CN115111434B

CN115111434B - 一种地下管道的施工方法

Info

Publication number: CN115111434B
Application number: CN202211043827.1A
Authority: CN
Inventors: 王玲
Original assignee: Tianjin Construction Development Group Co ltd
Current assignee: Tianjin Construction and Development Group Co.,Ltd.
Priority date: 2022-08-30
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2042-08-30
Also published as: CN115111434A

Abstract

本发明公开了一种地下管道的施工方法；属于管道施工技术领域；包括：S1：测量放样前置点；S2：管沟开挖：按照现行国家规范与行业标准开挖沟槽和放坡；S3：管道底板：先施工垫层，再浇筑混凝土基础；S4：管道铺设：将管道排列在沟槽的中间；S5：管道连接：将两管道相互接触的一端连接一起，并保证连接的密封性；S6：管道包封：浇筑混凝土包封，并保证混凝土的紧密性，养护；S7：回填：将土壤在管道的两侧同时进行回填，夯实；土壤中含有聚‑1,2‑丙二醇十八烷基醚的土壤调节剂。本发明提供的施工方法能够有效保护地下管道。

Description

一种地下管道的施工方法

技术领域

本发明属于管道施工技术领域，具体涉及一种地下管道的施工方法。

背景技术

地下排水管道主要用于输送生活污水并及时排除雨水，因此该系统在城市居民生活以及基础设施建设中都起到了至关重要的作用。同时，伴随着我国城镇建设的高速发展，埋地管道的数量和长度也在迅猛增长。给排水需要通过给水管道和排水管道来实现，现有的给水管道大多是埋设在地下，进行施工的时候需要先开挖沟槽，然后将管道铺设在沟槽中，管道铺设完后，在将土壤回填入沟槽中，给水管道顶部的土壤经常会受到各种重物的重压，或者会持续性的受到重压，给水管道在充满水的时候在内部水的作用下，不容易因为重压而出现破裂，但是在管道内无水的情况下，受到重压的时候就容易出现管壁的破裂。

但长期以来，由于地下管道属于隐蔽性工程，以至于地下管道投入运营以后的操作和维护设施相对于地上设施来说比较落后。目前在我国大部分城市中，老城区排水管道修建较早，很多排水管道也已经出现了质量问题。同时由于早期的排水管道管径较小，排水能力有限，己经难以满足现代化城市排水的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效保护地下管道的施工方法。

在一种形式中，本发明提供的一种地下管道的施工方法，该方法包括步骤如下：

S1：测量放样前置点；

S2：管沟开挖：按照现行国家规范与行业标准开挖沟槽和放坡；

S3：管道底板：先施工垫层，再浇筑混凝土基础；

S4：管道铺设：将管道排列在沟槽的中间；

S5：管道连接：将两管道相互接触的一端连接一起，并保证连接的密封性；

S6：管道包封：浇筑混凝土包封，并保证混凝土的紧密性，养护；

S7：回填：将土壤在管道的两侧同时进行回填，夯实；

其中，土壤中含有土壤调节剂；上述土壤调节剂包含聚-1,2-丙二醇十八烷基醚。

在一优选形式中，根据本发明的施工方法，步骤S3中，施工垫层为C10、C15素砼中的一种；混凝土基础为C20、C25、C30、C35中的一种；施工垫层厚度≥100mm。

在一优选形式中，根据本发明的施工方法，步骤S6中，管道间隙用净中砂填实；混凝土包含水泥、砂、碎石和外加剂。

进一步地，根据本发明的施工方法，步骤S6中，外加剂包含羟丙基甲基纤维素、聚羧酸系减水剂、硅烷偶联剂、聚乙烯吡咯烷酮、碳化硅。将外加剂加入到混凝土中，其能改善混凝土的力学性能，使其具有较好的抗冻性能。

更进一步地，根据本发明的施工方法，步骤S7中，土壤调节剂还包含明胶、聚乙烯醇、氯化钙、水。

进一步地，根据本发明的施工方法，步骤S7中，聚-1,2-丙二醇十八烷基醚的加入量为土壤调节剂的0.5-3.5wt%。通过在土壤中加入土壤调节剂，使其锁住土壤中水分，避免水分迁移与运动，也可能能够堵塞住土壤中的孔隙，以使土壤颗粒聚集在一起，以固化土壤，进而提高回填土壤的抗剪强度，同时降低了土壤的渗透系数与吸水率，以防止土壤塌陷，能够更好地保护地下管道。

