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排 水 管 网,环境工程专业2006级,室外排水管道工程施工,室外排水管道工程施工主要包括：沟槽开挖、管道基础、下管、排管、稳管、接口、质量检查和验收、土方回填等内容。,沟槽开挖,沟槽的开挖，应尽量采用机械化施工，以减轻繁重的体力劳动并加快施工速度。沟槽的机械开挖，应依施工具体条件，选择单斗挖土机和多斗挖土机。单斗挖土机根据其工作装置不同，分为正铲、反铲、拉铲和抓铲。,沟槽开挖,（a）正铲挖土机；（b）反铲挖土机；（c）拉铲挖土机；（d）抓铲挖土机。,沟槽开挖,正铲挖土机的工作示意,适用于无地下水，开挖高度在2m以上，一四类土的基坑，但需设置下坡通道。,沟槽开挖,反铲挖土机的工作示意,适用于开挖管沟和基槽，也可开挖小型基坑。尤其适用于开挖地下水位较高或泥泞的土壤。,沟槽开挖,拉铲挖土机的工作示意,适用性与反铲挖土机类似。,沟槽开挖,抓铲挖土机的工作示意,可用以挖掘面积较小，深度较大的沟槽、沉井或独立柱基的基坑，最适宜于进行水下挖土，如放置在驳船上，开挖地面水取水构筑物基础水下土石方。,沟槽开挖,多斗挖土机又称挖沟机、按工作装置分为链斗式和轮斗式两种。,链斗式挖沟机的构造,沟槽开挖,挖沟机的优点：挖土作业是连续的，在同样条件下生产率较高；开挖每单位土方量所需的能量消耗较低；开挖沟槽的底和壁较整齐；在连续挖土的同时，能将土自动卸在沟槽一侧。挖沟机不宜开挖坚硬的土和含水量较大的土。它宜于开挖黄土，粉质黏土等。,沟槽支撑,支撑是防止沟槽土壁坍塌的临时性挡土结构，由木材或钢材做成。支撑的荷载就是原土和地面荷载所产生的侧土压力。沟槽支撑设置与否应根据土质、地下水情况、槽深、槽宽、开挖方法、排水方法、地面荷载等因素确定。一般情况下，沟槽土质较差、深度较大而又挖成直槽时，或高地下水位砂性土质并采用表面排水措施时，均应支设支撑。支设支撑可以减少挖方量和施工占地面积，减少拆迁。支撑增加材料消耗，有时影响后续工序的操作。,沟槽支撑,支撑结构应满足下列要求：1）牢固可靠，进行强度和稳定性计算和校核。支撑材料要求质地和尺寸合格，保证施工安全。2）在保证安全的前提下，节约用料，宜采用工具式钢支撑。3）便于支设和拆除及后续工序的操作。,沟槽支撑,沟槽支撑形式有横撑、竖撑、板桩撑、锚碇式支撑等。,（a）断续式横撑；（b）竖撑1水平撑板；2立柱（竖楞木）；3工具式支撑；4竖直撑板；5横木,断续式横撑适用于开挖湿度小的黏性土及挖土深度小于3m时。连续式横撑用于较潮湿的或散粒土及挖深不大于5m的沟槽。竖撑用于松散的和湿度高的土，挖土深度可以不限。,沟槽支撑,在开挖较大基坑或使用机械挖土，而不能安装撑杠时，可改用锚碇式支撑,1柱桩；2挡土板；3锚桩；4拉杆；5回填土；土的内摩擦角,沟槽支撑,在开挖深度较大的沟槽和基坑，当地下水很多且有带走土粒的危险时，如未采用降低地下水位法，可采用打设钢板桩撑法。,使用钢板桩支撑要消耗大量钢材，由于它在各种支撑中安全可靠度高，因此，在弱饱和土层中，常被采用。,沟槽支撑,支撑的设置和拆除 挖槽到一定深度或到地下水位以上时，开始支设支撑，然后逐层开挖、逐层支设。支设程序一般为：首先支设撑板并要求紧贴槽壁，而后安设立柱（或横木）和撑杠，必须横平竖直、支设牢固。竖撑支设过程为：将撑板密排立贴在槽壁，再将横木在撑板上下两端支设并加撑杠固定。然后随着挖土，撑板底端高于槽底，再逐块将撑板锤打到槽底。根据土质，每次挖深5060cm，将撑板下锤一次。撑板锤至槽底排水沟底为止。下锤撑板每到1.21.5m，再加撑杠一道。,施工排水,施工排水包括排除地下自由水、地表水和雨水。在开挖基坑或沟槽时，土壤的含水层常被切断，地下水将会不断地涌入坑内。雨季施工时，地面水也会流人基坑内。