1. 管道施工方案
三、管線施工
要保證管線工程結構在長期使用中和外力作用下有足夠的剛度和穩定性,就必須確保施工所用的材料和半成品能滿足設計要求的強度,技術指標,同時還必須選擇合理的施工程序和施工方案,以確保質量。
管網施工的原則:
A、是先深後淺,先主管後支管,自下而上依次施工;
B、是先建後拆,不間斷使用;
C、採取有利措施,保護既有的管線,作好新舊管線銜接工作。
各工序施工要求:
1、溝槽開挖
採用機械開挖溝槽,機械開挖溝槽距槽底至少留20cm用人工清底,嚴禁超挖、擾動基底原狀土。若發生超挖,須通知監理,由監理人員與質檢人員統一處理方法。溝槽開挖完成後必須經過監理、業主驗收合格後方可進行墊層施工。
2、安管
平基澆築後待平基砼強度達到5Mpa以上時才能安管,安管前必須放出管道中心線和復測平基標高,安管時管道兩側用凈石子或砼管枕卡牢墊穩,管道坡度必須符合設計標准,嚴格控制管內底高程,該項的合格率必須達到100%,安管的中心線位移和相鄰管內口底錯口亦需符合安管的偏差要求;安管後復測標高完全符合規范要求後再進行管座立模和澆築砼管管座,管座的肩寬和肩高必須符合規范要求,蜂窩麻面面積不得超過1%。
3、管道基礎、護管
護管砼用溜槽下料,用平板振搗器及插入式振搗器振搗密實,施工要按規范及設計要求控制其寬度和頂面高程。
4、管道鋪設和介面施工
管道進場後,質檢人員、材料員應及時檢查管道的質量,如存在質量問題堅決退還。UPVC管採用人工下管,並用手拉葫蘆予以就位。
U-PVC管鋪設時要將插口順水流方向,承口逆水流方向。介面時,先將承口的內壁清理干凈,並在承口內壁及插口橡膠圈上塗潤滑劑,然後將承插口端的中心軸線對齊。橡膠圈應放置在管道插口第二至第三根肋之間的槽內,介面時,要注意橡膠圈是否到位:一般到位時,插口與承口接觸會發生碰撞的聲音。
安裝時不得帶動已安裝好的管節,務求做到相連管節對准中心,標高符合要求,管節墊實穩定,承口與插口的間隙小於規范要求,拉力放鬆時管節無回彈情況,若不合格則重排。
5、檢查井
採用磚砌井。在底板澆築後,及時定位放樣,然後進行井體的砌築。檢查井砌築必須採用擠漿法,不得有通縫現象,要做到砂漿飽滿、灰縫平整、井壁相互垂直,井內流槽應平順,轉角井流槽應弧順,室頂板安裝必須先座漿;抹面應平整壓光,不得有空鼓和裂縫現象,井內壁粉刷應分兩道進行。
檢查井蓋板底座應鋪砌牢固,四周仔細夯實,蓋板頂面標高應與路面一致。部分檢查井為落底井,落底50cm,部分為流槽井,井內流槽應在井壁砌至管頂以下即行砌築。
6、閉水試驗
所有無壓力管道均要求進行閉水試驗,要求在溝槽覆土以前進行,並在閉水合格後回填土方。給水管道要求全部進行閉水壓力試驗,設計工作壓力為0.4Mpa,管道試驗壓力為0.8Mpa。
試驗可利用管節兩端窨井作為閉水水頭,要求水頭在上游管道內頂2m以上,閉水試驗前應先灌水24小時,使管道充分浸透,加水至標准高度,觀察水位下降值,若在半小時內水位下降在規范允許值內,則閉水試驗合格。閉水合格後方可分層回填土方。
7、溝槽回填
管道閉水試驗完畢,並經驗收合格後應及時回填,先將胸腔部分回填。回填前應將管溝清理干凈,木料、草袋等物不得留在溝內,排除溝底積水,嚴禁帶水回填,以免出現「彈簧土」。
回填土採用粉(砂)土,不得含腐植土、草根、磚頭等雜物。回填應對稱,每層高度不得超過30cm,並及時夯實。回填土應用人工或蛙式打夯機分層夯實。窨井四周要求採用天然級配砂石回填,並用電動打夯機夯實。
認真做好回填土的密實度檢測工作,只有當上一層土檢測合格後方可進行下一層土的回填。要求管道兩側不低於95%,管頂以上50cm范圍內不低於85%,50cm以上按路基要求回填。
2. 急求水井施工組織設計方案
深井降水設計及施工
一、管井降水概念
管井(深井)降水,是在深基坑的周圍埋置深於基底的井管,通過設置在井管內的潛水泵將地下水抽出,使地下水水位低於基底。管井由濾水井管、吸水管和抽水機械等組成。具有井距大,易於布置,排水量大,降水深(>15m),降水設備和操作工藝簡單等特點。適用於滲透系數大(20-250m3/d),土質為砂類土,地下水豐富,降水深,面積大、時間長的降水工程應用。
