大直徑鋼筋砼給水管道施工技術【關鍵詞】：橡膠圈壓縮率拉力計算理論公式經驗數據頂裝保證措施【內容摘要】:根據理論公式及經驗數據分別計算出橡膠圈的合理直徑，管道安裝時需要到達的推頂力，并以此為依據，確定安裝施工方案。一、工程概況兗州中水資源化北調水管線工程，全長17027米，輸水管道為預應力鋼筋混凝土管道，主輸水管道內徑1200㎜，壓力為0.6Mpa，單橡膠圈柔性接口。在施工過程中，為確保鋼筋混凝土管道接縫嚴密，整體管線安裝完成后能夠到達設計的壓力要求，我們根據工程實際情況，按照設計圖紙，結合施工標準要求，在以下方面做了幾項技術改良工作：1.橡膠圈的選擇。2.管道之間需要到達的拉力計算。3.安裝方法。二、給水管道的技術措施1.橡膠圈的選擇本工程中應用的預應力鋼筋混凝土管道的接口構造如下列圖所示，管道安裝后膠圈位于插口和承口之間，靠橡膠圈的壓縮來止水，因此橡膠圈的規格選擇，就成為保證管道不發生滲漏的關鍵。橡膠圈斷面多為圓形，能承受1Mpa的內壓力及一定量的沉陷、錯口和彎折，抗震性能良好，在地震烈度10度左右接口無破壞現象，且不易老化。假設選擇的橡膠圈不正確，會導致在橡膠圈本身沒有破損的情況下，管道接口就已發生滲漏。因此，為保證其密封性，橡膠圈必須安裝在鋼筋混凝土管承插口的正確位置上，并具有一定的壓縮率，以保證在管內水壓的作用下不會被擠出來，因此選擇橡膠圈的直徑尤為重要，可根據下式進行計算選擇：式中d——橡膠圈伸長前直徑，㎜E——管子接口環向間隙，㎜k——膠圈的環徑系數，一般取0.85～0.90ρ——膠圈壓縮率，預應力混凝土管35％～45％本工程中的E取20，k取0.87，ρ取0.4，那么橡膠圈的直徑可計算為：31㎜。以上取值均按實際數據和保守的經驗取值。按照計算后的數值選取橡膠圈，使選用材料與混凝土管相匹配，到達設計中嚴密性要求。2.管道之間需要到達的拉力計算橡膠圈的直徑選定后，為了保證管道安裝的嚴密性，橡膠圈的安裝方法就是一項非常重要的工作，確定橡膠圈的安裝方法，不應由工人的操作習慣來決定，而應根據管徑的大小、施工條件、機具狀況來確定，總的來說，無非是拉和頂兩大類。那么怎樣確定拉頂力，確定多大的拉頂力，這就要根據膠圈與工作面間的摩擦力、管體與地基土壤的摩擦力、施工機具的摩擦力等主要因數，依據以下經驗公式計算：P=〔πD1Nf2+Wf3〕f1式中P——橡膠圈接口管道安裝拉力，ND1——承口工作面內徑，㎜N——橡膠圈受壓時，單位長度上所受的垂直力，N/㎜W——接口管子自重，Nf1——考慮機具摩擦力的推頂力增加系數，取1.2f2——膠圈與混凝土的摩擦系數，一般取0.2～0.3f3——管節與槽底的摩擦系數，可查附表混凝土管與土的摩擦系數土的種類摩擦系數土的種類摩擦系數干的細砂0.64粘土0.3濕的細砂0.32砂礫0.44在以上公式中，我們計算的拉力與實際測得的拉力常有差距，實際操作中，由于人為的能量損失，和管道附加重量的增加，實際拉力要大于計算所得值，所以在計算時，我們增加了1.1的修正系數。在本工程中，D1為承口工作面內徑，取1240㎜。N為橡膠圈受壓時，1㎜長度上所受的垂直力，它的取值應充分考慮管內的設計壓力0.6N/㎜2，那么在取值時按1㎜長度上橡膠圈的壓力大于設計，且超過一倍的原那么，計算公式為:N=31㎜×〔1－0.4〕×0.6N/㎜2=11.2N/㎜。