CN113756831A - 主管道与套管之间吹砂填筑的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主管道与套管之间吹砂填筑的施工方法，涉及市政管道套管内填筑技术领域。本发明在吹砂时使用污泥泵，将砂水混合物吹入管中，避免施工现场扬尘，保护周围空气质量。不仅能满足管道内吹砂回填密实度要求，而且有效降低吹砂管堵塞风险、减少施工投入，同时部分管件在施工中可多次重复利用，充分体现节能环保的施工理念。
Description
技术领域
本发明涉及市政管道套管与主管道间填筑技术领域，尤其涉及一种主管道与套管之间吹砂填筑的施工方法。
背景技术
在市政管道工程规划或施工过程中，管道不可避免要穿越公路、铁路、河道、海洋以及已有建筑物、构筑物，市政管道不开挖施工方法多采用顶管施工、定向钻施工、浅埋暗挖法施工、盾构法施工等施工方法。为了保证新建市政管道自身工程质量，同时保证既有建筑、线路等构筑物安全，施工多采用保护套管内穿主管道，为了固定主管道在套管中的位置，需要在两管之间进行吹满砂填充。通常施工方法是在套管端头设置空压机，采用高压气体将砂吹入套管内，传统的施工方法存在费时、费力、破坏空气质量等多种弊端，特别是近几年环境保护作为绿色施工的一部分，已经在市政工程建设中逐渐被人们所重视。随着市政管道工程日渐增多，在管道吹砂工程中，寻找有效降低空气污染，减少施工成本，保证施工质量的施工方法一直作为行业的热门话题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种主管道与套管之间吹砂填筑的施工方法，主要用于市政管道不开槽施工较长、所穿越的地上构筑物沉降要求严格、施工地点环保要求高、施工场地受限、工期紧等情况，解决传统作业带来的弊端，使作业工序更简洁合理，效率更高，达到安全、经济、环保、缩短工期的目的。
为实现此技术目的，本发明采用如下方案：主管道与套管之间吹砂填筑的施工方法，按如下步骤进行：
S1、在施工现场建立搅拌砂水混合物的吹砂池，池内设置有污泥泵，污泥泵与吹砂管一端连接；
S2、在市政管道安装位置布设水平套管，套管内上部敷设多根长度不同的吹砂管，敷设好吹砂管后将主管道插入套管中；主管道和套管间套层的下部固定有多个平行于截面的第一封堵板，第一封堵板将套层分为多段；
S3、将细沙与水放入吹砂池中搅拌均匀，制成砂水混合物；
S4、利用污泥泵和吹砂管将砂水混合物输送至套层，砂沉淀留在套层中，水由出水口经沉淀池回流至清水池，清水池中的水通过加压水泵和高压水枪回送至吹砂池用于制作砂水混合物；
吹砂过程分阶段进行：第一阶段从主吹砂管向前端第一段套层内注砂，注砂过程中随时观察出水口的出水情况，直至流出的物质为带砂水混合物液，在第一段套层的第一封堵板上焊接固定第二封堵板，进行第二次封堵；之后进行第二阶段吹砂，直到出水口流出的物质为带砂水混合物液，在前述第二封堵板上固定第三封堵板进行第三次封堵；重复进行吹砂和封堵，直到前端第一段套层内注满砂，进行前端第一段套层的最后一次封堵；
第二段套层及剩余的多段套层的吹砂填筑方法重复前述第一段套层的吹砂、封堵过程，最终完成整个套层的填筑作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供的方法在吹砂时使用污泥泵，将砂水混合物吹入管中，避免施工现场扬尘，保护周围空气质量；相比于压缩空气吹砂方法，本发明提供的方法具有工序紧凑、节省时间、效率更高、保护环境、经济及社会效益更显的优势。
本发明的优选方案为：
砂采用中砂或细砂，初始砂水混合物质量浓度为35~45%，保证砂在水中悬浮。
吹砂每隔一段时间调整砂与水的比例，套层中出现砂堆积现象时，则减少砂用量，增加水量；套层中砂堆积严重时，用清水灌注将堆积砂冲刷平整。
附图说明
图1为本发明实施例提供的主管道与套管间套层的吹砂填筑系统的主视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的主管道与套管间套层的吹砂填筑系统的平面图；
