大口径球墨铸铁管施工工法

大口径球墨铸铁管施工工法大口径球墨铸铁管施工工法目录一、前言2二、特点3三、适用范围4四、工艺原理4五、工艺流程及施工操作要点55.1安装工艺流程55.2施工方法及操作要点5六、 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 13七、机具设备137.1主要施工机具137.2主要测量器具14八、劳动力组织及安全14九、质量要求及其控制措施15十、效益分析16十一、应用实例16十二、参考资料17十三、附录1713.1大口径球墨铸铁管有关技术参数1713.2球墨铸铁管与其它常用管材机械性能对照1813.3球铸管闭水相关参数1813.4天然地基条件下克服安装时土壤瞬时沉降量的方法19一、前言球墨铸铁管，是上世纪九十年代开始在我国研发并逐渐应用的新型管材，这种管材充分发挥了球墨铸铁的高强度、高韧性及耐腐蚀性，具有结构强度大、承压能力强、管身及接口严密、寿命长、安装效益好、管材内壁摩阻系数小、输水成本低、施工方便等诸多特点。球墨铸铁管在以往的实际应用中主要以DN800以下小口径管为主，但近年来，由于该种管材的诸多优点得到了社会的广泛认同，在大型的水、气输配工程中DN800以上的球墨铸铁管开始逐步应用，并且在可以预见的将来，该种管材的应用必将会越来越多。《大口径球墨铸铁管施工工法》重点描述这种新型管材施工工艺，特别是这种管材在施工中应注意的技术参数指标，因大口径球墨铸铁管在我公司及局很少应用，因此在杭州七格污水处理厂厂内工艺管线施工过程中总结经验，归纳形成该施工工法。该工法形成得到杭州七格污水处理厂工程建设指挥部、新兴铸管公司及天津华北工程监理的大力支持和帮助。大口径球墨铸铁管目前在国内应用不多，在我公司也属首次接触使用，本工法技术水平与国内其它单位平齐，在中建八局内部保持领先，建议在中建八局内部推广应用，抓住每道工序的控制点，避免同类管道施工时增加不必要的成本。本施工工法描述以DN2000管径施工为实例。二、特点2.1同口径管材中，球墨铸铁管最经济可靠。2.2可承受较高的管内压和外部荷载。2.3管材的强度可防止管材在吊装、运输、安装过程中受损坏，对管基及回填土施工要求低。2.4采用“T”型和“K”型橡胶圈密封，密封性能好，施工操作方便，安装速度快。2.5管材内表面衬水泥砂浆衬里，表面光滑，尤其是经过一段时间的运行后，内表面更加光滑，这样可以保证运行期内保持很高的通水能力，其水力摩阻n=0.0107。2.6由于构成管材的铸铁材料在管内壁被密实的混凝土及砂浆包裹，混凝土或砂浆提供的碱性环境使得构成内部球铁钝化，从而防止其内腐蚀；管外壁采用环氧煤沥青漆二道防腐（也可根据设计要求向生产厂家提出特殊防腐要求），可对管材进行有效的防腐，即使在运输过程和生产过程中外防腐层遭到破坏，由于铸铁自身具有较好的抗腐蚀性能，也可以保证腐蚀仅限于表层而不向其内部扩展。2.8管材本身此种独特复合结构，加之其连接方法均为柔性接口，不易出现管身漏水、接头漏水及爆管现场，管路损失小，输水成本低，使用寿命可达50年以上。2.10大口径球墨铸铁管可采用全管线水压试验（闭水试验），也可以对管接口处逐一进行水压试验，从而避免管道严密性试验所用大量水资源，节育和减少施工成本。2.11对直线管道安装更快捷，成本低，目前无现成定额，按目前施工行情以DN2000为标准，每米安装单价在1350元左右，操作施工简单，每米单价高。三、适用范围球墨铸铁管可广泛应用于市政、工业和农业灌溉系统的供配水管线、电厂循环水管道、各种有压、无压排污主管道，也可用于倒虹吸管、压力隧道用衬管和高覆土下涵管，近年来在污水处理厂应用趋于增多；各种应用均可采用本工法。