CN109881764B - 现有道路地下排水管道加装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道施工技术领域，针对安装地下排水管道时会影响交通的问题，提供了一种现有道路地下排水管道加装方法，该技术方案如下：地下排水管道包括若干管道单元，现有道路地下排水管道加装方法包括以下步骤：S1开挖施工井；S2开挖施工通道；S3开挖地下施工室并支护；S4钻挖平直孔；S5平直孔预处理；S6铺设地下排水管道：将若干管道单元依次顶入平直孔中，管道单元顶入前先喷涂润滑的水泥浆液；S7注浆：注入润滑的水泥浆液以填满地下排水管道与平直孔之间的间隙。通过在道路一侧开挖施工井并在道路下方开挖出地下施工室，使得作业空间为地下空间，整个施工过程在地下完成，避免道路开挖，减少对交通的影响。

Description

现有道路地下排水管道加装方法

技术领域

本发明涉及管道施工技术领域，尤其是涉及一种现有道路地下排水管道加装方法。

背景技术

地下排水管道作为城市输水的主要线路，通过地下排水管道能提高城市排水速度，使得废水在地下流动，减少对空气的污染。

地下排水管道通常埋设在城市道路下方，部分城市道路修建时并未规划地下排水管网，而在城市人口日益增多，城市排水量逐日上升的情况下，增加排水管网的密度为大势所趋，但由于地下排水管道通常埋设于道路下方，欲对现有道路加装地下排水管道，需要开挖道路、挖掘管沟以安装地下排水管道，如此，则会严重影响交通，因此，还有改善空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种现有道路地下排水管道加装方法，具有对道路交通影响较少的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种现有道路地下排水管道加装方法，所述地下排水管道包括若干管道单元，所述现有道路地下排水管道加装方法包括以下步骤：

S1开挖施工井，具体如下：

根据管道总长进行分段施工，在一段施工长度的两端设置施工井，开挖施工井时，在道路一侧朝向下开挖，施工井深度大于地下排水管道的设计深度；

S2开挖施工通道，具体如下：

在施工井底部沿水平方向朝向道路中线开挖施工通道；

S3开挖地下施工室并支护，具体如下：

在施工通道中向四周开挖以形成地下施工室，并支护地下施工室的侧壁以及顶部；

S4钻挖平直孔，具体如下：

沿地下排水管道的铺设路径钻挖平直孔，所述平直孔的孔径大于地下排水管道外径，所述平直孔连通一段施工长度两端的地下施工室；

S5平直孔预处理，具体如下：

在平直孔内壁喷涂润滑的水泥浆液；

S6铺设地下排水管道，具体如下：

将若干管道单元依次顶入平直孔中，所述管道单元顶入前先喷涂润滑的水泥浆液；

S7注浆，具体如下：

注入润滑的水泥浆液以填满地下排水管道与平直孔之间的间隙。

通过采用上述技术方案，通过在道路一侧开挖施工井并在道路下方开挖出地下施工室，通过钻挖连通两个地下施工室的平直孔，并将管道单元依次顶入平直孔中，以完成地下排水管道的施工，使得作业空间为地下空间，整个施工过程在地下完成，避免道路开挖，减少对交通的影响；通过在平直孔内壁以及管道单元外壁喷涂润滑的水泥浆液，使得顶入管道单元时，通过润滑的水泥浆液降低管道单元与平直孔之间的摩擦力，使得管道单元顶入时，用于顶入管道单元的液压缸所需功率下降，节约能源，同时使得管道单元顶入过程中更为顺畅，顶入过程较为平静，减少对平直孔的冲击，进而减少产生振动导致影响道路甚至破坏道路结构强度的情况；通过注入润滑的水泥浆液填充地下排水管道与平直孔之间的间隙，以利用润滑的水泥浆液固化后形成的混凝土结构固定地下排水管道，使得地下排水管道更为稳定，并且通过润滑的水泥浆液固化后形成的混凝土结构补强道路下方的土基，进而支撑道路，减少因加装地下排水管道后导致道路坍塌的情况。