为了保证施工的正常进行，防止边坡坍塌和地基承载力下降，必须做好基坑降水工作。,施工排水,施工排水方法分为明沟排水和人工降低地下水位两种。明沟排水是在沟槽或基坑开挖时在其周围筑堤截水或在其内底四周或中央开挖排水沟，将地下水或地面水汇集到集水井内，然后用水泵抽走。人工降低地下水位是在沟槽或基坑开挖之前，预先在基坑周侧埋设一定数量的井点管利用抽水设备将地下水位降至基坑底面以下，形成干槽施工的条件。,施工排水,明沟排水 明沟排水包括地面截水和坑内排水。地面截水 排除地表水和雨水，最简单的方法是在施工现场及基坑或沟槽周围筑堤截水。通常可以利用挖出之土沿四周或迎水一侧、二侧筑0.50.8m高的土堤。坑内排水 在开挖基础不深或水量不大的沟槽或基坑时，通常采用坑内排水的方法。当基坑或沟槽开挖过程中遇到地下水和地表水时，在坑底随同挖方一起设置集水井，并沿坑底的周围开挖排水沟，使水流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。,施工排水,坑内排水1排水沟；2集水井；3水泵,明沟排水法设备简单，排水方便，应用比较普遍，适用于除细砂、粉砂之外的各种土质。,施工排水,人工降低地下水位 当基坑开挖深度较大，地下水位较高、土质较差（如细砂、粉砂等）等情况下，可采用人工降低地下水位的方法。人工降低地下水位常采用井点排水的方法，具体做法是在基坑周围或一侧埋入深于基底的井点滤水管或管井，以总管连接抽水，使地下水位低于基坑底，以便在干燥状态下挖土，这样不但可防止流砂现象和增加边坡稳定，而且便于施工。人工降低地下水位的方法，包括轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点等。可根据土层的渗透系数、要求降低水位的深度和工程特点，作技术经济和节能比较后适当加以选择。,施工排水,轻型井点系统轻型井点系统由滤管、井点管、弯联管、集水总管和抽水设备等组成,1井点管；2滤管；3总管；4弯联管；5水泵房；6原有地下水位线；7降低后地下水位线,施工排水,轻型井点系统平面布置形式,（a）单排布置（b）双排布置（c）环形布置,施工排水,喷射井点当基坑开挖较深，降水深度要求大于6m或采用多级轻型井点不经济时，可采用喷射井点系统。它适用于渗透系数为0.150m/d的砂性土或淤泥质土，降水深度可达820m。,（a）喷射井点设备简图（b）喷射扬水器详图（c）喷射井点平面布置1喷射井管；2滤管；3进水总管；4排水总管；5高压水泵；6集水池；7水泵；8内管；9外管；10喷嘴；11混合室；12扩散管；13压力表,施工排水,喷射井点的管路布置及井点管埋设方法、要求均与轻型井点基本相同，喷射井管间距一般为23m，冲孔直径400600mm，深度比滤管底深1m以上。,施工排水,电渗井点 在渗透系数小于0.1m/d的黏土、粉土、淤泥等土质中，使用重力或真空作用的一般轻型井点排水效果很差，此时宜用电渗井点排水。此法一般与轻型井点或喷射井点结合使用，降深也因选用的井点类型不同而变化。使用轻型井点与之配套时，降深小于8m，用喷射井点时，降深大于8m。,施工排水,电渗排水的原理在含水的细颗粒土中，插入正、负电极并通以直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水自正极向负极移动，前者称电泳现象，后者称电渗现象，全部现象称电动作用。,施工排水,电渗井点系统,电渗井点利用井点管作阴极，用钢管、直径25mm的钢筋或其他金属材料作阳极。阴极设在井点管内侧，埋设应垂直，严禁与相邻阴极相碰。阳极应外露地面2040cm，入土深度比井点管深50cm，以保证水位能降到所要求的深度。阴阳极的数量应相等，必要时阳极数量可多于阴极。阴阳极的间距一般为0.81.0m（采用轻型井点时）或1.21.5m（采用喷射井点时），并呈平行交错排列。