进一步地，根据本发明的施工方法，步骤S7中，土壤调节剂的加入量为土壤的4.5-10wt%。

进一步地，根据本发明的施工方法，步骤S7中，土壤回填时采用蛙式打夯机分层夯实，填至原路基面标高；每层厚度≤35cm。

本发明将含有聚-1,2-丙二醇十八烷基醚的土壤调节剂加入到土壤中，可能能使土壤颗粒之间更加紧密，进而提高回填土壤的抗剪强度，同时降低了土壤的渗透系数与吸水率，以防止土壤塌陷，能够更好地保护地下管道。因此，本发明是一种能够有效保护地下管道的施工方法。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

根据本发明的施工方法，步骤S1中，测量放样前置点；根据施工管道坡度与施工地的地形，对沟槽开挖前进行测量，测量放样前置点。

根据本发明的施工方法，步骤S2中，管沟开挖：按照现行国家规范与行业标准开挖沟槽和放坡；管道沟槽采用机械与人工结合进行开挖，开挖深度应为槽底标高，机械开挖至距槽底200-300mm处，用人工开挖；且管道开挖时，注意对现有管道的保护，在现有管道1.2m范围内须使用人工开挖，严禁挖掘机操作，基坑挖完后进行检验沟槽的合格性。

根据本发明的施工方法，步骤S3中，管道底板的施工：先施工垫层，再浇筑混凝土基础；并将底板与沟槽的底部贴合在一起；其中，施工垫层为C10、C15素砼中的一种；混凝土基础为C20、C25、C30、C35中的一种；施工垫层厚度≥100mm；完成后，检查垫层的位置、高度、宽度与顺直度是否合适。

根据本发明的施工方法，步骤S4中，管道铺设：运送管道时管道两端密封；然后将管道排列在沟槽的中间。

根据本发明的施工方法，步骤S5中，管道连接：将两管道相互接触的一端连接一起，在连接时，保证连接的密封性。

根据本发明的施工方法，步骤S6中，管道包封：隙浇筑混凝土包封，并保证混凝土的紧密性，浇筑完成后对混凝土进行养护；所用混凝土成分包含水泥、砂、碎石和外加剂；其中外加剂包含羟丙基甲基纤维素、聚羧酸系减水剂、硅烷偶联剂、聚乙烯吡咯烷酮、碳化硅。

进一步地，根据本发明的施工方法，混凝土中水泥为25-45重量份、砂为35-45重量份、碎石为70-90重量份、外加剂为水泥为1-3.6重量份。

更进一步地，根据本发明的施工方法，外加剂中羟丙基甲基纤维素为1-2重量份、聚羧酸系减水剂为3-6重量份、硅烷偶联剂为0.5-1.5重量份、聚乙烯吡咯烷酮为0.2-0.8重量份、碳化硅为0.35-0.75重量份。

更进一步地，在外加剂中加入0.15-0.45重量份聚(新戊基二醇己二酸盐)，其可能能够外加剂中的其他成分相互作用，增加各成分之间的相容性，以提高混凝土抗渗水性能、力学性能；选择特定的配比，能更好提高混凝土的抗渗水性能、抗冻性能与劈裂抗拉强度，以进而使混凝土具有较长的使用寿命，以保护地下管道的安全性。

根据本发明的施工方法，步骤S7中，回填：将土壤在管道的两侧同时进行回填，夯实；土壤回填时采用蛙式打夯机分层夯实，填至原路基面标高；每层厚度≤35cm；其中在土壤中加入土壤调节剂，其加入量为土壤的4.5-10wt%；土壤调节剂中包含明胶为0.25-0.45重量份、聚乙烯醇为6-12重量份、氯化钙为0.15-1.5重量份、聚-1,2-丙二醇十八烷基醚为0.35-3.5重量份、水为70-90重量份。

根据本发明的施工方法，所用管道为混凝土管、塑料管、组合管/混凝土管、组合管/塑料管、污水管/混凝土管、污水管/塑料管中的至少一种。

以下结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

一种地下管道的施工方法，该方法包括步骤如下：

S1：测量放样前置点；根据施工管道坡度与施工地的地形，对沟槽开挖前进行测量，测量放样前置点；

S2：管沟开挖：按照现行国家规范与行业标准开挖沟槽和放坡；采用机械与人工结合进行开挖，开挖深度应为槽底标高，机械开挖至距槽底200mm处，用人工开挖；且管道开挖时，注意对现有管道的保护，在现有管道1.2m范围内须使用人工开挖，严禁挖掘机操作，基坑挖完后进行检验沟槽的合格性；

