CN107859145A - 一种排水管水下接驳施工方法 - Google Patents

一种排水管水下接驳施工方法 Download PDF

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何伟清
吴建荣
汤辉
戚许坤
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广州市自来水工程公司
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03FSEWERS; CESSPOOLS
    • E03F3/00Sewer pipe-line systems
    • E03F3/06Methods of, or installations for, laying sewer pipes

Abstract

本发明提供一种排水管水下接驳施工方法,包括如下步骤:设置新排水管,将新排水管的两端延伸至旧排水管位置;在新排水管的两端打设旋喷桩,采用逆作法在旋喷桩内部开挖接驳井;水下破拆新排水管与旧排水管之间的钢筋混凝土结构,连通新排水管与旧排水管;待旧排水管大部分污水从新排水管排出后,水下封堵旧排水管的两端,并拆除旧排水管。本发明具有安全可靠性高、通用性强,且施工效率高等优点。

Description

一种排水管水下接驳施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及排水管接驳领域,尤其涉及一种排水管水下接驳施工方法。
背景技术
[0002] 近年来,“逢暴雨必涝”的现象已逐渐演变成大中城市的问题之一。现有的城市排 水管网设计标准低、城市基础设施跟不上发展等成为造成城市内涝的主要因素。为提高排 水管网的防涝标准,现有的方式是采用新排水管并入原有的排水管网中运行投产,管网接 驳工作需把原有排水管的污水进行导流或截流后,让接驳位置处于在无水或少水的环境下 进行新旧管网接驳施工。但存在以下问题:
[0003] (1)当遇到周边环境制约无法导流、汛期和重要河涌不能导流或停止运营等特殊 环境时,则无法采用现有的接驳方法进行新旧管网的接驳施工;
[0004] (2)对旧排水管抽排水或者使用围堰截流导流,其工程量大、接驳时间长,导致施 工成本高、施工效率低;
[0005] (3)停水接驳使得沿线企业及居民用水不便,给企业带来巨大的经济损失;
[0006] (4)旧排水管内存在大量有毒有害物质或者有毒易燃易爆气体等不利因素,操作 人员在有限空间进行水下作业容易造成中毒、窒息、爆炸等安全事故,成为排水管接驳过程 重大危险源。
发明内容
[0007] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种安全可靠性高、通用 性强,且施工效率高的排水管水下接驳施工方法。
[0008] 一种排水管水下接驳施工方法,包括如下步骤:
[0009] 1)设置新排水管,将新排水管的两端延伸至旧排水管位置;
[0010] 2)在新排水管的两端打设旋喷桩,采用逆作法在旋喷桩内部开挖接驳井;
[0011] 3)水下破拆新排水管与旧排水管之间的钢筋混凝土结构,连通新排水管与旧排水 管;
[0012] 4)待旧排水管大部分污水从新排水管排出后,水下封堵旧排水管的两端,并拆除 旧排水管。
[0013] 作为上述技术方案的进一步改进:
[0014] 在步骤2)中,在旋喷粧穿设新排水管及旧排水管的位置打设至少两排旋喷桩,相 邻旋喷桩相互搭接。
[0015] 在旋喷桩成桩后,对旋喷桩上、中、下不同位置钻孔取芯,对桩芯进行抗压强度测 试,并观察桩芯的完整性、均匀性;对旋喷桩钻孔位置注水,检查渗透性;若抗压强度及渗透 性测试合格,采用水泥砂浆灌注封堵旋喷粧钻孔。
[0016] 在步骤2)中,逆作法包括如下步骤:在旋喷桩内部开挖第一节基坑,在第一节基坑 的内壁设置第一节护壁;按第一节基坑及第一节护壁的设置步骤,重复交替进行多节基坑 开挖及护壁设置;基坑开挖至设定位置后,对基坑底部进行封底。