阴阳极应分别由电线或扁钢、钢筋等连接成通路，并接到直流发电机或电焊机的相应电极上,下管与排管,下管,下管应以施工安全、操作方便、经济合理为原则，考虑管径、管长、管道接口形式、沟深等条件选择下管方法。下管作业要特别注意安全问题，应有专人指挥，认真检查下管用的绳、钩、杠、铁环桩等工具是否牢靠。在混凝土基础上下管时，混凝土强度必须达到设计强度的50才可下管。,下管与排管,下管1人工下管(1)压绳下管(2)后蹬施力下管法 上述二法适用于管径为400一800mm的管道。(3)木架下管法 此法适用于直径900mm以内，长3m以下的管子。,下管与排管,2.起重机下管 一般情况下多采用汽车吊车下管；土质松软地段宜采用履带式起重机下管。,下管与排管,排管对承插接口的管道，一般情况下宜使承口迎着水流方向排列；这样可以减少水流对接口填料的冲刷，避免接口漏水；在斜坡地区铺管，以承口朝上坡为宜。,稳管,稳管是排水管道施工中的重要工序，其目的是确保施工中管道稳定在设计规定的空间位置上。通常采用对中与对高作业。对中作业对中即是使管道中心线与设计中心线在同一平面上。对中质量在排水管道中要求在15mm范围内，如果中心线偏离较大，则应调整管子，直至符合要求为止。对中有两种方法：中心线法和边线法,稳管,中心线法,稳管,该法是借助坡度板进行对中作业。在沟槽挖到一定深度之后，应沿着挖好的沟槽每隔20m左右设置一块坡度板，而后根据开挖沟槽前测定管道设计中心线时所预留的隐蔽桩（通常设置在沟岸的树下或电杆下不易被人畜碰掉的桩子）定出沟槽或坡度板中心线，并在每块坡度板上钉上中心钉，使中心钉连线与沟槽中心线在同一垂直平面上，各个中心钉上沿高度（通过水准仪观测定出）连线的坡度与管道设计坡度一致。对中时，在下到沟槽内的管中用有二等分刻度的水平尺置于管口内，使水平尺的水泡居中，此时，如果由中心钉连线上所拴一条附有垂球的挂线上的垂线通过水平尺的二等分点，表明管子中心线与设计中心线在同一个垂直平面内，对中结束。,稳管,边线法 边线法进行对中作业是将坡度板上的定位钉钉在管外皮的垂直面上。操作时，只要向左或向右移动管子，使管外皮恰好碰到两坡度板间定位钉之间的连线的垂线即成。边线法对中速度快，操作方便。但要求各管节的管壁厚度与规格均应一致。,稳管,对高作业 对高作业控制管道高程或坡度。在坡度板上标出高程钉；相邻两块坡度板的高程钉分别到管底标高的垂直距离相等，则两高程钉之间连线的坡度就等于管底坡度，该连线称作坡度线；坡度线上任意一点到管底的垂直距离为一个常数，称作对高数。进行对高作业时，使用丁字形对高尺，尺上刻有坡度线与管底之间距离的标记，即为对高读数。将对高线垂直置于管端内底，当尺上标记线与坡度线重合时，对高满足要求，否则须采取挖填沟底方法予以调正。值得注意的是坡度线不宜太长，应防止坡度线下垂，影响管道高程。,稳管,对高作业,稳管,稳管要求 稳管高程应以管内底为准；调整管子高程时，所垫石块、土层均应稳固牢靠。为便于勾缝，当管道沿直线安装时，管口间的纵向间隙应符合要求。对于DN 800mm，还须进入管内检查对口，以免出现错口。采用混凝土管座时，应先安装混凝土垫块。稳管时，垫块须设置平稳，高程满足设计要求，在管子两侧应立保险杠，以防管子由垫块上掉下伤人。稳管后应及时浇筑混凝土。,管材及接口,该部分内容在教材中已讲。,排水管道闭水试验,闭水试验 污水、雨污水合流及湿陷土、膨胀土地区的雨水管道，回填土前应采取闭水法进行严密性试验。试验管渠应按井距分隔，长度不宜大于1km，带井试验。试验前，管道两端堵板承载力经核算应大于水压力的合力，应封堵坚固，不得漏水。,排水管道闭水试验,管道闭水试验的试验水头应符合下述规定：当试验段上游设计水头不超过管顶内壁时，试验水头应以试验段上游管顶内壁加2m计。