四、工艺原理大口径球墨铸铁管一般口径在DN1400及以下采用T型承插柔性接口，而口径在DN1600及以上采用K型承插柔性接口，靠承插口挤压胶圈使之变形，从而对承口内壁及插口外壁产生压力，达到止水效果。如下图：五、工艺流程及施工操作要点5.1安装工艺流程选材采购验货报检散管施工排水施工准备→沟槽开挖→沟槽支撑→管道基础处理→安管→接口水压试验→管道标高、坐标复测→回填土→回土密实度试验→交工验收5.2施工方法及操作要点5.2.1施工测量5.2.1.1施工前，应由建设单位组织有关单位进行现场交桩。5.2.1.2管道中线的测设根据现场提供的测量控制点及设计图上给出的座标，用解析法求出管道的起点、终点和转向点的测设数据。主点测设到地面的方法用直角坐标法。将根据甲方提供的现场施工坐标网络控制点绘制详细的测设图。主点连线即为管道中线。主点测设须校核，其校核方法：用主点坐标计算相邻主点间的长度，然后在已测设主点间量距，看其是否与算得的长度相符。管中线测设好后，在其中线上每隔20m设置一个中间桩，地型变化较大处应合理加密。5.2.1.3控制桩的测设土方开挖时必然会将中线上各控制桩挖掉，应将控制线延伸至开挖边线外侧。管道主点处在中线延长线上设置中线控制桩，在每个井位处垂直于中线方向设置井位控制桩，以便于就地控制。5.2.1.4管道沿线每隔不超过200m应设立临时水准点，地形变化大的管段应合理加密。临时水准点应设立在便于观测的位置并且必须牢固。5.2.1.5临时水准点和管道细线控制桩应经常校核。5.2.1.6施工测量的允许偏差，应符合下表的规定：施工测量允许偏差项目允许偏差水准测量高程闭合差平地±20√L（mm）山地±6√n(mm)导线测量方位角闭合差±40√n(″)导线测量相对闭合差1／3000直接丈量沿距两次较差1／5000注：1、L为水准测量闭合路线的长度（km）；2、n为水准或导线测量的测站数。5.2.1.7测量放线完成后必须向监理报验，经监理验收合格后方可进入下一步工序。5.2.2进货检验见材料章节。5.2.3沟槽开挖5.2.3.1沟槽开挖应针对地质条件按规范要求进行放坡，沟深超过4m的应按规定分层开挖放坡。沟底宽应按下式计算：沟槽底宽＝管道结构外缘宽度+两边操作面宽度+沟底明沟排水宽度+沟槽支撑结构宽度本工法所指大口径球墨铸铁管标称口径通常不小于DN800，上式中两边操作面宽度，DN1500及以下的不小于600mm，DN1600及以上的不小于800mm，DN3000以上的不小于1000mm，或者也可根据具体条件确定。5.2.3.2球铸管通常埋深较深，往往会低于地下水位，故其沟槽开挖时应根据地下水位情况适当考虑地下水的降、排水。通常对于透水性较高的粉土、粉砂土、砂土等，可采用井点降水。井点降水有关要求参见相关规范。对于透水性不高的土质，如粘土、黄土等，应主要以沟底明沟排水系统为主。在沟内一侧或双侧超挖200～300mm形成排水明沟，每隔50mm左右挖一个0.6m×0.6m×0.8m集水坑，内置潜水泵抽水到现场临时排水系统。基底低于地下水位的沟槽必须采取一定措施保持基底干燥。5.2.3.3沟槽开挖应注意不得扰动基底原土，应用机械开挖到基底标高以上100～150mm然后人工铲削找平到设计基底标高。5.2.3.4大口径球墨铸铁管的基础处理应由设计确定，土壤承载力高的可采用原土基础，土壤承载力较差的应采用适当的基础形式，如碎石基础、砂石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础等等。5.2.3.5开挖时应在管接口处预挖操作坑以便安装时工人在管底进行接口、混凝土灌浆等操作，其深度一般不低于800mm，长度约1000mm，宽度与沟底同宽。5.2.3.6沟槽开挖时应单边堆土，堆土堆土应不超过1.5m，并应距沟边保持不小于800mm的安全距离。