[0017] 设置护壁包括如下步骤:在基坑内壁绑扎钢筋;在钢筋外侧设置定型模板;在钢筋 位置浇筑混泥土形成护壁。
[0018] 基坑底部依次铺设碎石底层、砼垫层及钢筋混凝土层进行封底。
[0019] 在步骤2)前,将新排水管延伸至旋喷桩及护壁的待设置位置;在步骤2)后,旋喷桩 及护壁上形成有供新排水管连通接驳井的贯穿孔。 _
[0020] 在步骤3)中,采用金刚石链条绕钢筋混凝土结构的切割面研磨切割,之后采用水 下筒锯钻孔机对金刚石链条切割后产生的盲区进行切割修整,形成与接驳井连通的接驳 □。
[0021] 在步骤4)中,在旧排水管封堵位置采用封堵砂袋或封堵气囊堆砌底层围堰,在底 层围堰下游采用封堵块砌筑底层封堵墙;按底层围堰及底层封堵墙的设置步骤,重复交替 进行多层围堰及封堵墙的设置,直至完成旧排水管的封堵。
[0022] 砌筑顶层封堵墙时,在顶层封堵墙预留导流孔;封堵墙凝固后,在导流孔位置安装 导流管,在导流管上安装减压阀。为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
[0023] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
[0024] 本发明在旧排水管位置设置新排水管,在新排水管的两端打设旋喷桩止水,打设 旋喷桩在防止河水进入接驳井内部的同时起到加固地基的作用,其使得操作人员可安全进 入接驳井内部,保证了水下接驳时接驳位置的密封性及安全性;采用逆作法在旋喷桩内部 开挖接驳井,接驳井为逆作结构,其刚度强度好,可承受大作用力,保证了接驳井在水下接 驳时的安全性及可靠性。本发明采用打设旋喷桩及逆作法开挖结构的方式为排水管提供了 密封、安全及可靠的水下接驳环境,为水下接驳施工提供了必要条件。
[0025] 本发明在水下破拆新排水管与旧排水管之间的钢筋混凝土结构,此时旧排水管与 新排水管连通。其使得旧排水管的污水可通过新排水管道导流排出,即旧排水管无需在无 水环境、无需额外导流截流即可与新排水管接驳,使得新旧排水管接驳在无法导流、汛期及 重要河涌等特殊环境的应用,其通用性强。
[0026] 本发明在待旧排水管大部分污水从新排水管排出后,水下封堵旧排水管的两端, 并拆除旧排水管。其可快速方便的拆卸旧排水管道,减少了导排水工程量及人员设备投入, 使得施工进度快,施工成本低,同时,避免了旧排水管大量抽排水对周边水环境的二次污 染;水下破拆、水下封堵使得新旧排水管无需停水接驳,保证了居民及企业的用水,避免了 对沿线企业及居民带来的经济损失。
附图说明
[0027] 在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0028] 图1是本发明排水管水下接驳施工方法的流程图。
[0029] 图2是本发明接驳井位置的结构示意图。
[0030] 图中各标号表示:
[0031] 1、新排水管;2、旋喷桩;3、接驳井;31、基坑;32、护壁;4、接驳口。
具体实施方式
[0032]下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明,但并不因此而限 制本发明的保护范围。
[0033]如图1所示,本实施例的排水管水下接驳施工方法,包括如下步骤:
[0034] 1)设置新排水管1,将新排水管1的两端延伸至旧排水管位置。使得新排水管1与旧 排水管方便接驳。
[0035] 2)在新排水管1的两端打设旋喷桩2,采用逆作法在旋喷桩2内部开挖接驳井3。打 设旋喷桩2在防止河水进入接驳井3内部的同时起到加固地基的作用,其使得操作人员可安 全进入接驳井3内部,保证了水下接驳时接驳位置的密封性及安全性;接驳井3为逆作结构, 其刚度强度好,可承受大作用力,保证了接驳井3在水下接驳时的安全性及可靠性。本发明 采用打设旋喷桩2及逆作法开挖结构的方式为排水管提供了密封、安全及可靠的水下接驳 环境,为水下接驳施工提供了必要条件。
[0036] 3)水下破拆新排水管1与旧排水管之间的钢筋混凝土结构,连通新排水管1与旧排 水管。其使得旧排水管的污水可通过新排水管1导流排出,即旧排水管无需在无水环境、无 需额外导流截流即可与新排水管1接驳,使得新旧排水管接驳在无法导流、汛期及重要河涌 等特殊环境的应用,其通用性强。