当试验段上游设计水头超过管顶内壁时，试验水头应以试验段上游设计水头加2m计。当计算出的试验水头小于10m，但已超过上游检查井井口时，试验水头应以上游检查井井口高度为准。,排水管道闭水试验,管道严密性试验时，应进行外观检查，不得有漏水现象，且符合实测渗水量不大于排水管道闭水试验允许渗水量规定时，试验合格。在水源缺乏地区，当管道内径大于700mm时，可按井段数量抽检1/30,管道附属构筑物施工,附属构筑物常常采用砖、石等砌体砌筑结构建造，部分采用混凝土或钢筋混凝土结构建造。当采用砖、石砌筑结构时，所用普通黏土砖强度等级不应低于MU7.5；石材应采用质地坚实、无风化和裂纹的料石或块石，其强度等级不应低于MU20；其他砌块材料应符合设计要求；所用水泥砂浆强度等级不低于M7.5。当采用混凝土或钢筋混凝土结构时，混凝土强度等级及钢筋的配置应符合设计规定，混凝土强度一般不宜小于C20。,管道附属构筑物施工,井室施工一般要求 各类井室的井底基础应与管道基础同时浇筑。砌筑井室时，用水冲净、湿润基础后，方可铺浆砌筑；砌块砌筑必须做到满铺满挤、上下搭砌，砌块间灰缝保持10mm；对于曲线井室的竖向灰缝，其内侧灰缝不应小于5mm，外侧灰缝不应大于13mm；砌筑时不得有竖向通缝，且转角接搓可靠、平整，阴阳角清晰。砌筑圆桶形井室时，应随时检测直径尺寸。当需要收口时，若为四面收进，则每次收进不应大于30mm；若为三面收进，则每次收进不应大于50mm。,管道附属构筑物施工,井内踏步应随砌随安，位置准确，踏步安装后，当砌筑砂浆或混凝土未达到规定抗压强度前不得踩踏。井室内壁应用原浆勾缝，有抹面要求时，内壁抹面应分层压实，外壁用砂浆搓缝并应挤压密实。井室砌筑或安装至规定高程后，应及时砌筑或安装井圈。当井盖的井座及井圈采用预制构件时，座浆应饱满；采用钢筋混凝土现浇制作时，应加强养护，并不得受到损伤。最后盖好井盖。冬季施工时，应采取防寒措施；雨季施工时，应防止漂管。,管道附属构筑物施工,排水检查井施工 排水检查井内的流槽，宜与井壁同时进行砌筑。当采用砌筑时，表面应采用砂浆分层压实抹光，流槽应与上下游底部接顺，管道内底高程应符合规定。排水检查井的预留支管应随砌随安，预留管的直径、方向以及标高应符合设计要求，管与井壁衔接处应严密不得漏水，预留支管管口宜用低强度等级砂浆砌筑封口抹平。排水检查井接人圆管的管口应与井内壁平齐，当接入管的管径大于300 mm时，应砌砖圈加固。,土方回填,沟槽回填应在管道验收后进行，回填应及早开始，避免槽壁坍塌，保护已建管道的正常位置，而且尽早恢复地面平整。回填的施工过程包括还土、摊平、夯实、检查等工序。其中关键工序是夯实，应符合设计所规定的压实度要求。,土方回填,回填土方的压实方法 沟槽和基坑回填压实方法有夯实和振动。振动法是将重锤放在土层表面或内部，借助振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。此法用于振实非黏性土壤。夯实法是利用夯锤自由下落的冲力来夯实土壤，是沟槽、基沟回填常用的方法。,土方回填,振动法示意图,蛙式夯构造示意图,土方回填,HN-80型内燃式夯土机外形尺寸和构造示意,履带式打夯机,土方回填,土方回填的施工要点 还土材料应符合设计要求，一般用沟槽或基坑原土。回填土土质应保证回填密实。不能采用淤泥土、液化状粉砂、细砂、黏土等回填。当原土属于上类土时，应换土回填。回填土应具有最佳含水量。还土时沟槽或基坑应继续排水，防止槽壁坍塌和管道或构筑物漂浮事故。应该根据构筑物和管道的不同特点，确定回填与夯实顺序。回填前，应建立回填制度。沟槽回填，应在管座混凝土强度达到5MPa后进行。应根据管子和管沟的强度确定回填方法。每层土夯实后，应检测压实度。回填应是槽上土面略呈拱形，以免日久因土沉降而造成地面下凹。,