1、1大直径钢筋砼给水管道施工技术【关键词】： 橡胶圈压缩率 拉力计算 理论公式经验数据 顶装 保证措施 【内容摘要】:根据理论公式及经验数据分别计算出橡胶圈的合理直径，管道安装时需要达到的推顶力，并以此为依据，确定安装施工方案 。一、 工程概况兖州中水资源化北调水管线工程，全长 17027 米，输水管道为预应力钢筋混凝土管道，主输水管道内径 1200，压力为 0.6Mpa，单橡胶圈柔性接口。在施工过程中，为确保钢筋混凝土管道接缝严密，整体管线安装完成后能够达到设计的压力要求，我们根据工程实际情况，按照设计图纸，结合施工规范要求，在以下方面做了几项技术改进工作：1.橡胶圈的选择。2.管道之间需要达
2、到的拉力计算。3.安装方法。二、给水管道的技术措施1.橡胶圈的选择本工程中应用的预应力钢筋混凝土管道的接口构造如下图所示，管道安装后胶圈位于插口和承口之间，靠橡胶圈的压缩来止水，因此橡胶圈的规格选择，就成为保证管道不发生渗漏的关键。2橡胶圈断面多为圆形，能承受 1Mpa 的内压力及一定量的沉陷、错口和弯折，抗震性能良好，在地震烈度 10 度左右接口无破坏现象，且不易老化。若选择的橡胶圈不正确，会导致在橡胶圈本身没有破损的情况下，管道接口就已发生渗漏。因此，为保证其密封性，橡胶圈必须安装在钢筋混凝土管承插口的正确位置上，并具有一定的压缩率，以保证在管内水压的作用下不会被挤出来，因此选择橡胶圈的直
3、径尤为重要，可根据下式进行计算选择：式中 d 橡胶圈伸长前直径，E 管子接口环向间隙，k 胶圈的环径系数，一般取 0.850.90 胶圈压缩率，预应力混凝土管 3545本工程中的 E 取 20，k 取 0.87， 取 0.4，那么橡胶圈的直径可计算为：31。以上取值均按实际数据和保守的经验取值。按照计算后的数值选取橡胶圈，使选用材料与混凝土管相匹配，达到设3计中严密性要求。2.管道之间需要达到的拉力计算橡胶圈的直径选定后，为了保证管道安装的严密性，橡胶圈的安装方法就是一项非常重要的工作，确定橡胶圈的安装方法，不应由工人的操作习惯来决定，而应根据管径的大小、施工条件、机具状况来确定，总的来说，无
4、非是拉和顶两大类。那么怎样确定拉顶力，确定多大的拉顶力，这就要根据胶圈与工作面间的摩擦力、管体与地基土壤的摩擦力、施工机具的摩擦力等主要因数，依据以下经验公式计算：P = （D 1N f2 + W f3）f 1式中 P 橡胶圈接口管道安装拉力，ND1 承口工作面内径，N 橡胶圈受压时，单位长度上所受的垂直力，N/W 接口管子自重，Nf1 考虑机具摩擦力的推顶力增加系数，取 1.2f2 胶圈与混凝土的摩擦系数，一般取 0.20.3f3 管节与槽底的摩擦系数，可查附表混凝土管与土的摩擦系数土的种类 摩擦系数 土的种类 摩擦系数干的细砂 0.64 粘土 0.3湿的细砂 0.32 砂砾 0.44在以上
5、公式中，我们计算的拉力与实际测得的拉力常有差距，4实际操作中，由于人为的能量损失，和管道附加重量的增加，实际拉力要大于计算所得值，所以在计算时，我们增加了 1.1 的修正系数。在本工程中，D 1为承口工作面内径，取 1240。N 为橡胶圈受压时，1长度上所受的垂直力，它的取值应充分考虑管内的设计压力 0.6 N/ 2，那么在取值时按 1长度上橡胶圈的压力大于设计，且超过一倍的原则，计算公式为:N = 31（10.4）0.6 N/ 2 =11.2 N/。（其中 0.4 为橡胶圈压缩率）W 为接口管子自重，工程中的钢筋混凝土管道长度为 5 米，内直径 1.2 米，壁厚 0.12 米，经计算单个管道