二、管井設計
1、計算思路
第一步將基坑進行等效化為一口大井,第二步確定基坑總的涌水量,第三步確定單井出水量,第四步確定井的數量。
2、參數的確定與計算
參數的確定是計算過程中最為復雜的地方,一旦參數設置錯誤,將導致所有的後續工作將無效。因此確定參數前務必將各方面的資料了解清楚。
1)、設計水位降深
水位降深在滿足施工要求的時候,應盡量選擇較小水位的降深,一般降到操作面下0.5m即可(有特殊要求的除外),這樣可最大程度上避免降水對地層的影響。
2)、井深及井徑的選擇
要想使水位降低至操作面下,可以有兩種途徑,一種是加大井的直徑和井的深度;另一種通過增加井數,即減少井距。
井深主要是根據水位降深、所需要的單井出水能力、水泵的進水口的位置、含水層的厚度、及泥漿淤積深度等因素進行選擇。
井徑的選擇要綜合考慮以下幾種因素:A、單井要求的出水量;B、水泵的直徑;C、當地施工機械,及井管的規格,如選用市場常用的規格,價格可能會便宜對控製成本有益。
根據xx多年的施工經驗,選擇常規施工材料對施工成本及施工時間有很大的好處,這樣井徑最好在300~500mm,這種材料市場能隨時購買;水泵重量不宜超過60kg,這種水泵市場較多,且對施工人員維修有很大好處。水泵過重,水泵壞時(特別是晚上)不能由一人將水泵進行更換,這樣易耽誤時間造成水壓反涌,從而影響施工。
3)、滲透系數的選擇
滲透系數是降水計算中重要的參數,此參數可以從地質報告中選取,但地質報告中滲透系數根據土質分層而不同,確定滲透系數時要充分考慮這方面的因素,最好在大面積布井前,重新驗證,或者搜集附近的實際數據作為參考。
4)、含水層的厚度的取值
含水層的厚度也是一個重要的參數,但地質報告中一般不給出,如果沒有地區經驗,只能通過綜合考慮以往施工經驗和降水井的深度及地層的規律來確定。
5)、管井降水計算
管井計算要考慮各種環境及地質情況的因素,以便確定計算時採用的計算模型。首先根據地質報告確定地下水是潛水(無壓)還是承壓水,但在施工中常會遇到微承壓潛水之類問題。這樣在計算中按潛水模型計算時適當加大影響系數。其次要考慮雨季水位上升的情況。
管井單井計算較為簡單,計算結果一般與實際較為吻合。但群井計算結果就千差萬別(群井中單井的出水量)。由於降水時,一般要採用一個以上的井,降水井同時抽水時,互相形成干擾,無法以單井的計算來判斷水位的降深,實際上這些井形成了干擾群井。群井總的涌水量計算公式,一般採用近似擬合得出,總涌量各個規范或者計算手冊上所列公式的計算結果一般相差無幾,且物理意義明確,很容易理解,具體施工時可以參看《建築基坑支護技術規程》(JGJ120-99)、《建築與市政降水工程技術規范》(JGJ/T111-98)或者《建築施工計算手冊》。降水施工中最重要的一環是確定單井的出水量。
(1)群井總涌水量
A、Q=1.366×K(2H-S)S/(logR0-logr) 均質含水層潛水完整井計算公式
B、Q=2.73×K(MS)S/(logR0-logr) 均質含水層承壓水完整井計算公式
式中:R0=R+r R——降水影響半徑; r——基坑的等效半徑; K——滲透系數; H——含水層的厚度; M——承壓含水層的厚度; Q——基坑總的涌水量; S——設計水位降深;
(2)、降水影響半徑
對潛水含水層:
承壓含水層:
(3)、等效半徑計算
圓形基坑等效半徑:r=圓半徑;
矩形基坑基坑等效半徑時:r=0.29(a+b) 式中:a、b——分別為基坑的長、短邊邊長;
不規則塊狀基坑等效半徑:r2=A/π 式中: A——基坑的面積。
(4)、單井出水量
前面已經說明,總涌量各個公式計算結果基本相同,且在實際施工中吻合較好,但單井出水量就難以確定。下面以一個實例來看一下單井出水量的確定。
某一工程如下圖所示,基底深h=6m,地下水位H=14m,需降深6m,井深15m(有效深度)滲透系數70m/d,含水層厚度為14m,管井直徑400mm.
