道外环主干道，顶管施工，顶管施工影响的建（构）筑物如下：影响的建（构）筑物如下：J12J13井顶管沿线穿越周边构筑物情况J12J13井顶管穿越建筑物平面示意图下穿建（构）筑物保护措施下穿建（构）筑物保护措施减小地面沉降措施减小地面沉降措施：1 1、选择大刀盘泥水平衡顶管挖掘机、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控制精度最高，效果最好效果最好。施工中通过采用信息化手段以优化施工参数，指导施工。施工中通过采用信息
50、化手段以优化施工参数，指导施工。2 2、合理应用、合理应用“触变泥浆套触变泥浆套”原理原理 施工中应特别注意要施工中应特别注意要从出工作井开始压浆从出工作井开始压浆，机尾的同步压浆和管道沿线，机尾的同步压浆和管道沿线定时补浆也很重要。定时补浆也很重要。3 3、做好置换浆工作、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对每个孔的球阀内用泥浆置换触变泥浆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。应边放浆边压注水泥浆，直至整个管道全部完成。4 4、后期沉降的观测与控制、后期沉降的观测与控制 顶管施