本发明进一步设置为：所述平直孔的直径比地下排水管道外直径大2-3cm。

通过采用上述技术方案，使得平直孔具有足够的空间覆盖润滑的水泥浆液，使得润滑的水泥浆液覆盖厚度得以保障，进而保证通过润滑的水泥浆液润滑平直孔内壁以降低地下排水管道与平直孔之间摩擦力的效果。

本发明进一步设置为：所述步骤S6中，封闭首个顶入的管道单元的其中之一端部后，将首个顶入的管道单元封闭的端部顶入平直孔中。

通过采用上述技术方案，使得首个顶入的管道单元在顶入平直孔中的过程中，管道单元中的润滑的水泥浆液不易进入管道单元中，减少润滑的水泥浆液对地下排水管道的污染。

本发明进一步设置为：所述管道单元为塑料管。

通过采用上述技术方案，通过采用塑料管，使得管道单元质量较轻，易于搬运，配合润滑的水泥浆液降低管道单元与平直孔之间的摩擦力，使得塑料管虽然相比混凝土管以及钢管而言，强度较低，但由于其顶入时所需作用力下降，使得顶入作业时对管道单元施加的作用力不会破坏塑料管，使得相对脆弱的塑料管亦可较好地适用于顶管作业。

本发明进一步设置为：所述管道单元一端凹陷有插槽，另一端凸起有插条，相邻管道单元通过插条插入插槽中插接配合以连接。

通过采用上述技术方案，通过插槽与插条插接配合以对相邻管道单元进行定位，进而使得相邻管道单元不易错位，进而使得顶入新的管道单元以推动已顶入平直孔内的管道单元前进的效果较佳。

本发明进一步设置为：所述步骤S7中，通过圆环状浇注模板封闭平直孔两端，浇注模板开有注浆口，通过0.8-1MPa的压力注入润滑的水泥浆液。

通过采用上述技术方案，通过0.8-1MPa的压力注入润滑的水泥浆液，使得润滑的水泥浆液因受压而更好的充满管道单元与平直孔之间的间隙，同时使得润滑的水泥浆液更好的朝向平直孔的孔壁渗透，使得润滑的水泥浆液固化后形成的混泥土结构范围更大，更好的补强道路下方的土基，以更好的保持道路的结构稳定。