①按《建築與市政降水工程技術規范》(JGJ/T111-98)公式進行計算。
q= 24 l` d / a`=24×14×400/50=2688m3/d
式中:q——單井出水量(m3/d);d——管井管徑(mm);l`——淹沒部分的濾水管長度(m);a`——與滲透系數有關的經驗系數(取a`=50)
②按《建築基坑支護技術規程》(JGJ120-99)中給出公式進行計算:
=120×3.14×0.2×14×4.12=4361m3/d
式中:q——單井出水量(m3/d);rs——管井半徑(m);l`——淹沒部分的濾水管長度(m);K——含水層滲透系數(m/d);
③按水泵抽水功率出水量計算
=65×3.14×0.08×14×4.12=942m3/d
式中:q——單井出水量(m3/d);d——水泵抽水管管徑(m)假定管徑為0.08m;l`——淹沒部分的濾水管長度(m);K——含水層滲透系數(m/d);
④還有按完整井單井出水量計算(無干擾)
Q=1.366×K(2H-S)S/(logR0-logr)=4965 m3/d
從以上計算結果可以看出,四項結果相差太多。這是什麼原因呢?根據幾個工程的分析,主要是單井出水計算誤差太大。實際測得平均單井出水量約為800m3(與第三項差不多,但第三項抽水管管徑是假定)。第二對干擾井的概念理解不清,當為群井時每個井的出水量就會大為減少,也許在施工時你會說個別井出水量很大,但這只能代表一點,不能以此作為計算井數的單井的出水量。實際的單井出水量只能用所有井的平均值來代表。但在施工前無法知道平均值的情況怎麼計算,方法有兩個:第一單井出水量以水泵功率計算;第二統計以往工程的數值對計算結果進行修正。
(5)、管井數量確定
用總的涌水量除以單井出水量,再加以一定的富餘系數即可確定,且此富餘系數一般不小於1.1.