S3：管道底板：先施工垫层，再浇筑混凝土基础；其中，施工垫层为C15素砼，混凝土基础为C20混凝土；施工垫层厚度为100mm；完成后，检查垫层的位置、高度、宽度与顺直度是否合适；

S4：管道铺设：运送管道时管道两端密封；然后将管道排列在沟槽的一侧，采用钢筋混凝土管（规格为D1500）；

S5：管道连接：将两管道相互接触的一端连接一起，在连接时，保证连接的密封性；

S6：管道包封：浇筑混凝土包封，并保证混凝土的紧密性，浇筑完成后对混凝土进行养护；所用混凝土成分包含30重量份水泥、45重量份湖砂、80重量份碎石和2.5重量份外加剂；其中外加剂包含1.2重量份羟丙基甲基纤维素、4.5重量份聚羧酸系减水剂、0.75重量份硅烷偶联剂、0.5重量份聚乙烯吡咯烷酮、0.45重量份碳化硅；

S7：回填：将土壤在管道的两侧同时进行回填，夯实；土壤回填时采用蛙式打夯机分层夯实，填至原路基面标高；每层厚度为25cm；其中在土壤中加入土壤调节剂，其加入量为土壤的6.5wt%，土壤调节剂中包含0.35重量份明胶、8重量份聚乙烯醇、0.55重量份氯化钙、1.5重量份聚-1,2-丙二醇十八烷基醚、80重量份水。

实施例2：

一种地下管道的施工方法，其他步骤同实施例1，与实施例1不同的是：

步骤S6：管道包封：浇筑混凝土包封，并保证混凝土的紧密性，浇筑完成后对混凝土进行养护；所用混凝土成分包含38重量份水泥、42重量份湖砂、90重量份碎石和3.5重量份外加剂；其中外加剂包含1.5重量份羟丙基甲基纤维素、3重量份聚羧酸系减水剂、0.5重量份硅烷偶联剂、0.5重量份聚乙烯吡咯烷酮、0.75重量份碳化硅。

实施例3：

步骤S6：管道包封：浇筑混凝土包封，并保证混凝土的紧密性，浇筑完成后对混凝土进行养护；所用混凝土成分包含30重量份水泥、45重量份砂、80重量份碎石和2.5重量份外加剂；其中外加剂包含1.2重量份羟丙基甲基纤维素、4.5重量份聚羧酸系减水剂、0.75重量份硅烷偶联剂、0.5重量份聚乙烯吡咯烷酮、0.45重量份碳化硅、0.25重量份聚（新戊基二醇己二酸盐）。

实施例4：

步骤S7中，回填：将土壤在管道的两侧同时进行回填，夯实；土壤回填时采用蛙式打夯机分层夯实，填至原路基面标高；每层厚度为25cm；其中在土壤中加入土壤调节剂，其加入量为土壤的10wt%，土壤调节剂中包含0.35重量份明胶、8重量份聚乙烯醇、0.55重量份氯化钙、1.5重量份聚-1,2-丙二醇十八烷基醚、80重量份水。

实施例5：

步骤S7中，回填：将土壤在管道的两侧同时进行回填，夯实；土壤回填时采用蛙式打夯机分层夯实，填至原路基面标高；每层厚度为25cm；其中在土壤中加入土壤调节剂，其加入量为土壤的6.5wt%，土壤调节剂中包含0.45重量份明胶、7.5重量份聚乙烯醇、1重量份氯化钙、2.5重量份聚-1,2-丙二醇十八烷基醚、85重量份水。

实施例7：

步骤S7中，回填：将土壤在管道的两侧同时进行回填，夯实；土壤回填时采用蛙式打夯机分层夯实，填至原路基面标高；每层厚度为25cm；其中在土壤中加入土壤调节剂，其加入量为土壤的6.5wt%，土壤调节剂中包含0.35重量份明胶、8重量份聚乙烯醇、0.55重量份氯化钙、80重量份水。