5.2.3.7沟槽不一定一次开挖到位，宜一节管一节管地分若干次开挖，以便于挖掘机站在管端配合管道安装。5.2.4管道安装5.2.4.1沟槽开挖时不堆土的一侧应设一条施工便道，以便于管节运输及吊装。便道距沟边应不小于1.0m，并有足够的宽度、转弯半径、平整度和承载力。便道外侧应有不小于5m的空地以便管节堆放。5.2.4.2管道运输。球墨铸铁管通常口径较大，重量较重，其运输车辆应选则有足够运力的车辆，并应将球墨铸铁管与车身用钢丝绳绑扎牢固，钢丝绳用倒链、拉紧器等收紧，以确保安全。为便于装卸，还应在管与车厢板之间用木架或铁架架空。5.2.4.3管节卸车后应在便道外侧沿线散管并编号，每节管的摆放位置应能保证吊车不用移车位即可方便地将管节吊装到其设计位置。为便于吊装时穿钢丝绳，应让管节与地面之间留出约100mm左右的空间，为此应在管节两端用木架子托住或用砂袋堆垒托住管节两端。DN1600以上K型接口球墨铸铁管的压兰应分别摆放在相应管节、管件旁边，胶圈及丁字螺栓应集中摆放，使用时取出。5.2.4.4球墨铸铁管安装时宜自下游开始，承口朝向施工前进的方向。5.2.4.5球墨铸铁管原则上不宜切割下料，应在供应商生产时就按排管图生产好，到现场后直接进行安装即可。若遇意外情况或设计变更需要切割下料，应采用等离子切割，或者也可以用电动砂轮切割机断管。等离子切割是得用等离子切割设备产生的等离子弧的高热进行切割。等离子切割后，应用角向磨光机将毛刺、氧化皮和热影响区磨掉，并且应该将管口修磨成倒角，以利安装。5.2.4.5管节及管件下沟前，应清除承口内部的油污、飞刺、铸砂及凹凸不平的铸瘤；柔性接口铸铁管及管件承口的内工作面、插口的外工作面应修整光滑，不得有沟槽、凸脊缺陷；有裂纹的管及管件不得使用。5.2.4.6球墨铸铁管的每米重量远远超过同口径钢管或其它材质的管道，因此对于大口径球铸管的吊装应慎重选择吊装机具及吊装 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，其原则是够用并留有余地。吊车宜选用带超负荷报警自锁功能的吊车，以确保安全。吊索应包覆软质材料以保护管身。为了保证边坡的稳定性，吊车站位支腿的位置应距沟边保持1.5m以上的安全距离，并在吊车支腿处垫以道板，以增加受力面积、降低对地压强。吊装设备及吊装方法严格按照相关规定执行。5.2.4.7T型接口的球墨铸铁管在对口插入前，应先计算好其插入深度（插入深度以管内接缝宽10mm左右为宜）在插口上作好标记，然后将胶圈均匀地安装在承口相应的凹槽内，使其无变形、无扭曲，再在插口外表面、承口内表面及胶圈上均匀地涂以润滑剂(黄油)，最后对口，将插口端插入承口中，控制其插入深度与先前作的标记相符合。5.2.4.8T型接口球墨铸铁管接口胶圈有一定的强度和韧性，在装入承口时有一定的技巧：首先承口胶圈槽内要涂以黄油以利润滑，然后将胶圈用细绳约束成如下图的形状，将其放入承口内，再解开细绳，先将上半圈胶圈装到位，最后再将胶圈最下部用木榔头敲打到位，卡到承口胶圈槽内。5.2.4.9T型接口球墨铸铁管在插入时，可以用倒链将其插入（如图A）。5.2.4.10K型接口的球墨铸铁管在对口插入前，先将其压套法兰套在插口端，再在插口端外表面涂以润滑剂（黄油），再将胶圈按正确的方向套在插口端，并推到离插口端一定距离（这一距离必须大于承口端的深度），然后将插口端插入前一管节的承口端内，插到管内接缝10mm左右，校正其同轴度，最后推动压套法兰与承口端法兰靠拢，四周均匀地收紧螺栓。螺栓方向应注意保持一致。5.2.4.11球墨铸铁管安装时，考虑到具体情况的复杂性，有可能会要求管线从两端分别向中间安装最后碰头，这样可以在碰头处增加松缩套头，然后用球墨铸铁盘承、盘插分别与两管端相接。