[0037] 4)待旧排水管大部分污水从新排水管1排出后,水下封堵旧排水管的两端,并拆除 旧排水管。其可快速方便的拆卸旧排水管,减少了导排水工程量及人员设备投入,使得施工 进度快,施工成本低,同时,避免了旧排水管大量抽排水对周边水环境的二次污染;水下破 拆、水下封堵使得新旧排水管无需停水接驳,保证了居民及企业的用水,避免了对沿线企业 及居民带来的经济损失。
[0038]本实施例中,在步骤1)中,新排水管1的埋深为5〜6米,设置顶管工作井,采用顶管 对新排水管1进行施工安装。其使得新排水管1安装操作方便。本实施例中,在新排水管1的 设置位置分布两座顶管工作井,在其他实施例中,可根据新排水管1的长度调整顶管工作井 的设置数量。
[0039] 本实施例中,在步骤2)中,旋喷桩2为高压旋喷桩,是以高压旋转的喷嘴将水泥浆 喷入土层与土体混合,形成连续搭接的水泥加固体。如图2所示,本实施例中,在新排水管1 位置打设三排旋喷桩2,以加强接驳井3在新排水管1位置的防水能力,保证了接驳井3的密 封性及操作人员的安全性。本实施例中,相邻旋喷桩2相互搭接,其进一步接驳井3的密封 性。
[0040] 本实施例中,旋喷桩2的桩长为5米,直径为500毫米,相邻旋喷粧2的搭接长度为 150毫米,在其他实施例中,可根据相邻旋喷桩2的搭接长度可根据旋喷粧2的直径进行调 整。
[0041] 本实施例中,在旋喷粧2成桩后,对旋喷粧2上、中、下不同位置钻孔取芯,对桩芯进 行抗压强度测试,并观察粧芯的完整性、均匀性;对旋喷桩2钻孔位置注水,检查渗透性;若 抗压强度及渗透性测试合格,采用水泥砂浆灌注封堵旋喷桩2钻孔。本实施例中,采用拉线 及量尺检验旋喷粧2中心位置偏差,若偏差在50毫米内,则符合要求;采用测斜仪或吊线检 验旋喷桩2钻孔的垂直度,若偏差在1.5H/100(H为旋喷桩2的粧长),则符合要求。
[0042] 本实施例中,在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管冒出 地面,通过对冒浆观察,冒浆量小于注浆量2〇 %为正常现象,超过20 %或完全不冒浆者,应 查明原因,并采取措施。若地层中有大空隙引起不冒浆,则可在浆液中掺加适量的速凝剂, 使浆液在一定范围内凝固,还可在空隙地段增大注浆量,填满空隙,再继续正常旋喷。冒浆 量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致,可采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴直径、力口 快提升和旋喷速度,以减小冒浆量。
[0043]本实施例中,在插管旋喷过程中,要注意防止喷嘴被堵,否则要拔管清洗,再重新 进行插管和旋喷。使用双喷嘴时,若一个喷嘴被堵,则用复喷方法继续施工。插管过程中,为 防止泥砂堵塞,可边射水边插管,水压力控制在IMPa,高压水喷嘴要用塑料布包裹,以免泥 土堵塞。本实施例中,钻杆的旋转和提升必须连续不中断,拆卸钻杆要保持钻杆有0.1米以 上搭接长度,以免旋喷固结体脱节。当采用水泥浆进行旋喷时,在浆液与土搅拌混合的凝固 过程中,由于浆液析水作用,一般均有不同程度收缩,造成固结时出现凹陷(凹陷通常在桩 顶0 • 3〜lm之间),深度随土质、浆液析出、固体直径等因素而异,当桩头凹陷量大对土加固 及防渗影响大,应采取静压注浆补强。旋喷桩2施工完成后,不能随意堆放重物,防止旋喷桩 2变形。
[0044]本实施例中,在步骤2)前,将新排水管1延伸至旋喷桩2及护壁32的待设置位置;在 步骤2)后,旋喷粧2及护壁32上形成有供新排水管1连通接驳井3的贯穿孔。其减少了新排水 官1水下破拆的工序,提局了水下接驳的工作效率。
[0045]本实施例中,在步骤2)中,逆作法包括如下步骤:在旋喷桩2内部开挖第一节基坑 31,在第一节基坑31的内壁设置第一节护壁32;按第一节基坑31及第一节护壁32的设置步 骤,从上而下重复交替进行多节基坑31开挖及护壁32设置;基坑31开挖至设定位置后,对基 坑31底部进行封底。驳井为逆作结构,其刚度强度好,可承受大作用力,保证了接驳井3在水 下接驳时的安全性及可靠性。