实施例8：

（1）对本发明中混凝土的性能进行测试

测试试样：实施例1、实施例2、实施例3中的混凝土。

A）抗渗性能测试

采用硬化混凝土在恒定水压力下的平均渗水高度来表示混凝土抗渗水性能；将混凝土制成上口直径为180mm，下口直径为200mm，高度为1200mm的圆台形状，养护28d后，用石蜡密封，放入抗渗仪磨具中；开通水压，并在24h内控制压力在1.8MPa，当试样端面出现渗水时应立即停止实验并记录时间；如未出现渗水情况，则在24h内停止实验；然后取出试样，用压力机将试样沿着上下两端面中心出劈裂成两半，用防水笔描出水痕，对比试样并测量8个测点的渗水高度，取平均值，即为试样的平均渗水高度。

表1 混凝土的平均渗水高度

由表1可以看出，实施例1-2中混凝土的平均渗水高度低于6mm；实施例3中混凝土的平均渗水高度低于4mm，实施例3中混凝土的平均渗水高度低于实施例1-2；这表明在混凝土的外加剂中加入聚（新戊基二醇己二酸盐），然后作为混凝土的成分，提高了混凝土的抗渗水性能，以防止混凝土塌陷，进而有效避免混凝土坍塌对地下管道的损坏。

B）劈裂抗拉强度

将混凝土制成150mm×150mm×150mm的尺寸，采用WAW-600型微机电液伺服试验机对试验进行劈裂抗拉试验。

①将养护到7d的试样搬入试验场地，并用干净的抹布对试样表面进行擦干处理，清理试验机并及时开始试验。

②用记号笔将试样中心画出两条直线，将试样放在上下两块圆弧垫块之间，使标号面向外。

③使试样中心与上下板面和垫块对中后方可启动压力机，施加压力加载，将速度控制在0.05MPa/s。

④当试样表面出现裂缝直至破坏时，应立即停止试验机，并及时记载下当时的荷载，劈裂抗拉强度计算公式如下：

f_s=2F/πA=0.637F/A

式中：f_s为混凝土劈裂抗拉强度，MPa；F为破坏载荷，N；A为试样劈裂面面积，mm²。

表2 混凝土的劈裂抗拉强度

由表2可以看出，实施例1-2中混凝土的劈裂抗拉强度高于1.9MPa；实施例3中混凝土的劈裂抗拉强度高于2.5MPa，实施例3中混凝土的劈裂抗拉强度高于实施例1-2；这表明在混凝土的外加剂中加入聚（新戊基二醇己二酸盐），然后作为混凝土的成分，提高了混凝土的劈裂抗拉强度，使混凝土具有较高的力学性能，进而使其具有较好的使用寿命。

C）抗冻性能测试

混凝土冻融作用下，会发生起皮、掉渣等现象引起混凝土质量发生变化。因此，质量损失是评价混凝土抗冻性的优劣的一种比较直观的方法。

将混凝土制成150mm×150mm×200mm的尺寸，提前4d将试验所需试块从养护室取出，准备一个混凝土养护水箱备用，将试块在养护箱中浸泡4d。在第28d时，将其取出擦干表面并测量试块初始质量，记为W₀；进行冻融循环试验（冻融150次），进行冻融循环试验的过程中，每次冻融循环试验时间为 5小时（降温3h，升温2h），冻融循环结束后，取出试块，清理表面，擦干表面水分并称取质量W_n。试样的质量损失率计算公式如下：

△W=（W₀-W_n）/W₀

式中：△W为n次冻融循环后试样的质量损失率，%；W₀为次冻融循环试验前试样的质量，g；W_n为n次冻融循环后试样的质量，g。

表3 混凝土的质量损失率

由表3可以看出，实施例1-2中混凝土的质量损失率低于1%；实施例3中混凝土的质量损失率低于0.7%，实施例3中混凝土的质量损失率低于实施例1-2；这表明在混凝土的外加剂中加入聚（新戊基二醇己二酸盐），然后作为混凝土的成分，提高了混凝土的抗冻性能，进而使混凝土具有较长的使用寿命。