5.2.4.11球墨铸铁管安装的允许偏差如下表（单位mm）：项目允许偏差无压管道压力管道轴线位置1530高程±10±205.2.4.12如果管道设计有基础，则其标高的控制较为方便，只要控制好其基础的上表面标高即可。如果管道设计无基础，则其标高的调整就相对较为麻烦，应先控制好沟底的原土标高，且在沟槽开挖时还应预留好管节安放瞬时下沉量。预留的瞬时下沉量可按附表执行，但最好是现场进行试验后求得。如果管节标高实测值偏高，则必须将管端略吊起约300mm，将管身下的原土铲掉一点再将管放下。如果管节标高实测值偏低，则应将管端吊起约300mm，在管身下回填砂石或混凝土。管节下到沟底，其平面定位及高程经测量均符合要求后，即在管身两侧用道木卡住使其不能发生径向位移，再将钢丝绳抽出。5.2.4.9管道严密性试验大口径球墨铸铁管的接口可在管内对管接口进行逐一的单口试验，免除了全线试验所耗用的大量人力、物力和时间，这也是大口径球墨铸铁管之所以大受欢迎的重要原因之一。PCCP管的单口水压试验应在管道承插安装到位后即进行，以便一但发现渗漏可及时进行处理。大口径球墨铸铁管接口单口水压试验的试验应为其设计工作压力的1.5倍或按设计要求，以5min内压力不降且管道接口内外均无渗漏为合格。单口水压试验应采用管道生产厂家配套提供的内圈，如下图：5.2.5回填土接口完成后，在试验前，可以在管节中部回填土，形成两个土墩，以增强管节的稳定性。土墩高度以管断面胸高到顶高之间为宜。试验合格后即可对管道进行回填，回填应用细的干土，在管顶上500mm以内用人工夯实，每虚铺250mm左右即进行夯实，密实度不小于95％。回填到管顶以上500mm以上后，回填可用机械进行，其密实度要求不小于90%或按设计要求。回填时为达到最佳密实度，可适当回灌水。回填到地面后，应继续回填到高出地面约250mm，待其日后自然压实到与地面相平。本球墨铸铁管主要技术指标、规格见附录。六、材料6.1每根球墨铸铁管、每个球墨铸铁管件到货时都必须有有效的合格证，配套的压套法兰、螺栓、橡胶圈也必须有质量证明文件。6.2球墨铸铁管及管件的表面不得有裂纹，管及管件不得有妨碍使用的凹凸不平的缺陷；其尺寸公差应符合现行国家产品标准的规定，承口内工作面和插口的外工作面应光滑、轮廓清晰，不得有影响接口的密封性的缺陷。6.3球墨铸铁管的尺寸允许偏差如下表：项目允许偏差插口外径Dn≤450+2-4500≤Dn≤800+3-5Dn≥900+4-6承口内径Dn≤450+4-2500≤Dn≤800+5-3Dn≥900+6-4七、机具设备7.1主要施工机具序号名称型号规格数量备注1反铲挖掘机1.0m3一台2吊车根据管道重量及回转半径选择一到两台配适量吊索、卡环3潜水排污泵ф50、ф100各两台4履带式推土机50马力一台可不用5井点降水泵7.5KW套根据具体情况定6倒链5t、10t各两付安装使用7电动蛙式打夯机一台也可用振动式打夯机89自卸汽车四辆如土方不需外运则不需要10手动试压泵0～2.0MPa一台接口试压11试压内圈与管道口径相配一套生产厂家配套提供7.2主要测量器具序号名称型号规格单位数量1经纬仪J6台12水准仪S3BZ台13钢卷尺5m把54水平尺1000mm2mm/m把15钢卷尺30m把16压力表0～1.0MPa只2八、劳动力组织及安全8.1劳动力组成主要由管工、起重工、挖掘机司机、吊车司机、电工、普通工组成，必要时增加井点降水专业施工人员，一般 施工单 施工单位项目经理责任书施工单位质量保证措施施工单位进场交底施工单位进场流程施工单位进场资料 条管线需要8～12人为一班组即可。8.2安全：主要是管道重量重，起重吊装安全最至关重要。在安全控制措施上主要落实以下几点：8.2.1首先在编制施工方案时就必须确保其施工工艺的安全性。