〔其中0.4為橡膠圈壓縮率〕W為接口管子自重，工程中的鋼筋混凝土管道長度為5米，內直徑1.2米，壁厚0.12米，經計算單個管道的質量為：π〔0.722－0.62〕×5×2.6=6.5噸，經單位換算，為63700N。f1考慮機具摩擦力的推頂力增加系數，取1.2。f2膠圈與混凝土的摩擦系數，取0.3。f3管節與槽底的摩擦系數，因為管身被吊車吊起離開墊層，所以該摩擦系數取0。那么由公式P=〔πD1Nf2+Wf3〕f1代入以上數據計算可得=〔3.14×1240×11.2×0.3+0〕×1.2=15699N拉力初步確定后，選定相應規格的橫鐵，鋼筋拉桿，鋼絲繩，手拉葫蘆。同時根據選用的機械確定安裝施工工藝。3.大直徑鋼筋砼給水管道安裝施工工藝3.1清理承插口對接前，應把承插口工作面和膠圈上的污物用水洗刷干凈，然后用布擦拭干凈。3.2套橡膠圈人員應在管子兩側，同時把橡膠圈由管子下部向上套起。套好后的橡膠圈應平直，沒有扭曲等現象。3.3對口管子對口時，應利用汽車吊將管身輕輕吊起，并使管子的插口慢慢移動到承口處，操作人員分別站立在管身兩側，以觀測高程和位置是否滿足設計要求，并及時進行調整。為了使插口和橡膠圈能夠均勻的進入承口，到達預定位置，除了使管子的高程保持一致外，初步對口后，承插口之間的間隙和距離也必須保持一致，否那么，橡膠圈受壓不均，進入速度不同，極易反彈，造成橡膠圈扭曲等現象。3.4頂裝鋼筋混凝土管是靠擠壓在環向間隙的橡膠圈來起密封作用的。橡膠圈能均勻而緊密地到達工作位置，只能采用具有產生拉力的安裝工具進行安裝。由于本工程中應用的鋼筋混凝土管道的直徑較大，我們在綜合考慮工程實際情況之后，決定選用手拉葫蘆安裝法。安裝施工時。可將鋼絲繩1鎖在已安裝好的管子前3～4節處，防止后背走動，反將已安裝好的管口拔出。然后把手拉葫蘆的上鉤與后背鋼絲繩1連接，手拉葫蘆下鉤與鋼筋拉桿3連接，并聯動橫鐵5發生移動。安裝時，操作手拉葫蘆的鏈條，即可帶動橫鐵5發生移動，將待安管子4插入承口內，直到橡膠圈就位為止。如下列圖所示3.5質量保證措施組織全體施工班組長學習作業指導書，調整主要工序的操作技術工人，由熟練的技術工人帶動不熟練的工人，各班組制定崗位責任制，堅持誰操作誰負責的原那么。開展班組質量競賽，比學趕超。在管材的裝卸過程中，要利用棉紗把吊裝出的管材包裹好，以保護管材的承口、插口不被擠壓破壞。拉動手拉葫蘆時，拉動的速度要均勻一致，吊車吊起的管身不能一端翹起，要前后平直，專人看護膠圈的滾動，并要及時用扁鏟阻止滾動過快的膠圈，膠圈看護人員為小組組長，直接對安裝質量負責。個別地基處理的部位，必須保證墊層的密實度，增加砂的含水量，振動棒振搗密實，所有砂墊層在振搗密實后要及時安裝管道，對不能及時安裝的，要在安裝前再次用平板振動器振實，防止因為地基沉降不均勻引起的管道吐口。3.6平安保證措施汽車吊的最外端應與開挖的槽口之間保持1米以上的距離，防止吊裝時車體傾覆。操作工人在管身上工作要輕拉輕放，不能用錘子敲刻擊打管體。隨時檢查邊坡土方是否穩定，防止土體塌方。起重臂下嚴禁站人。3.7質量檢查管道頂裝后，應用探尺檢查膠圈的就位情況。檢查膠圈與承口接觸是否均勻，如果不均勻時，可用鏨子搗擊，絕不能出現麻花現象。管道每安裝完成1000米，應做一次水壓試驗，檢驗管道安裝的嚴密性。三、小結在施工中不斷總結經驗，把理論計算和現場實際相