(6)、布井原則
深井一般沿基坑周圍離邊坡上緣2米左右環形布置,施工允許的情況也可在基坑中布置一部分井(這樣降水效果更好),井點應深入透水層6-9米,通常應比所需降水的深度深6-8米,井距一般為8-15米,井距太大時降水效果不好,如果計算出的數據使井間距大於15米,一般要進行修正。這其中還要考慮常規水泵的功率問題及水泵壞時維修問題。。
三、管井井點施工工藝
降水井採用旋挖機成孔的方法,其施工質量和驗收標准同護坡樁成孔工藝。
1、降水井定位:定位放線由專人負責,根據降水井平面圖測設各個降水井及觀測井位置。
2、鑽孔:同護坡樁工藝要求。
3、下管:下管採用懸吊式托盤下管法,管筒在砂層段必須用紗網包封嚴密,以防涌砂。在下濾水管先下長1.0m沉澱管(砼實壁管),然後再下砼濾水管,上下管之間用竹皮(細竹子)鐵絲綁扎連接。下管時,必須把管中心對准鑽孔中心,嚴禁管壁與孔壁靠在一起。下泵宜用麻(或棕)繩吊裝在井內,下到設計深度,並在井口綁牢。
4、填濾料:下管結束後,應立即在管壁與孔壁之間進行填濾料,圍填時應慢慢用鐵銑從四周填入,並用鋼筋搗實,防止中間出現漏空現象。
5、洗井:採用排污泵或清水泵洗井,洗井標准以井內抽出的水清沏為准,並洗井時間不得小於4小時。
6、基坑周邊鋪設主幹集水管(Φ=133mm),將各井抽出的水匯入排至指定地點。主幹集水管的坡度(坡向指定地點)為5‰左右,管道連結牢固、嚴密,防止漏水,以免影響邊坡穩定性。
在各井點應設置單獨用開關箱,做到一機一閘一保護,以期達到安全用電和停泵與開泵的用電的要求,並在主幹集水管與降水井硬塑管連接處設置球型閥或將硬塑管上彎止點高於主幹集水管50cm。,以防某井需要停泵時,主幹集水管內的水倒流到該井內。
7、電源:為確保降水井作業的連續性,還需准備一台60KW的發電機,以備停電時使用。
四、降水對周圍環境的影響及其防範措施
在降水過程中,由於會隨水流帶出部分細微土粒,再加上降水後土體的含水量降低,使土壤產生固結,因而會引起周圍地面的沉降,在建築物密集地區進行降水施工,如因長時間降水引起過大的地面沉降,會帶來較嚴重的後果。
為防止或減少降水對周圍環境的影響,避免產生過大的地面沉降,可採取下列一些技術措施:
(1)採用回灌技術:降水對周圍環境的影響,是由於土壤內地下水流失造成的。回灌技術即在降水井點和要保護的建(構)築物之間打設一排井點,在降水井點抽水的同時,通過回灌井點向土層內灌入一定數量的水(即降水井點抽出的水),形成一道隔水帷幕,從而阻止或減少回灌井點外側被保護的建(構)築物地下的地下水流失,使地下水位基本保持不變,這樣就不會因降水使地基自重應力增加而引起地面沉降。
(2)採用砂溝、砂井回灌:在降水井點與被保護建(構)築物之間設置砂井作為回灌井,沿砂井布置一道砂溝,將降水井點抽出的水,適時、適量排入砂溝、再經砂井回灌到地下,實踐證明亦能收到良好效果。
(3)使降水速度減緩:在砂質粉土中降水影響范圍可達80m以上,降水曲線較平緩,為此可將井點管加長,減緩降水速度,防止產生過大的沉降。亦可在井點系統降水過程中,調小離心泵閥,減緩抽水速度。還可在鄰近被保護建(構)築物一側,將井點管間距加大,需要時甚至暫停抽水。
為防止抽水過程中將細微土粒帶出,可根據土的粒徑選擇濾網。另外確保井點管周圍砂濾層的厚度和施工質量,亦能有效防止降水引起的地面沉降。
五、降水施工時應考慮的因素
1、布井時,周邊多布,中間少布;在地下補給的方向多布,另一方向少布。
2、布井時應根據地質報告把使井的濾水器部分能處在較厚的砂卵層中,避免使之處於泥砂的透鏡體中,從影響井的出水能力。
3、鑽探施工達到設計深度後,根據洗井擱置的時間的長短,宜多鑽進2——3m,避免因洗井不及時泥漿沉澱過厚,增加洗井的難度。洗井不應擱置時間過長或完成鑽探後集中洗井。