[0046]本实施例中,设置护壁32包括如下步骤:在基坑31内壁绑扎钢筋;在钢筋外侧设置 定型模板;在钢筋位置浇筑混泥土形成护壁32。其操作简单方便、护壁32成型效率高。
[0047] 本实施例中,基坑31底部依次铺设碎石底层、砼垫层及钢筋混凝土层进行封底。本 实施例中,钢筋混凝土层厚度为800毫米,砼垫层厚度为100毫米,碎石底层厚度为200毫米, 碎石大小30〜50毫米。
[0048] 本实施例中,在浇筑混泥土时,采取二次振捣,在第一次振捣后,暂停30〜40min, 在混凝土初凝前进行第二次振捣。本实施例中,混凝土浇筑及间歇的全部时间不得超过混 凝土的初凝时间,同节护壁32的混凝土连续浇注,并在底节护壁32的混凝土初凝之前将上 一节护壁32的混凝土浇注完毕。本实施例中,在下节的护壁32浇筑前,先对上节的护壁32表 面进行凿毛、冲净,并保持湿润。
[0049]本实施例中,基坑31开挖根据采用机械和人工配合挖土的方式,采用自卸余泥车 将挖土直接运输出场。当土质为回填土、砂层、粘土等土质时,土质松散,若为5米深内的基 坑31,则采用挖掘机直接对基坑31挖土,人工配合挖土修整周边土方,挖掘机(或吊机)直接 将土方装入自卸余泥车直接运输出场;若超过5米深的基坑31,则采用小型挖掘机直接对基 坑31挖土,长臂挖掘机(或吊机)直接将土方装入自卸余泥车直接运输出场。当土质为风化 岩时,土质坚硬,采用小型挖掘机直接对基坑31挖土,长臂挖掘机(或吊机)直接将土方装入 自卸余泥车直接运输出场。
[0050]本实施例中,基坑31开挖需均匀对称开挖,严禁超挖,基坑31开挖周边严禁堆载。 本实施例中,第一节基坑31达到强度后即可进行第二节基坑31的开挖施工,为防止整体开 挖时,第一节井体下滑的现象,采用先挖对称两条边的基坑31,保留另外两边的土体暂不破 坏,挖到设计深度后即可按第一节的施工方法完成另两边的砼浇筑,待砼达到设计强度后 再开挖剩余的两侧。本实施例中,混凝土浇完后要经常浇水保证表面潮湿,可采用盖麻袋或 塑料布防止水份蒸发。
[0051]本实施例中,在步骤3)中,采用金刚石链条绕钢筋混凝土结构的切割面研磨切割, 金刚石链条可实现高效率切割,其破拆效率高;之后采用水下筒锯钻孔机对金刚石链条切 割后产生的盲区进行切割修整,形成与接驳井3连通的接驳口 4,采用水下筒锯钻孔机可消 除切割施工盲区,同时保护需保留部分的混凝土结构不受破坏。采用金刚石链条与水下筒 锯钻孔机结合的方式既可以满足切割施工几何尺寸的需要,同时保障了保留部分的混凝土 基础结构不被破坏。其代替了传统的炮机破拆、抽芯钻、圆盘锯等混凝土破拆施工方法,解 决了接驳井3下水底空间不足、切割面不平整、混凝土厚度大、过度破拆影响管井结构安全 等问题,适用于大体积混凝土结构、不规则形构筑物切割、水下作业切割、狭窄施工空间、特 殊作业空间等特殊环境。
[0052]本实施例中,在切割位置安装混凝土套管。钢支架架设安装在预留混凝土套管内 并固定,选择合理位置用钢支架固定好切割设备,固定方式采用在混凝土实体上钻孔,用膨 胀螺栓紧锢设备底座的方式。安装好切割设备、潜水员上水后就可进行混凝土切割,其最大 限度减少人员在井下作业时间,极大提高了排水管接驳施工安全性。
[0053] 本实施例中,为保障施工过程中的安全,不破坏被切割建筑物的稳定性,整个切割 过程遵循由上至下,由左至右的顺序。切割工程施工完毕后,采用吊具、吊绳将切割块吊运 至指定地点。本实施例中,金刚石链条的链速设置应按照混凝土强度而定,一般为20-35m/ So
[0054]本实施例中,在步骤4)中,在旧排水管封堵位置采用封堵砂袋或封堵气囊堆砌底 层围堰,在底层围堰下游采用封堵块砌筑底层封堵墙;按底层围堰及底层封堵墙的设置步 骤,重复交替进行多层围堰及封堵墙的设置,直至完成旧排水管的封堵。本发明采用双重封 堵的方式可有效快速地对排水管截流,有效缩短了封堵时间,封堵效率高;同时,保证了位 于围堰下游的封堵墙砌筑的可靠性及安全性,提高了封堵质量、止水效果好,大大增大了排 水管在管径大、水流湍急的情况下的水下接驳施工的安全性及可靠性。