本发明进一步设置为：所述步骤S7中，注入润滑的水泥浆液后，在地下排水管道内部对相邻管道单元连接处喷涂防水沥青涂层。

通过采用上述技术方案，通过喷涂防水沥青涂层，增加相邻管道单元连接处的防水性，减少从相邻管道单元连接处渗水的情况。

本发明进一步设置为：所述润滑的水泥浆液包括以下质量份数的组分：

水泥100份；

气相二氧化硅45-55份；

滑石粉25-28份；

丙二醇10-15份；

缓凝剂1-2份；

荷叶粉3-5份；

聚四氟乙烯粉末3-5份；

废旧轮胎橡胶粉末30-32份；

水35-40份。

通过采用上述技术方案，通过加入滑石粉、丙二醇以及聚四氟乙烯粉末，使得润滑的水泥浆液的流动性较佳，润滑的效果较好；通过加入气相二氧化硅使得润滑的水泥浆液具有较好的触变性，进而使得润滑的水泥浆液喷涂在平直孔内壁上后，在无较大外力作用下，可保持较好的稳定性，不易流动，使得润滑的水泥浆液能较为稳定地覆盖在平直孔内壁以及管道单元外壁上，以保证通过润滑的水泥浆液降低管道单元与平直孔之间的摩擦力的效果；在顶入管道单元时，摩擦力将打破气相二氧化硅的氢键，使得在产生摩擦力较大处的润滑的水泥浆液流动性增加，进而降低摩擦力，以实现降低管道单元顶入时的摩擦力的效果；通过加入荷叶粉以及聚四氟乙烯粉末，使得润滑的水泥浆液固化后形成的混泥土结构憎水性较佳，使得地下排水管道破裂或渗水时，亦可通过润滑的水泥浆液形成的混凝土结构防水，减少地下排水管道中的污水渗出道路的情况，进而减少对道路结构的侵蚀；同时，通过气相二氧化硅、滑石粉以及废旧轮胎橡胶粉末作为填料，有效提高润滑的水泥浆液形成的混凝土结构的结构强度，进而更好的补强道路下方的土基结构，同时通过废旧轮胎橡胶粉末提供一定的弹性，使得润滑的水泥浆液形成的混泥土结构具有一定的缓冲震动冲击的效果，减少道路上汽车行驶时产生的震动冲击影响润滑的水泥浆液形成的混凝土结构的稳定性的情况；通过加入缓凝剂，延缓润滑的水泥浆液的初凝时间，以使得润滑的水泥浆液润滑平直孔的效果保持时间较久，保证足够的时间供地下排水管道完全贯穿平直孔。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过在道路一侧开挖施工井并在道路下方开挖出地下施工室，使得作业空间为地下空间，整个施工过程在地下完成，避免道路开挖，减少对交通的影响；

2.通过在平直孔内壁以及管道单元外壁喷涂润滑的水泥浆液，降低管道单元与平直孔之间的摩擦力，顶入管道单元的液压缸所需功率下降，节约能源，同时使得管道单元顶入过程中减少对平直孔的冲击，进而减少产生振动导致影响道路甚至破坏道路结构强度的情况；

3.在顶入管道单元时，摩擦力将打破气相二氧化硅的氢键，使得在产生摩擦力较大处的润滑的水泥浆液流动性增加，进而降低摩擦力，以实现降低管道单元顶入时的摩擦力的效果；

4.通过加入缓凝剂，延缓润滑的水泥浆液的初凝时间，以使得润滑的水泥浆液润滑平直孔的效果保持时间较久，保证足够的时间供地下排水管道完全贯穿平直孔。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

以下实施例中，缓凝剂采用济南裕沅生物科技有限公司的葡萄糖酸钠。

实施例1

一种现有道路地下排水管道加装方法，地下排水管道包括若干管道单元，管道单元为PE塑料管；

现有道路地下排水管道加装方法包括以下步骤：

S1开挖施工井，具体如下：

根据管道总长进行分段施工，本实施例中，每段施工长度采用1km，从管道起始端开始测量，在道路一侧每1km处进行标记，在道路一侧的标记处向下开挖施工井，施工井深度大于地下排水管道设计深度，施工井底部高度比地下排水管道底部设计高度低1m，施工井侧壁通过锚钉贯穿钢板以将钢板钉在施工井侧壁上以加固施工井侧壁，在施工井侧壁固定连接爬梯以供作业人员进出施工井。

S2开挖施工通道，具体如下：

在施工井底部沿水平方向朝向道路中线的方向开挖施工通道，施工通道高3m、宽2m，施工通道延伸至越过地下排水管道设计安装位置。

S3开挖地下施工室并支护，具体如下：

在施工通道中向四周开挖以形成地下施工室，地下施工室沿道路方向的长度为10m，地下施工室高3m，地下施工室沿垂直于道路方向的宽度为5m，地下施工室与施工通道连通，通过锚钉贯穿钢板并分别钉在地下施工室侧壁以及顶壁，通过若干竖直放置的工字钢支撑地下施工室顶壁的钢板，通过若干倾斜放置的工字钢支撑地下施工室侧壁的钢板，以对地下施工室进行支护。