4、水泵選擇時應與井的出水能力相匹配,水泵小時達不到降深要求;水泵大時,抽水不能連續,一方面增加維護難度,另一方面對地層影響較大。一般可以准備大中小幾種水泵,在現場實際調配。
5、降水期間應對抽水設備和運行狀況進行維護檢查,每天檢查不應少於3次,並應觀測記錄水泵出水等情況,發現問題及時處理,使抽水設備始終處在正常運行狀態。同時應有一定量的備用設備,對出問題的設備能及時更換。
6、抽水設備應進行定期保養,降水期間不得隨意停抽。當發生停電時應及時更新電源保持正常降水。
7、降水施工前,應對因降水造成的地面沉降進行估算分析,如分析出沉降過大時,應採取必要措施。
8、降水時應對周圍建築物的觀測。首先在降水影響范圍外建立水準點,降水前對建築物進行觀測,並進行記錄。降水開始階段每天觀測兩次,進入穩定期後,每天可以只觀測一次。
3. 管井井點施工工藝
1.施工工藝
(1)井孔鑽進
管井成孔可採用的鑽孔機械種類較多,如硬合金鑽頭鑽進、鋼粒鑽進、牙輪鑽鑽進、沖擊鑽進、反循環鑽進等。根據土層岩性可選取不同的設備。
根據鑽進時使用的護壁方法分為跟管鑽進和泥漿護壁鑽進。
管井成孔宜採用泥漿護壁鑽孔法,即在鑽機鑽孔的同時,向孔內投放泥漿,護住井壁,以免地下水滲出時坍塌。以卵石和飄石為主的地層,宜採用沖擊鑽進或潛孔錘鑽進,其他第四系地層宜採用回轉鑽進。鑽孔直徑均應比管井外徑大150~200mm。井孔的鑽探達到要求的深度後即可終孔。
(2)井點管安裝
井孔鑽探完成後,應稀釋井內泥漿隨即下入井管,下管時注意檢查保護濾管部位的濾網包紮質量,井管應高出地面0.3m以上,井底應封死。
根據不同井管、鑽井設備而採用不同的安裝方法。主要有:
1)鋼絲繩懸吊下管法。適用於帶絲扣的鋼管、鑄鐵管,以及有特別接頭的玻璃鋼管、聚丙烯管及石棉水泥管,焊接的無絲扣鋼管,螺栓連接的無絲扣鑄鐵管,粘接的玻璃鋼管,焊接的硬質聚氯乙烯管。
2)浮板下管法。利用浮力減小提吊拉力,適用於井管總重超過鑽機起重設備負荷的鋼管,或超過井管本身所能承受的拉力的帶絲扣鑄鐵井管。
3)鋼絲繩托盤下管法。適用於各種管材,如水泥井管、礫石膠結過濾器及採用鉚焊接頭的大直徑鑄鐵井管的施工等。
(3)填濾料
井管與土壁之間用3~15mm礫石填充作為過濾層,地面下0.5m用粘土填充夯實。
靜水填入法:適用於淺井及穩定的含水層。填濾料前徹底稀釋井內泥漿,在井管外慢慢填濾料。
循環水填礫法:適用於較深井。邊填濾料邊向井管內注水,使清水從管外上返,濾料從井管外填入。
抽水填礫法:適用於孔壁穩定的深井。用空壓機從井管內抽水,濾料從管外填入。
(4)安裝水泵和吸水管
吸水管宜採用直徑為50~100mm的膠皮管或鋼管,其下端應沉入管井抽吸時的最低水位線以下,並裝逆止閥。通常每個管井單獨用一台水泵,水泵設置標高盡可能設在最小吸程處,高度不夠時,水泵可設在基坑內。
降水深度小於7m時,可採用BA型或B型、流量10~25m3/h離心式水泵,降水深度大於7m時常採用潛水泵或深水泵。目前多採用潛水泵。
(5)洗井
洗井工作應在填濾料後立即進行,以防井壁泥漿硬化,造成洗井困難。洗井主要是清除井內泥漿和細小顆粒,增加出水量。
常用的洗井方法有:活塞洗井法、壓縮空氣洗井法、沖孔器洗井法、泥漿泵與活塞聯合洗井法、液態二氧化碳洗井法及化學葯品洗井法等。洗井方法應按井的結構、管材、鑽井工藝及含水層特徵選擇,盡量採用不同的洗井工具交錯使用或聯合使用。
對於鋼制井點管,可採用活塞和空壓機聯合洗井,該法是諸多洗井法中效果最好的一種。對於水泥井管、塑料井管等,可採用空壓機洗井或水泵洗井。
2.井點運行
管井完成後,應試抽水,檢查出水是否正常,有無淤塞現象。如有異常,應檢查維修後方可投入正常使用。抽水過程中應經常檢查水泵、電機的運轉情況,對管井水位降深、流量做好記錄。