图3为本发明实施例提供的主管道与套管间套层的截面图；
图4为本发明实施例提供的吹砂管的侧视结构图；
图中标记为：1、吹砂池；2、污泥泵；3、吹砂管；31、第一吹砂管；32、第二吹砂管；33、第三吹砂管；4、沉淀池；5、沉井；6、清水池；7、水泵；8、高压水枪；9、套管；10、主管道；11、第一封堵板；12、第二封堵板；13、第三封堵板。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。
如图1和图2所示，主管道与套管间套层的吹砂填筑系统，由吹砂池1、吹砂管3、沉淀池4、清水池6和高压水枪8等组成，吹砂池1设置在地面上，吹砂池1内设置有污泥泵2，污泥泵2与吹砂管3一端连接，吹砂管3另一端插装在主管道10与套管9之间的套层中。市政管道为水平敷设在底下的双层管结构，套管9位于外侧，主管道10套装在套管9内，主管道10和套管9直线形成套层，套层中充填满砂。
沉井5的底部设置有沉淀池4，沉淀池4通过管道与清水池6连接，清水池6设置有高压水泵7，高压水泵7通过管道连接高压水枪8，高压水枪8对准吹砂池1，用于向吹砂池1中注水，并辅以搅拌作用。主管道10与套管9位于沉淀池4上方与沉井5相通。吹砂管3在沉井5中通过卡环固定，在套管9中通过横梁焊接固定。
本发明提供的一种主管道与套管之间吹砂填筑的施工方法，按如下步骤进行：
S1、在施工现场建立搅拌砂水混合物的吹砂池1，池内设置有污泥泵2，污泥泵2与吹砂管3一端连接。
S2、在市政管道安装位置布设水平套管9，套管9内上部敷设多根长度不同的吹砂管3，敷设好吹砂管3后将主管道10插入套管9中；主管道10和套管9间套层的下部焊接固定有多个平行于圆截面的第一封堵板11，第一封堵板11将套层分为多段。其中，第一封堵板11的下端设置有滤网，作为出水口，分离砂和水。
S3、将细沙与水放入吹砂池1中搅拌均匀，制成砂水混合物。
S4、利用污泥泵2和吹砂管3将砂水混合物输送至套层，砂沉淀留在套层中，水由出水口经沉淀池回流至清水池6，清水池6中的水通过高压水泵7和高压水枪8回送至吹砂池1用于制作砂水混合物。
如图3和图4所示，吹砂过程分阶段进行：第一阶段从长度最大的吹砂管3向套管9内部最前端的第一段套层内注砂。注砂过程中随时观察出水口的出水情况，直至流出的物质为带砂水混合物液，在第一段套层的第一封堵板11上竖直焊接固定第二封堵板12，第二封堵板12高度约套层高度的四分之一，进行第二次封堵。之后长度最大的吹砂管进行第二阶段吹砂，直到出水口流出的物质为带砂水混合物液，在前述第二封堵板12上固定第三封堵板13，第三封堵板13高度约套层高度的四分之一，进行第三次封堵。多次重复进行封堵和吹砂，直到前端第一段套层内注满砂。第一段套层填筑完成后，重复前述第一段套层的吹砂、封堵过程，进行第二段套层的吹砂填筑，以此类推，剩余的多段套层同样重复第一段套层的吹砂封堵过程，直到完成整个套层的填筑作业。
工程示例：市政管道工程污水排海管道，管线穿越海防堤采用泥水平衡顶管施工方法进行施工，顶管管线为套管DN2020，主管道10直径DN1020，管线顶管长度190m，顶管始发工作井采用钢筋混凝土沉井，海上不设置工作井，机头采用海上打捞方法施工。
主管道与套管之间套层的吹砂填筑施工按如下步骤进行：
步骤一、吹砂池1设置在施工现场交通便利处。
步骤二、吹砂管3布置：吹砂管3在主管道10顶进之前应提前布置完毕，为防止吹砂管3堵塞，吹砂管3采用钢管，沿套管9顶部敷设，采用焊接横梁的方式固定吹砂管3，横梁每隔3米设置一道，横梁与套管9的焊接施工不得破坏套管9内防腐层。根据现场施工情况，布置三根吹砂管，第一吹砂管31、第二吹砂管32和第三吹砂管33，第一吹砂管31长度170m、直径DN180，第二吹砂管32长度140m，第三吹砂管33长度90m、直径DN100。套层的下部固定有弧形盲板作为第一封堵板11，套层中平行固定有多块第一封堵板11，第一封堵板11将套层分为多段，如第一段套层、第二段套层等。优选地，第一封堵板11的高度大于1米，第一封堵板11上设置出水口，出水口设置密目网做反滤层。