[0055]本实施例中,砌筑顶层封堵墙时,在顶层封堵墙预留导流孔,让旧排水管的水流通 过,导流孔孔径为20c〜30cm;封堵墙凝固后,在导流孔位置安装导流管,在导流管上安装减 压阀。本实施例中,当围堰堆砌至高于底层封堵块的预设高度100毫米时,砌筑封堵块。其防 止了水流对封堵块的直接冲击。
[0056] 本实施例中,封堵砂袋内靠近外侧设有卵石,卵石避免流水冲刷,增强了封堵砂袋 的抗水冲击能力。本实施例中,封堵砂袋的装袋容量的70%〜85%,封堵砂袋采用吊机下吊 至设定位置。为了增强砂袋抗水流冲刷能力,砂袋砌筑时应按“先远后近、先低后高、先下游 后上游”的原则进行砌筑。在砌筑过程中,须勤测水深流速。在砌筑完成后,应检查是否存在 漏点,如果有水流压力,需待墙体凝固后,用快速凝固材料进行堵漏。
[0057]虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况 下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲 突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文 中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1. 一种排水管水下接驳施工方法,其特征在于,包括如下步骤: 1) 设置新排水管,将新排水管的两端延伸至旧排水管位置; 2) 在新排水管的两端打设旋喷桩,采用逆作法在旋喷桩内部开挖接驳井; 3) 水下破拆新排水管与旧排水管之间的钢筋混凝土结构,连通新排水管与旧排水管; 4) 待旧排水管大部分污水从新排水管排出后,水下封堵旧排水管的两端,并拆除旧排 水管。
2. 根据权利要求1所述的排水管水下接驳施工方法,其特征在于,在步骤2)中,在旋喷 桩穿设新排水管及旧排水管的位置打设至少两排旋喷桩,相邻旋喷桩相互搭接。
3. 根据权利要求2所述的排水管水下接驳施工方法,其特征在于,在旋喷桩成桩后,对 旋喷桩上、中、下不同位置钻孔取芯,对桩芯进行抗压强度测试,并观察桩芯的完整性、均匀 性;对旋喷桩钻孔位置注水,检查渗透性;若抗压强度及渗透性测试合格,采用水泥砂浆灌 注封堵旋喷桩钻孔。
4. 根据权利要求1至3任意一项所述的排水管水下接驳施工方法,其特征在于,在步骤 2) 中,逆作法包括如下步骤:在旋喷桩内部开挖第一节基坑,在第一节基坑的内壁设置第一 节护壁;按第一节基坑及第一节护壁的设置步骤,重复交替进行多节基坑的开挖及护壁设 置;基坑开挖至设定位置后,对基坑底部进行封底。
5. 根据权利要求4所述的排水管水下接驳施工方法,其特征在于,设置护壁包括如下步 骤:在基坑内壁绑扎钢筋;在钢筋外侧设置定型模板;在钢筋位置浇筑混泥土形成护壁。
6. 根据权利要求5所述的排水管水下接驳施工方法,其特征在于,基坑底部依次铺设碎 石底层、砼垫层及钢筋混凝土层进行封底。
7. 根据权利要求4所述的排水管水下接驳施工方法,其特征在于,在步骤2)前,将新排 水管延伸至旋喷桩及护壁的待设置位置;在步骤2)后,旋喷桩及护壁上形成有供新排水管 连通接驳井的贯穿孔。
8. 根据权利要求1至3任意一项所述的排水管水下接驳施工方法,其特征在于,在步骤 3) 中,采用金刚石链条绕钢筋混凝土结构的切割面研磨切割,之后采用水下筒锯钻孔机对 金刚石链条切割后产生的盲区进行切割修整,形成与接驳井连通的接驳口。
9. 根据权利要求1至3任意一项所述的排水管水下接驳施工方法,其特征在于,在^骤 4) 中,在旧排水管封堵位置采用封堵砂袋或封堵气囊堆砌底层围堰,在底层围堰下游采用 封堵块砌筑底层封堵墙;按底层围堰及底层封堵墙的设置步骤,重复交替进行多层围堰及 封堵墙的设置,直至完成旧排水管的封堵。
10. 根据权利要求9所述的排水管水下接驳施工方法,其特征在于,砌筑顶层封堵墙时, 在顶层封堵墙预留导流孔;封堵墙凝固后,在导流孔位置安装导流管,在导流管上安装减压 阀。
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