8.2.2所有进场操作的员人都必须经过三级 安全教育 有限空间作业人员安全教育培训制度有限空间安全教育培训制度有限空间作业专项安全教育培训制度安全教育培训制度范文安全教育培训制度范本 ，并与项目签定安全 保证书 身元保证书下载关于客户延期办款的保证书住宅质量保证书下载零件保证书下载质量保证书 。8.2.3施工前必须对所有参建人员进行安全技术交底，并做好记录，被交底人必须签字。8.2.4对安全性有特殊要求的工种（如电工、起重工等）必须持证上岗。现场的施工机械必须确保保养完善，有保养记录，并必须定人定机。用电设备必须由专业电工进行接线，使用前必须经电气安全性能检查，接线应符合规范要求，接地良好，一机一闸，不得私拉乱接。8.2.5地下管道安装时，安全员必须旁站，监督操作人员按安全规程的要求进行施工，如有危险因素，安全员有权要求停工，待危险因素排除后方可宣布复工。8.2.6夜间加班施工，必须确保照明，以免出安全事故。沟槽开挖好后在有人员走动的北侧尤其要照明完好，并有警示红灯。8.2.7沟边必须有围护栏，护栏高度不低于1.05m。8.2.8管节吊装时，吊装处沟内不得站人。吊装所用吊机、钢丝绳必须经过安全复核。8.2.9安排专人对边坡的稳定性进行巡视，一旦发现危险前兆，立即通知沟内作业人员火速撤离，再采取边坡稳定措施，如钉桩、削缓、设挡板等。8.2.10施工现场包括运输道路两侧划立禁区，无关人员禁止进入禁区。九、质量要求及其控制措施9.1质量目标：管道敷设的各项几何偏差均不超过规范允许的偏差量，试压合格率100%，工序报验合格率95%以上，施工质量评为优良。9.2质量控制措施9.2.1严格执行工序报验制度，每道工序先由施工班组自检合格报施工员和质检员复检，复检合格后报监理再检验，对于检查不合格的，坚决要求班组整改，直至返工。9.2.2所有进场材料都必须严格按有关规范的要求进行检验和试验，并报监理，经监理同意方可进场用于工程中。对于检验不合格的产品，必须一律退货。十、效益分析大口径球墨铸铁管敷设操作施工简单，每米单价高，安装快捷，成本低，以DN2000为例，每米安装单价（包括土方开挖、管道吊装、接口、试压及回填）按单价1350元每米计算，每天安装12段，共96米，安装费合计129600元，除去吊装费、人工费及其它配合费、土方开挖和回填、税金，安装利润约7.8万元，工期短。在管道严密性试验环节，由于单口水压试验，可节省大量满管试验用水。仍以DN2000管为例，假设这趟管线总长300米，按常规试压需用（2.0/2）2×3.14×300＝942吨水，水本身需要成本（目前自来水市价1.5元每吨），另需要机械进水、排水及管端封堵等配套措施，以及试压成功率等风险存在的施工成本费用很大。十一、应用实例11.1杭州七格污水处理厂总图管道工程中污水处理管系、超越管系、剩余污泥管系等均采用DN800以上球墨铸铁管，总用量从DN800~2200总计约1310米，管底深度最深为－4.8米，扣除天气影响、恶劣地质条件影响以及土建安装配合等其它因素影响，实际安装工期为一个月。十二、参考资料12.1、中华人民共和国建材行业标准JC625－199612.2、给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-9712.3、市政排水管道施工验收规范CJJ3-90十三、附录13.1大口径球墨铸铁管有关技术参数大口径球墨铸铁管有关技术参数表管道型号公称直径外径壁厚相邻两管接口允许转角长度K＝9K＝12K＝14离心球墨铸铁管（T型接口）DN80084211.716.618.21.5°8000（或另行要求，但不超过8000）DN90094512.617.819.61.5°DN1000104813.519211.5°DN1200125515.321.423.81.5°DN1400146217.123.826.61.5°离心球墨铸铁管（K型接口）DN1600166818.926.229.41.0°DN1800187520.728.632.21.0°DN2000208222.531351.0°注：上表所示管道接口形式为常用形式，也可根据设计要求向生产厂家订制，无论T型接口还是K型接口，各种口径均可采用。