S4钻挖平直孔，具体如下：

通过钻孔设备沿着地下排水管道设计的延伸方向钻挖以形成平直孔，钻挖至相邻地下施工室通过平直孔连通；

平直孔的内直径比地下排水管道的外直径大2cm。

S5平直孔预处理，具体如下：

通过喷枪将润滑的水泥浆液喷涂在平直孔内壁上，润滑的水泥浆液的喷涂厚度为10mm±1mm，润滑的水泥浆液覆盖整个平直孔的内壁。

S6铺设地下排水管道，具体如下：

在地下施工室安装顶管用的液压缸，将管道单元依次顶入平直孔中，首个顶入的管道单元一端塞入橡皮塞以封闭，然后在首个顶入的管道单元外壁喷涂厚度为2mm的润滑的水泥浆液后，将首个管道单元顶入；

管道单元壁厚1cm，管道单元一端凹陷有插槽，另一端凸起有插条，插槽沿管道单元周向延伸并首尾连通，插槽沿管道单元轴向凹陷，插条沿管道单元周向延伸并首尾连接，插条沿管道单元轴向凸起；

首个管道单元通过橡皮塞封堵设有插条的端部，并将首个管道单元设有插条的端部顶入平直孔中，首个管道单元顶入深度达到该管道单元长度的三分之二时，暂停顶入，将另一管道单元通过端部的插条插入首个管道单元的插槽中以通过插接连接相邻管道单元，通过液压缸驱动未顶入平直孔的管道单元以继续顶入首个顶入的管道单元以及与首个顶入的管道单元连接的管道单元，重复插接、顶入作业，直至地下排水管道贯穿平直孔，每个管道单元顶入前，均先喷涂厚度为2mm的润滑的水泥浆液。

S7注浆，具体如下：

将两个圆环状的浇注模板分别从贯穿平直孔的地下排水管道两端套在地下排水管道上，将浇注模板贴合在地下施工室开有平直孔的侧壁上，通过密封硅胶封闭浇注模板与地下排水管道之间的间隙，通过锚钉贯穿浇注模板以将浇注模板固定在地下施工室的侧壁上，通过浇注模板封闭平直孔与地下排水管道之间的空间，两个浇注模板均开有浇注孔，从两个浇注模板的浇注孔注入润滑的水泥浆液以充满地下排水管道与平直孔之间的间隙，润滑的水泥浆液注入压力为0.8MPa；

润滑的水泥浆液终凝后，拆卸浇注模板，通过喷枪在地下排水管道内部对所有相邻管道单元连接处喷涂防水沥青涂层。

润滑的水泥浆液的制备方法包括以下步骤：

S01在搅拌釜中加入水泥100kg、丙二醇10kg、缓凝剂2kg、荷叶粉3kg、聚四氟乙烯粉末3kg以及水35kg，转速60r/min，搅拌5min；

S02在搅拌釜中加入气相二氧化硅45kg、滑石粉25kg、废旧轮胎橡胶粉末30kg，转速45r/min，搅拌5min，转速15r/min，持续搅拌至使用完毕。

实施例2

与实施例1的区别在于：

现有道路地下排水管道加装方法中的步骤S4与步骤S7，具体区别如下：

S4钻挖平直孔，具体如下：

通过钻孔设备沿着地下排水管道设计的延伸方向钻挖以形成平直孔，钻挖至相邻地下施工室通过平直孔连通；

平直孔的内直径比地下排水管道的设计外直径大3cm。

S7注浆，具体如下：

将两个圆环状的浇注模板分别从贯穿平直孔的地下排水管道两端套在地下排水管道上，将浇注模板贴合在地下施工室开有平直孔的侧壁上，通过密封硅胶封闭浇注模板与地下排水管道之间的间隙，通过锚钉贯穿浇注模板以将浇注模板固定在地下施工室的侧壁上，通过浇注模板封闭平直孔与地下排水管道之间的空间，两个浇注模板均开有浇注孔，从两个浇注模板的浇注孔注入润滑的水泥浆液以充满地下排水管道与平直孔之间的间隙，润滑的水泥浆液注入压力为1MPa。

实施例3

与实施例1的区别在于：

润滑的水泥浆液的制备方法包括以下步骤：

S01在搅拌釜中加入水泥100kg、丙二醇12kg、缓凝剂1.5kg、荷叶粉4kg、聚四氟乙烯粉末4kg以及水37kg，转速60r/min，搅拌5min；

S02在搅拌釜中加入气相二氧化硅50kg、滑石粉26kg、废旧轮胎橡胶粉末31kg，转速45r/min，搅拌5min，转速15r/min，持续搅拌至使用完毕。

实施例4

与实施例1的区别在于：

润滑的水泥浆液的制备方法包括以下步骤：

S01在搅拌釜中加入水泥100kg、丙二醇15kg、缓凝剂1kg、荷叶粉5kg、聚四氟乙烯粉末5kg以及水40kg，转速60r/min，搅拌5min；

S02在搅拌釜中加入气相二氧化硅55kg、滑石粉28kg、废旧轮胎橡胶粉末32kg，转速45r/min，搅拌5min，转速15r/min，持续搅拌至使用完毕。

比较例1

与实施例3的区别在于：

润滑的水泥浆液的制备方法包括以下步骤：

S01在搅拌釜中加入水泥100kg、缓凝剂1.5kg、荷叶粉4kg、聚四氟乙烯粉末4kg以及水37kg，转速60r/min，搅拌5min；

S02在搅拌釜中加入气相二氧化硅50kg、滑石粉26kg、废旧轮胎橡胶粉末31kg，转速45r/min，搅拌5min，转速15r/min，持续搅拌至使用完毕。

比较例2

与实施例3的区别在于：

润滑的水泥浆液的制备方法包括以下步骤：

S01在搅拌釜中加入水泥100kg、缓凝剂1.5kg、荷叶粉4kg、聚四氟乙烯粉末4kg以及水37kg，转速60r/min，搅拌5min；

S02在搅拌釜中加入气相二氧化硅50kg、废旧轮胎橡胶粉末31kg，转速45r/min，搅拌5min，转速15r/min，持续搅拌至使用完毕。

比较例3

与实施例3的区别在于：

润滑的水泥浆液的制备方法包括以下步骤：

S01在搅拌釜中加入水泥100kg、丙二醇12kg、缓凝剂1.5kg、聚四氟乙烯粉末4kg以及水37kg，转速60r/min，搅拌5min；

S02在搅拌釜中加入气相二氧化硅50kg、滑石粉26kg、废旧轮胎橡胶粉末31kg，转速45r/min，搅拌5min，转速15r/min，持续搅拌至使用完毕。

比较例4

与实施例3的区别在于：

润滑的水泥浆液的制备方法包括以下步骤：

S01在搅拌釜中加入水泥100kg、丙二醇12kg、缓凝剂1.5kg、以及水37kg，转速60r/min，搅拌5min；

S02在搅拌釜中加入气相二氧化硅50kg、滑石粉26kg、废旧轮胎橡胶粉末31kg，转速45r/min，搅拌5min，转速15r/min，持续搅拌至使用完毕。

比较例5

与实施例1的区别在于：

润滑的水泥浆液的制备方法包括以下步骤：

S01在搅拌釜中加入水泥100kg、丙二醇12kg、缓凝剂1.5kg、荷叶粉4kg、聚四氟乙烯粉末4kg以及水37kg，转速60r/min，搅拌5min；

S02在搅拌釜中加入滑石粉26kg、废旧轮胎橡胶粉末31kg，转速45r/min，搅拌5min，转速15r/min，持续搅拌至使用完毕。

比较例6

与实施例1的区别在于：

现有道路地下排水管道加装方法取消步骤S5平直孔预处理。

实验1

取长、宽、高均为2m的密实土方作为道路试样以模拟各实施例以及比较例中的道路，钻挖道路试样以形成平直孔，平直孔的孔径为500mm，取外径为470mm的PE塑料管，PE塑料管壁厚10mm，将PE塑料管插入平直孔中，将PE塑料管完全贯穿道路试样后，通过液压缸继续推进PE塑料管，测量PE塑料管插入速度恒速1m/min时，液压缸需施加的压力。

若干道路试样中的平直孔分别通过喷涂实施例1-4以及比较例1-5的润滑的水泥浆液进行预处理，并且其中之一道路试样根据比较例6现有道路地下排水管道加装方法不对平直孔进行预处理。

实验2

根据GBT50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试实施例1-4以及比较例1-5的润滑的水泥浆液的坍落度。

实验3

根据GB/T10299-2011《绝热材料憎水性试验方法》检测实施例1-4以及比较例1-5的润滑的水泥浆液固化后形成的混泥土结构的憎水率(％)。

具体实验数据见表1

表1

根据表1可得，加入滑石粉、丙二醇、聚四氟乙烯粉末能有效提高润滑的水泥浆液的流动性，使得润滑的水泥浆液润滑平直孔的效果较佳。

加入荷叶粉、聚四氟乙烯粉末能有效提高润滑的水泥浆液形成的混凝土结构的憎水率，使得润滑的水泥浆液形成的混凝土结构的防水效果较佳。

加入气相二氧化硅能使得润滑的水泥浆液具有较好的触变性，在无较大外力的影响下，润滑的水泥浆液的能较为稳定的维持状态，坍落度较小。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种现有道路地下排水管道加装方法，所述地下排水管道包括若干管道单元，其特征是：所述现有道路地下排水管道加装方法包括以下步骤：

S1开挖施工井，具体如下：

根据管道总长进行分段施工，在一段施工长度的两端设置施工井，开挖施工井时，在道路一侧朝向下开挖，施工井深度大于地下排水管道的设计深度；

S2开挖施工通道，具体如下：

在施工井底部沿水平方向朝向道路中线开挖施工通道；

S3开挖地下施工室并支护，具体如下：

在施工通道中向四周开挖以形成地下施工室，并支护地下施工室的侧壁以及顶部；

S4钻挖平直孔，具体如下：

沿地下排水管道的铺设路径钻挖平直孔，所述平直孔的孔径大于地下排水管道外径，所述平直孔连通一段施工长度两端的地下施工室；

S5平直孔预处理，具体如下：

在平直孔内壁喷涂润滑的水泥浆液；

S6铺设地下排水管道，具体如下：

将若干管道单元依次顶入平直孔中，所述管道单元顶入前先喷涂润滑的水泥浆液；

S7注浆，具体如下：

注入润滑的水泥浆液以填满地下排水管道与平直孔之间的间隙，

所述润滑的水泥浆液包括以下质量份数的组分：

水泥100份；

气相二氧化硅45-55份；

滑石粉25-28份；

丙二醇10-15份；

缓凝剂1-2份；

荷叶粉3-5份；

聚四氟乙烯粉末3-5份；

废旧轮胎橡胶粉末30-32份；

水35-40份。

2.根据权利要求1所述的现有道路地下排水管道加装方法，其特征是：所述平直孔的直径比地下排水管道外直径大2-3cm。

3.根据权利要求1所述的现有道路地下排水管道加装方法，其特征是：所述步骤S6中，封闭首个顶入的管道单元的其中之一端部后，将首个顶入的管道单元封闭的端部顶入平直孔中。

4.根据权利要求1所述的现有道路地下排水管道加装方法，其特征是：所述管道单元为塑料管。

5.根据权利要求4所述的现有道路地下排水管道加装方法，其特征是：所述管道单元一端凹陷有插槽，另一端凸起有插条，相邻管道单元通过插条插入插槽中插接配合以连接。

6.根据权利要求1所述的现有道路地下排水管道加装方法，其特征是：所述步骤S7中，通过圆环状浇注模板封闭平直孔两端，浇注模板开有注浆口，通过0.8-1MPa的压力注入润滑的水泥浆液。

7.根据权利要求6所述的现有道路地下排水管道加装方法，其特征是：所述步骤S7中，注入润滑的水泥浆液后，在地下排水管道内部对相邻管道单元连接处喷涂防水沥青涂层。