D）外加剂成分对混凝土性能的影响

混凝土成分同实施例3，不同之处为：将混凝土的外加剂中加入聚（新戊基二醇己二酸盐）的量分别为0.1重量份、0.15重量份、0.25重量份、0.35重量份、0.45重量份、0.5重量份，分别记为试验组M1、试验组M2、试验组M3、试验组M4、试验组M5；然后再与混凝土的其他成分混合，养护7d后，测试混凝土的平均渗水高度（测试方法同“A）抗渗性能测试”）、劈裂抗拉强度（测试方法同“B）劈裂抗拉强度”）与质量损失率（测试方法同“C）抗冻性能测试”）。

表4 外加剂成分对混凝土性能的影响

由表4可以看出，试验组M2-M5中混凝土的平均渗水高度低于4.1mm，劈裂抗拉强度高于2.4MPa，质量损失率低于0.7%，对比试验组M1-M6，试验组M2-M5中混凝土的平均渗水高度、质量损失率低于试验组M1、试验组M2，劈裂抗拉强度高于试验组M1、试验组M2，这表明在外加剂中加入0.15-0.45重量份聚（新戊基二醇己二酸盐），选择特定的配比，能更好提高混凝土的抗渗水性能、抗冻性能与劈裂抗拉强度，以进而使混凝土具有较长的使用寿命，以保护地下管道的安全性。

（2）对本发明中回填土壤的性能进行测试

本实验所用土壤为素土；测试试样：将不添加土壤调节剂的土壤作为空白对照组，将实施例1、实施例4、实施例5、实施例7中的回填土壤作为实验试样，分别记为实验组A、实验组B、实验组C、实验组D；取回填土壤，将其进行固结干燥，按照常规方法测试其渗透系数、抗剪强度与在10后的吸水率。

表5 回填土壤的性能指标

由表5可以看出，实验组A-C中回填土壤的渗透系数低于4×10^-7cm·s^-1、抗剪强度高于10kPa、吸水率低于7.5%，实验组A-C中回填土壤的渗透系数与吸水率低于空白对照组，抗剪强度高于空白对照组，这表明在土壤中添加含有聚-1,2-丙二醇十八烷基醚的土壤调节剂，可能能使土壤颗粒之间更加紧密，进而提高回填土壤的抗剪强度，同时降低了土壤的渗透系数与吸水率，以防止土壤塌陷，能够更好地保护地下管道。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种地下管道的施工方法，所述方法包括步骤如下：S1：测量放样前置点；S2：管沟开挖：按照现行国家规范与行业标准开挖沟槽和放坡；S3：管道底板：先施工垫层，再浇筑混凝土基础；S4：管道铺设：将管道排列在沟槽的中间；S5：管道连接：将两管道相互接触的一端连接一起，并保证连接的密封性；S6：管道包封：浇筑混凝土包封，并保证混凝土的紧密性，养护；S7：回填：将土壤在管道的两侧同时进行回填，夯实；其特征是：所述土壤中含有土壤调节剂；所述土壤调节剂包含聚-1,2-丙二醇十八烷基醚；

所述S6中，管道间隙用净中砂填实；所述混凝土包含水泥、砂、碎石和外加剂；

所述S6中，外加剂包含1-2重量份羟丙基甲基纤维素、3-6重量份聚羧酸系减水剂、0.5-1.5重量份硅烷偶联剂、0.2-0.8重量份聚乙烯吡咯烷酮、0.35-0.75重量份碳化硅；

在所述外加剂中加入0.15-0.45重量份聚(新戊基二醇己二酸盐)；

所述S7中，土壤调节剂还包含明胶、聚乙烯醇、氯化钙、水；

所述S7中，聚-1,2-丙二醇十八烷基醚的加入量为土壤调节剂的0.5-3.5wt%；

所述S7中，土壤调节剂的加入量为土壤的4.5-10wt%。

2.根据权利要求1所述的一种地下管道的施工方法，其特征是：所述S3中，施工垫层为C10、C15素砼中的一种；混凝土基础为C20、C25、C30、C35中的一种；施工垫层厚度≥100mm。

3.根据权利要求1所述的一种地下管道的施工方法，其特征是：所述S7中，土壤调节剂中包含明胶为0.25-0.45重量份、聚乙烯醇为6-12重量份、氯化钙为0.15-1.5重量份、聚-1,2-丙二醇十八烷基醚为0.35-3.5重量份、水为70-90重量份。

4.根据权利要求1所述的一种地下管道的施工方法，其特征是：所述S7中，土壤回填时采用蛙式打夯机分层夯实，填至原路基面标高；每层厚度≤35cm。