6、的质量为：（0.72 20.6 2）52.6 = 6.5 吨，经单位换算，为 63700N 。f1 考虑机具摩擦力的推顶力增加系数，取 1.2。f2 胶圈与混凝土的摩擦系数，取 0.3。f3 管节与槽底的摩擦系数，因为管身被吊车吊起离开垫层，所以该摩擦系数取 0。那么由公式 P = （D 1N f2 + W f3）f 1 代入以上数据计算可得= （3.14124011.20.3+0）1.2= 15699 N 拉力初步确定后，选定相应规格的横铁，钢筋拉杆，钢丝绳，手拉葫芦。同时根据选用的机械确定安装施工工艺。53.大直径钢筋砼给水管道安装施工工艺 3.1 清理承插口对接前，应把承插口工作面和胶圈
7、上的污物用水洗刷干净，然后用布擦拭干净。3.2 套橡胶圈人员应在管子两侧，同时把橡胶圈由管子下部向上套起。套好后的橡胶圈应平直，没有扭曲等现象。3.3 对口管子对口时，应利用汽车吊将管身轻轻吊起，并使管子的插口慢慢移动到承口处，操作人员分别站立在管身两侧，以观测高程和位置是否满足设计要求，并及时进行调整。为了使插口和橡胶圈能够均匀的进入承口，到达预定位置，除了使管子的高程保持一致外，初步对口后，承插口之间的间隙和距离也必须保持一致，否则，橡胶圈受压不均，进入速度不同，极易反弹，造成橡胶圈扭曲等现象。3.4 顶装钢筋混凝土管是靠挤压在环向间隙的橡胶圈来起密封作用的。橡胶圈能均匀而紧密地达到工作位
8、置，只能采用具有产生拉力的安装工具进行安装。由于本工程中应用的钢筋混凝土管道的直径较大，我们在综合考虑工程实际情况之后，决定选用手拉葫芦安装法。安装施工时。可将钢丝绳 1 锁在已安装好的管子前 34 节处，防止后背走动，反将已安装好的管口拔出。然后把手拉葫芦的上钩6与后背钢丝绳 1 连接，手拉葫芦下钩与钢筋拉杆 3 连接，并联动横铁 5 发生移动。安装时，操作手拉葫芦的链条，即可带动横铁 5 发生移动，将待安管子 4 插入承口内，直到橡胶圈就位为止。如下图所示3.5 质量保证措施3.5.1 组织全体施工班组长学习作业指导书，调整主要工序的操作技术工人，由熟练的技术工人带动不熟练的工人，各班组制
9、定岗位责任制，坚持谁操作谁负责的原则。开展班组质量竞赛，比学赶超。73.5.2 在管材的装卸过程中，要利用棉纱把吊装出的管材包裹好，以保护管材的承口、插口不被挤压破坏。3.5.3 拉动手拉葫芦时，拉动的速度要均匀一致，吊车吊起的管身不能一端翘起，要前后平直，专人看护胶圈的滚动，并要及时用扁铲阻止滚动过快的胶圈，胶圈看护人员为小组组长，直接对安装质量负责。83.5.4 个别地基处理的部位，必须保证垫层的密实度，增加砂的含水量，振动棒振捣密实，所有砂垫层在振捣密实后要及时安装管道，对不能及时安装的，要在安装前再次用平板振动器振实，避免因为地基沉降不均匀引起的管道吐口。3.6 安全保证措施3.6.1
10、 汽车吊的最外端应与开挖的槽口之间保持 1 米以上的距离，防止吊装时车体倾覆。3.6.2 操作工人在管身上工作要轻拉轻放，不能用锤子敲刻击打管体。3.6.3 随时检查边坡土方是否稳定，防止土体塌方。3.6.4 起重臂下严禁站人。3.7 质量检查管道顶装后，应用探尺检查胶圈的就位情况。检查胶圈与承口接触是否均匀，如果不均匀时，可用錾子捣击，绝不能出现麻花现象。管道每安装完成 1000 米，应做一次水压试验，检验管道安装的9严密性。三、 小结在施工中不断总结经验，把理论计算和现场实际相结合，为确保直径为 1.2 米的给水管道在安装后达到设计要求的严密性，我们从原材料的选取、安装机具的选择及安装工艺的确定，用严格的计算数据来指导生产。同时制定了质量、安全保证措施，以此作为施工指南，在以后的施工中严格按此组织施工，效果很好，施工后的压力试验均达到设计要求，获得建设单位和监理单位的一致肯定。