步骤三、细砂搅拌：采用无腐蚀性的中粗砂或中细砂，砂水浆液稠度视现场情况选用，一般为35~45%，以保证砂在水中的悬浮，采用高压冲水配合人工的方式在吹砂池1内将细沙与水充分搅拌均匀。
步骤四、吹砂：为了保证吹砂效果，吹砂采用分阶段方式进行，视排水情况适当调整时间间隔，以保证回填砂中的含水量达到最小，砂沉淀后密实度达到最大。
吹砂第一阶段从第一吹砂管31向套管内部最左端的第一段套层内注砂。注砂过程中随时观察沉井5侧第一封堵板11处的出水情况，直至流出的是带砂的浆液，停止吹砂，在第一段套层的第一封堵板11上焊接第二封堵板12，第二封堵板12高度约套层高度的四分之一左右，进行第二次封堵。之后第一吹砂管31继续吹砂，观察沉井5侧出水情况，直到流出的是带砂的浆液停止，在第一段套层的第二封堵板12上焊接第三封堵板13，第三封堵板13高度约套层高度的四分之一，进行第三次封堵。第一吹砂管31继续吹砂，观察沉井5侧出水情况，直到流出的是带砂的浆液停止，在第一段套层的第三封堵板13上焊接第四封堵板，进行第一段套层的最后一次封堵。第一吹砂管31继续向第一段套层内吹砂，直到流出的是带砂浆液，完成第一段套层的填筑作业。第一吹砂管31被埋在第一段套层内。
第二段套层的填筑使用第二吹砂管32吹砂，吹砂和封堵过程重复第一段套层的吹砂封堵步骤。剩余多段套层的吹砂、填筑均重复第一段套层的吹砂、封堵过程。在最后一次封堵前，顶部剩余部分的吹砂可在沉井5内进行。
在工作井内设置2个积水井作为沉淀池4，污水通过1号井沉淀后流入2号井，2号井中放置一台4寸泵，以将管道中流出的水及时排出，通过冲水搅拌的方式注入吹砂池1循环利用。
为了防止注砂期间套层内砂子在套管内出水口附近产生堆积，吹砂每隔一段时间以后应适当调整砂子与水的比例，减少砂子用料，必要时只用清水向内灌注，以将堆积的砂子冲刷整平。
本发明有效避免施工现场扬尘，保护周围空气质量、吹砂管采用钢管避免了因管道阻力过大而产生的堵管现象、减少施工投入，同时部分管件在施工中可多次重复利用充分体现节能环保的施工理念。
最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种主管道与套管之间吹砂填筑的施工方法，其特征在于，按如下步骤进行：
S1、在施工现场建立搅拌砂水混合物的吹砂池，池内设置有污泥泵，污泥泵与吹砂管一端连接；
S2、在市政管道安装位置布设水平套管，套管内上部敷设多根长度不同的吹砂管，敷设好吹砂管后将主管道插入套管中；主管道和套管间套层的下部固定有多个平行于截面的第一封堵板，第一封堵板将套层分为多段；
S3、将细沙与水放入吹砂池中搅拌均匀，制成砂水混合物；
S4、利用污泥泵和吹砂管将砂水混合物输送至套层，砂沉淀留在套层中，水由出水口经沉淀池回流至清水池，清水池中的水通过加压水泵和高压水枪回送至吹砂池用于制作砂水混合物；
吹砂过程分阶段进行：第一阶段从主吹砂管向前端第一段套层内注砂，注砂过程中随时观察出水口的出水情况，直至流出的物质为带砂水混合物液，在第一段套层的第一封堵板上焊接固定第二封堵板，进行第二次封堵；之后进行第二阶段吹砂，直到出水口流出的物质为带砂水混合物液，在前述第二封堵板上固定第三封堵板进行第三次封堵；重复进行吹砂和封堵，直到前端第一段套层内注满砂，进行前端第一段套层的最后一次封堵；
第二段套层及剩余的多段套层的吹砂填筑方法重复前述第一段套层的吹砂、封堵过程，最终完成整个套层的填筑作业。
2.根据权利要求1所述的主管道与套管之间吹砂填筑的施工方法，其特征在于，砂采用中砂或细砂，初始砂水混合物质量浓度为35~45%，保证砂在水中悬浮。
3.根据权利要求1所述的主管道与套管之间吹砂填筑的施工方法，其特征在于，吹砂每隔一段时间调整砂与水的比例，套层中出现砂堆积现象时，则减少砂用量，增加水量；套层中砂堆积严重时，用清水灌注将堆积砂冲刷平整。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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