13.2球墨铸铁管与其它常用管材机械性能对照性能离心球墨铸铁管普通灰铸管钢管抗拉强度（N/mm2）≥420150-260≥400抗弯强度（N/mm2）≥590200-360≥400延伸率（％）DN100~1000≥10忽略≥18弹性系数（N/mm2）约16×104约11×104约16×104硬度（HB）≤230≤230约14013.3球铸管闭水相关参数㈠　管道闭水试验应符合下列规定试验压力为试验管道最高点加3m。当计算出的试验水头小于10m，但已超过上游检查井井口时，试验水头以上游检查井井口高度为准。试验管段灌满水后浸泡时间不应小于24小时。当试验水头达规定水头时开始计时，观测管道的渗漏水量，直至观测结束，应不断向试验管段内注水，保持试验水头恒定，渗水量的观测时间不得小于30min。实测渗水量应按下式计算：Q=W/T.L式中：Q—实测渗水量(L/（min.m）)w——补水量（L）T——观测时间（min）L——试验管段长度（m）㈡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下列规定时，管道严密性试验合格：实测渗水量小于或等于允许渗水量(如下表)管径允许渗水量80035.3590037.50100039.52110041.45120043.30130045.00140046.70150048.40160050.00170051.50180053.00190054.48200055.90220058.03当管径大于上表时实测渗水量应小于或等于按下式计算的允许渗水量：Q=1.25D1/2式中：Q——允许渗水量(m3(24h.km))D——管道内径（mm）13.4天然地基条件下克服安装时土壤瞬时沉降量的方法在沟槽为天然地基的情况下，为了克服安管时管道的瞬时沉降，根据不同土质及扰动情况，开挖的沟槽底标高可设预沉量或做成90°弧形土基。方法一：设预沉量安管时瞬时沉降主要是由在不同土质情况下管道自重引起的必然沉降和沟槽底土被扰动而引起的沉降组成。根据以下公式及管道有关技术参数计算出不同土质的必然沉降量。根据相关资料，地基土承载力与管道瞬时沉降量的关系如下表：地基土承载力与管道瞬时沉降量关系表Q(Kpa)D(mm)h(mm)405060708090100110120130140150160160036.122.915.811.68.97.05.74.73.93.32.92.52.2180045.228.719.814.511.18.87.15.84.94.23.63.12.8200053.335.624.618.013.810.98.87.26.15.24.53.93.4220089.151.138.728.321.617.013.811.49.58.17.06.15.4方法二：制作90°弧形土基：克服瞬时沉降的方法之二是在沟槽底制作成90°弧形土基，增加管道与土基瞬时接触时的面积。此种方法要求弧形土基要制作精细、准确。另外，安管时如果用葫芦加钢丝绳牵引时，管道与弧形土基摩阻增大安装困难。同时在牵引时，弧底土容易刮带进两管接口及橡胶圈之间。90°弧形土基示意图如下：上图中的B和h值按下两个公式求得：B＝G／QLh=(D-√D2-B2)/2B----弧形土基宽度（m）h----弧形土基深度（m）G----管道自重（KN）L----管道长度（m）Q----在基承载力（KPa）D----管道外径（m）第1页共21页Page7of21