?、诓捎猛谀啻_溝挖泥船的類型根據(jù)土質選定。各類粘性土壤可選用絞吸式挖泥船,抓斗式挖泥船或輪斗式挖泥船。非粘性土壤可選用吞口式挖泥船。
③采用水力吸泥器或空氣吸泥器水力及空氣吸泥器的作用原理和射流泵一樣,是利用高壓水或壓縮空氣通過一個噴嘴,在管內造成負壓產生吸力將泥砂送出水面(圖2—9—33)。
這種方式適用于砂性土壤。對于粘土或較堅硬的土壤應配備射水裝置,先碎土、再吸泥,也同樣達到較好的效果。
④爆破開溝適用于基巖河床的水下開溝以及不適宜機械開挖的軟性土層。爆破法無需大量機具和人工,施工期較短,對于小型管道的水下溝槽,爆破后即成溝型。對于口徑較大的管道溝槽往往是采用爆破和其他方法配合進行,先爆破起松后,再用其他方法開挖。
(3)水下管道敷設
?、俸拥淄线\敷設當密封管體的自重大于水的浮力時,將自然下沉至河底。施工時先測量已開挖溝槽位置,在河岸邊預先把穿越管道拼裝成整體,然后通過對岸的牽引設備拖運至河底溝內。
牽引設備應與拖運管道保持較小的高差,設于水下管道軸線上。此方法一般適用于口徑小于φ400的鋼管。
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?、诟∵\下管 當密封管段的自重小于水的浮力時,可采用浮運下管方法。
施工前將穿越管道預制成整體,并在河的兩岸,用牽引設備將管段漂移至水下溝橫的上方位置,然后往管段內灌水使其沉入水底溝槽中。由于在往管段內灌水過程中,管段會產生不均勻下沉,因此灌水過程應緩慢、均勻,應考慮若干個進水點和排氣孔。
圍堰法敷設管道比帶水敷設方便得多,與陸地上施工的主要區(qū)別是吊裝設備無法進入圍堰地區(qū),所以一般采用河底拖運法施工,可以整體拖運至溝內,也可以逐段拖運、拼裝。
對于中小型河流水下管道敷設,一般采用圍堰法開溝敷管。帶水開溝敷管不僅施工困難,而且工程質量難以保證,應盡量少用。
(4)水下管道敷設要求水下管道是由河底管和引管二部分組成的倒虹吸管(圖2—9—34)。
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?、佼敽拥坠苓x用雙管時,兩管之間應保持50毫米間距,以利檢修。河底管敷設深度0.8~1.5米。為防止管道不均勻下沉,應保持較大坡度,一般選用10%以上,管道坡向成弧形。水井一般位于河床中間,有條件時應盡可能安裝在臨近河岸的位置。水井梗安裝于河底管內部,延伸至河岸操作室內。
②在完成河底部分管道敷設后再安裝引管(河岸部分)。
河流兩岸引入管均設操作坑??觾仍O抽水泵、閥門和波形補償器,然后連接Y型三通管合并為一根管道與岸上地下管連通。
③因水下管道檢修難度大,對河底管道的強度和防腐應作特殊處理。
(a)鋼管焊縫(特別是環(huán)向焊縫)必須嚴格按照二級以上焊接規(guī)程要求進行,對每條焊縫必須進行無損探傷和X光拍片檢查。最后進行氣密性試驗,試驗氣壓應按正常數(shù)據(jù)提高一倍。河底管道多數(shù)整體牽引敷設,會產生對環(huán)向焊縫的彎曲應力集中,故應作加強措施。在環(huán)向焊縫外壁均布加強筋(圖2—9—35),效果較為理想。加強筋的鋼材應與鋼管材料相同。
加強筋的數(shù)量至少四條,隨鋼管口徑的增加而相應增多。
鋼管環(huán)向焊接處的加強筋不僅用于河底管,同樣可以使用于其他地下鋼管中。各種口徑鋼管配筋數(shù)參見表2—9—6。
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公稱管徑(毫米) | φ200 | φ300 | φ400 | φ500 | φ600 | φ700 | φ800 | φ900 | φ1000 |
加強筋板(條) | 4 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 |
(b)鋼管的防腐絕緣層。應選用四油三布加強處理,表面均應電火花測試合格。水井梗的防腐要求與鋼管相同。
(c)水下管道敷設后溝槽的回墊土比較松軟,存在著較大空隙,加上竣工后由于河水流動、沖刷,將大大減少管線表面的蓋土層,帶水敷設回墊土的效果更差,因此水下管道的防浮處理顯得十分重要。據(jù)國外有關資料介紹,水下管道的破裂大多數(shù)是由于管道荷重不夠,管道上浮而產生的。
考慮到水下回墊土層的不穩(wěn)定,所以一般埋設深度應大于河底沖刷以下0.5米位置;同時必須附加重塊防浮。驗算中可將覆蓋土層荷重忽略不計,作為安全因素。附加重塊可按下式計算:
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式中 P——單位長度管道上的附加重塊的質量(公斤/米);
Q——單位長度管道在空氣中的質量(公斤/米);
q——單位長度管道密封狀態(tài)下浮力(牛/米);
p——單位長度管道上附加重塊浮力(牛/米);
g——重力加速度(米/秒2);
K——安全系數(shù)取1.2~1.5(水流湍急采用較高數(shù))。
附加重塊可用鑄鐵或鋼筋混凝土制成馬鞍式或鉸鏈式平衡塊(見圖2—9—36)。用此種附加重塊穩(wěn)管較簡便,但由于數(shù)量不多容易產生應力集中,而且不能很好固定于管道表面,對于水流急、河床不穩(wěn)定地區(qū)不宜使用。
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也可在回墊土層上用水泥(配鋼筋)灌注成連續(xù)覆蓋層。此種方法對管道載荷均勻,但施工較為困難。也有采用鋼制框架穩(wěn)管或用抱箍穩(wěn)管(詳見第9章安全施工技術)。
(5)頂管施工在穿越水流急、寬度大、航運繁忙的江河時,目前較多采用頂管施工法。由于頂管施工可避免與河流直接接觸,施工時不受航運干擾,因此逐步為穿越大中型江河的主要施工形式。頂管施工示意圖見圖2—9—37。
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3.大跨度管橋施工法
當受到河流船舶通行,管橋的支墩的設置受到局限,其跨距較大,無法滿足穿越鋼管的強度和剛度要求,此類稱之為大跨度管橋可采用以下施工方法: