CN110965487B - 一种下穿通道大流量倒吸虹污水管及包封处理施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下穿通道大流量倒吸虹污水管，包括下穿通道、砼挡墙、钢横梁和集水坑，所述下穿通道的内部底端设有污水管，下穿通道的两侧设有防撞墙，防撞墙的侧面砌筑有砼挡墙，两个所述砼挡墙的表面固定安装有钢管支墩，钢管支墩的顶端固定安装有钢横梁，钢横梁的表面设有第一钢管和第二钢管，且第一钢管和第二钢管通过钢拉结固定安装在钢横梁的表面，所述第一钢管的一端插入在第一污水井的内部，且第一污水井设在砼挡墙的一侧。本发明和传统的污水管换管防渗阻渗技术相比，本发明能在保证倒吸虹大流量污水排流畅通的情况下更换污水管，不影响正常的市政污水排流，避免不必要的居民生活和市政建设施工的沟通矛盾。

Description

一种下穿通道大流量倒吸虹污水管及包封处理施工方法

技术领域

本发明涉及管道技术领域，具体为一种下穿通道大流量倒吸虹污水管。

背景技术

现有技术为采用土方堆填形成围堰，将涵管接口的污水引出到适合排放位置，如果污水管水流量大，则采用多台抽水机配合抽水，避免大面积积水，影响现场施工。

该技术存在的不足：对于倒吸虹大量污水管爆管处理，由于倒吸虹作用，水流量是巨大的，采用围堰引流的方法，不能完全将水引入指定位置，就算采用抽水机配合也未必能完全处理，产生积水必定影响现场施工，和造成施工机械设备损坏。

最近几年我国基建发展迅速，有许多市政配套设施新建及老旧的市政配套改造，在地下涵管施工中经常会碰到涵管爆裂或者更换老旧倒吸虹涵管的问题。采用传统的围堰或者引流的方法不能保证在不影响现场工作场地的情况下，顺利引流。并且在更换老旧涵管时，必定会影响到周边生活居民的生活，造成不必要的市政建筑施工与周边居民的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种下穿通道大流量倒吸虹污水管，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种下穿通道大流量倒吸虹污水管，包括下穿通道、砼挡墙、钢横梁和集水坑，所述下穿通道的内部底端设有污水管，下穿通道的两侧设有防撞墙，防撞墙的侧面砌筑有砼挡墙，两个所述砼挡墙的表面固定安装有钢管支墩，钢管支墩的顶端固定安装有钢横梁，钢横梁的表面设有第一钢管和第二钢管，且第一钢管和第二钢管通过钢拉结固定安装在钢横梁的表面，所述第一钢管的一端插入在第一污水井的内部，且第一污水井设在砼挡墙的一侧，所述第一钢管的另一端插入在第二污水井的内部，且第二污水井设在砼挡墙的另一侧。

优选的，所述第二钢管的一端插入在第一污水井的内部，第二钢管的另一端插入在集水坑的内部。

优选的，所述集水坑采用钢材料制成，且尺寸为3M*4M*2M。

优选的，所述第一钢管和第二钢管的一端连接安装有泥浆泵，且两个泥浆泵放置在第一污水井的内部。

优选的，所述钢拉结和钢横梁均采用工字形结构设计，且钢拉结设有六个，六个钢拉结呈均匀等距分布。

本发明还提供了一种下穿通道大流量倒吸虹污水管的包封处理施工方法，包括以下步骤：

步骤S1：施工准备，以及将抽水管网布置抽水；

步骤S2：通过水下砌砖封堵污水井的涵管口；

步骤S3：开挖污水管道土方，以及拆除原污水涵管管道；

步骤S4：安装更换新涵管管道，以及混凝土管道的包封和密闭检验；

步骤S5：增加管道两端设置高压旋喷桩稳定管壁；

步骤S6：关闭抽水管网，并检查新建涵管排水。

优选的，所述步骤S1中，按照抽水管网布置，在需更换的涵管上游端处应开挖集水坑，以及对集水坑周边设置止水钢板，且在安装止水钢板之前，对泥浆泵安装的位置及抽水管道的走向进行调试。

优选的，所述步骤S4中，在沟槽开挖前，在沟槽一侧设置二个集水坑，抽排沟槽内渗水。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置泥浆泵，使第一钢管和第二钢管可以进行传输污水，达到了主动抽取污水并利用第一钢管和第二钢管进行传输送至第一污水井和第二污水井内的效果。

2、本发明通过第一钢管和第二钢管的配合，使泥浆泵需要抽取传输的污水可以通过该钢管进行传输，达到了抽取污水并通过第一钢管和第二钢管进行传输的效果。

3、本发明能在保证污水排流畅通的情况下更换污水管，不影响市政污水排流，避免不必要的居民生活和市政建设施工的沟通矛盾，以及通过安装临时专用大流量抽水管网，保证污水排流畅通，避免大面积积水导致换管工作无法进行。同时在新更换管壁两侧增加高压旋喷桩，作用为保护涵管的侧壁，避免压力过大而导致涵管损坏，保证倒吸虹涵管在通车后的安全可靠使用，延长使用年限。本发明的方法安全稳定有效，增加高压旋喷桩稳定周边土质，加厚管涵上层混凝土，保护了涵管，减小了对环境地质影响，利于环保。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为本发明的正视剖开结构示意图。

图中：1、下穿通道；2、防撞墙；3、污水管；4、第一污水井；5、砼挡墙；6、钢管支墩；7、钢横梁；8、钢拉结；9、第一钢管；10、第二污水井；11、集水坑；12、第二钢管；13、泥浆泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图2，本发明提供的一种实施例：一种下穿通道大流量倒吸虹污水管，包括下穿通道1、砼挡墙5、钢横梁7和集水坑11，下穿通道1的内部底端设有污水管3，下穿通道1的两侧设有防撞墙2，防撞墙2的侧面砌筑有砼挡墙5，两个砼挡墙5的表面固定安装有钢管支墩6，钢管支墩6的顶端固定安装有钢横梁7，钢横梁7的表面设有第一钢管9和第二钢管12，通过第一钢管9和第二钢管12的配合，使泥浆泵13需要抽取传输的污水可以通过该钢管进行传输，达到了抽取污水并通过第一钢管9和第二钢管12进行传输的效果，且第一钢管9和第二钢管12通过钢拉结8固定安装在钢横梁7的表面，钢拉结8和钢横梁7均采用工字形结构设计，且钢拉结8设有六个，六个钢拉结8呈均匀等距分布。

第一钢管9的一端插入在第一污水井4的内部，且第一污水井4设在砼挡墙5的一侧，第一钢管9的另一端插入在第二污水井10的内部，且第二污水井10设在砼挡墙5的另一侧，第二钢管12的一端插入在第一污水井4的内部，第二钢管12的另一端插入在集水坑11的内部，集水坑11采用钢材料制成，且尺寸为3M*4M*2M，第一钢管9和第二钢管12的一端连接安装有泥浆泵13，且两个泥浆泵13放置在第一污水井4的内部，泥浆泵13采用DN350型号，该型号泥浆泵13每台功率为50KW，每小时的排水量约为1100m，适用于本发明，通过设置泥浆泵13，使第一钢管9和第二钢管12可以进行传输污水，达到了主动抽取污水并利用第一钢管9和第二钢管12进行传输送至第一污水井4和第二污水井10内的效果。

工作原理：本发明在使用前建筑工人需要对其进行安装，首先在下穿通道1上架设三道共六根双拼56b工字钢横梁7，作为第一钢管9和第二钢管12的支撑架，端部每侧设置三根ф800钢管支墩6，内浇筑C25砼，作为工字钢横梁7支撑。工字钢横梁7上部设置六道32b工字钢拉结8连成整体，端部设置32b工字钢斜撑。顶部DN400钢制第一钢管9共和第二钢管12设置二根，为防止回水压力过大，一根排至下游第二污水井10内，另一根排至第一污水井4内，安装完成后对泥浆泵13外接电源即可正常使用。

在本发明中还提供了一种下穿通道大流量倒吸虹污水管的包封处理施工方法，包括以下步骤：步骤S1：施工准备，以及将抽水管网布置抽水，其中包括按照抽水管网布置，在需更换的涵管上游端处应开挖集水坑，以及对集水坑周边设置止水钢板，且在安装止水钢板之前，对泥浆泵安装的位置及抽水管道的走向进行调试；步骤S2：通过水下砌砖封堵污水井的涵管口；步骤S3：开挖污水管道土方，以及拆除原污水涵管管道；步骤S4：安装更换新涵管管道，以及混凝土管道的包封和密闭检验，其中包括在沟槽开挖前，在沟槽一侧设置二个集水坑，抽排沟槽内渗水；步骤S5：增加管道两端设置高压旋喷桩稳定管壁；步骤S6：关闭抽水管网，并检查新建涵管排水。

以下提供本发明的一具体的实施方式

参照图1、图2所示，一种下穿通道大流量倒吸虹污水管的包封处理施工方法；大流量倒吸虹污水管换管及包封处理施工工艺流程

施工准备→抽水管网布置抽水→潜水员水下砌砖封堵污水井的涵管口→开挖污水管道土方→拆除原污水涵管管道→安装更换新涵管管道→混凝土管道的包封和密闭检验→增加管道两端设置高压旋喷桩稳定管壁→关闭抽水管网→检查新建涵管排水；

施工准备

针对每个项目重点难点进行专项的管网设计，联系管道安装单位准备采购材料，采购材料数量及型号依据项目自身特点情况确定，以本公司的桂林市机场路香江饭店路口立交新建工程项目为例，本项目采购包括3台DN350的泥浆泵(二用一备)，用于封堵污水井后抽排污水至下游。2台DN200水泵，用于在集水坑内抽排管内漏水。一台发电机备用，DN350水管10米，DN200水管40米，DN400×12无缝钢管120米，DN1500钢筋砼管16米，56b工字钢68米，32b工字钢29.6米用于做抽水管网的支撑体系。PC120挖掘机两台，汽车吊一台，3cm厚钢箱二个(3米宽×4米长×2米高)，用于抽水至下游防止冲水直接冲刷原有井壁缓冲用。止水胶条若干等。本发明所涉及到的材料规格数量，仅为工程应用时的经验值或常用值，即参考建议值。

抽水管网布置抽水

按照抽水管网布置，在需更换的涵管上游端处应开挖集水坑，考虑到有些项目周边地质特殊，坑底周边会有地下水侵入集水坑，所以需对集水坑周边设置止水钢板，且在安装止水钢板之前，要对泥浆泵安装的位置及抽水管道的走向进行调试。这样做的目的是为了便于止水钢板的安装及优化抽水管道的安装位置。同理，以本公司桂林香江立交项目为例：北侧污水井内安装三台DN350的泥浆泵抽水，每台功率为50KW，每小时的排水量约为1100m³，二台水泵每小时抽水量为2200m³。按照本项目现有污水管道倒吸虹的流速换算，已满足正常排水使用要求。由于污水需抽排至下游，抽水管道要跨越下穿通道，抽水管网需经过公司技术部门的设计，本项目设计采用在下穿通道架设3道共6根双拼56b工.字钢，作为排水管支撑架，端部每侧设置三根ф800钢桩，内浇筑C25砼，作为工字钢支撑。工字钢上部设置6道32b工字钢连成整体，端部设置32b工字钢斜撑。顶部DN400钢制抽水管共设置二根，为防止回水压力过大，一根排至下游WJ7，一根排至WJ8。

潜水员水下砌砖封堵污水井的涵管口

采用水下砌砖的方法，封堵需更换涵管的污水管口，防止污水流入需更换的管道内。

开挖污水管道土方

当潜水员封堵好涵管两端后，将下穿通道包括渗漏暗埋涵管内的水抽干后，即可开挖原有管道土方，在开挖土方前在污水管道侧边三米处居中设置一个1.5米长×1.5米宽×1米深的集水坑，并挖好排水沟。集水坑安装一台DN200口径的抽水机准备将原有管道的漏水排出。要注意观察原有管道是否还有污水渗出及渗水量的大小。当排水速度大于漏水速度才能够正式开挖。当排水速度小于漏水速度时，则需要对以前封堵的污水井管道口用砂袋进行二次封堵加固，直至能够保证排水才能够开挖。土方开挖采用一台PC120反铲式挖掘机进行开挖。在距离重力式挡墙水平距离1米处沿涵管流水方向进行开挖。剩余的1米土方采用人工挖除的方式进行，以免对重力式挡墙的底部土体产生影响。土方开挖分两阶段进行，首先按1：0.5的放坡系数自然放坡，开挖至原有管道顶部，当原有管道渗水量小于每分钟2立方米时，可以将原有管道挖除，并仍然按1∶0.5的放坡系数挖至之前施工管涵的垫层面。若排水量大于每分钟2立方米时，则需要加强封堵。在开挖的过程中，要安排专人观测重力式挡墙的位移。并在水平距离开挖的管沟6米处设置一道挡水坝，防止管道破除过程中突然涌出大量污水，对开挖管道东侧工作面的机具设备造成损失。挡水坝采用现场开挖出的较密实的土质，坝顶高程超过上游污水管水位线1米，剖面下口宽5米，上口宽1米。

安装更换新涵管管道

在沟槽开挖前，在沟槽东侧设置二个集水坑，抽排沟槽内渗水，确保沟槽内不积水。管道基础按原有管道基础整平。铺管前应复核高程，测定管节中心线，管道位置，放设垫板标高。排管顺序自下游排向上游，承口向上游方向.插口向下游方向，井与管道接口处采用半节短管。管子在铺设前，先将管节的承口内表和插口的外表用钢丝刷把油污杂物清除干净，按管径规格选用相应的橡胶密封圈，并套入插口槽内，要求做到四周均匀、平顺、无扭曲，在橡胶圈表面和前节管子的内表涂抹“851”防水涂料，以防渗水。下管时，吊点应设在管子的重心处，用拦腰起吊的方式起吊，或采用专用吊具。禁止采取钢索穿管吊管的方法，在吊运管时，要防止管节接口受损。铺管时，将管节平稳吊下，平移到排管的接口处，调整管节的标高和轴线，然后用紧管设备将管子的插口慢慢插人承口，在承插管子的过程中，管节仍需悬吊着，以降低紧管时的拉力，管节拉紧后，调整管子的轴线和标高，然后用管枕击实。管节插入时，应注意橡胶圈不出现扭曲、脱槽等现象。

混凝土管道的包封和密闭检验

为防止新管道安装完成后接头破坏渗漏，以及下穿通道路基开挖施工时的管道安全，所以需在管道设置360度钢筋砼包封。钢筋混凝土包封分三步完成，先包封两端的管，再封堵中间管。封堵完成24小时后，由专业潜水员打开北侧和南侧污水井内的封堵砖墙，让管道内注满水，观测12小时，检验管道的密封性。如果重力式挡墙与管道连接处还有渗漏，则采用压力注浆的方式对渗漏部位进行封堵，然后再检验。包封采用C40钢筋混凝土。

增加管道两端设置高压旋喷桩稳定管壁

待两根管道处理完成后，在东侧施工高压旋喷桩4排，西侧3排，桩长7m，间距40cm，作用为保护管侧壁压力过大不致损坏，保证市政工程的倒吸虹双管在通车后的安全可靠使用；关闭抽水管网，检查排水，关闭抽水管网，检查在未有抽水的情况下，大流量的倒吸虹污水排放是否畅通，若48小时畅通有效，未有渗漏，则证明渗水已经处理完成。

本发明的方法和原有的传统的污水管换管防渗阻渗技术相比，能在保证倒吸虹大流量污水排流畅通的情况下更换污水管，不影响正常的市政污水排流，避免不必要的居民生活和市政建设施工的沟通矛盾。安装临时专用大流量抽水管网，保证污水排流畅通，避免大面积积水导致换管工作无法进行。在管壁两侧增加高压旋喷桩，作用为保护涵管的侧壁，避免压力过大而导致涵管损坏，保证倒吸虹双涵管在通车后的安全可靠使用，延长使用年限。而且安全稳定有效，增加高压旋喷桩稳定周边土质，加厚管涵上层混凝土，保护了涵管，减小了对环境地质影响，利于环保。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种下穿通道大流量倒吸虹污水管，包括下穿通道(1)、砼挡墙(5)、钢横梁(7)和集水坑(11)，其特征在于：所述下穿通道(1)的内部底端设有污水管(3)，下穿通道(1)的两侧设有防撞墙(2)，防撞墙(2)的侧面砌筑有砼挡墙(5)，两个所述砼挡墙(5)的表面固定安装有钢管支墩(6)，钢管支墩(6)的顶端固定安装有钢横梁(7)，钢横梁(7)的表面设有第一钢管(9)和第二钢管(12)，且第一钢管(9)和第二钢管(12)通过钢拉结(8)固定安装在钢横梁(7)的表面，所述第一钢管(9)的一端插入在第一污水井(4)的内部，且第一污水井(4)设在砼挡墙(5)的一侧，所述第一钢管(9)的另一端插入在第二污水井(10)的内部，且第二污水井(10)设在砼挡墙(5)的另一侧；所述第二钢管(12)的一端插入在第一污水井(4)的内部，第二钢管(12)的另一端插入在集水坑(11)的内部；所述集水坑(11)采用钢材料制成，且尺寸为3M*4M*2M。

2.根据权利要求1所述的一种下穿通道大流量倒吸虹污水管，其特征在于：所述第一钢管(9)和第二钢管(12)的一端连接安装有泥浆泵(13)，且两个泥浆泵(13)放置在第一污水井(4)的内部。

3.根据权利要求1所述的一种下穿通道大流量倒吸虹污水管，其特征在于：所述钢拉结(8)和钢横梁(7)均采用工字形结构设计，且钢拉结(8)设有六个，六个钢拉结(8)呈均匀等距分布。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的下穿通道大流量倒吸虹污水管的包封处理施工方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

步骤S1:施工准备，以及将抽水管网布置抽水；

步骤S2:通过水下砌砖封堵污水井的涵管口；

步骤S3:开挖污水管道土方，以及拆除原污水涵管管道；

步骤S4:安装更换新涵管管道，以及混凝土管道的包封和密闭检验；

步骤S5:增加管道两端设置高压旋喷桩稳定管壁；

步骤S6:关闭抽水管网，并检查新建涵管排水。

5.根据权利要求4所述的包封处理施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，按照抽水管网布置，在需更换的涵管上游端处应开挖集水坑，以及对集水坑周边设置止水钢板，且在安装止水钢板之前，对泥浆泵安装的位置及抽水管道的走向进行调试。