CN115652953A - 管道的自密实材料回填方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道工程领域，具体涉及一种管道的自密实材料回填方法，包括：管道安装步骤，对施工沟槽的底部进行找平处理，放置由第一自密实材料形成的管道支座，将管道设置在管道支座；管道固定步骤，在管道的长度方向上间隔设置多个由第一自密实材料或第二自密实材料形成的固定支架；第二自密实材料浇筑步骤，将第二自密实材料浇筑于放置有管道的施工沟槽；其中，第一自密实材料的坍落度小于第二自密实材料的坍落度。

Description

管道的自密实材料回填方法

技术领域

本发明涉及管道工程领域，具体涉及一种管道的自密实材料回填方法。

背景技术

通常在铺设管道时，需要挖出施工沟槽，将管道埋入施工沟槽后，之后再回填材料至施工沟槽。然而，随着天然河砂资源的减少，便于质量控制的优质中粗砂材料价格逐渐走高，且外购运输距离较远，因此在实际施工中往往就地取材进行回填。由此导致回填质量难以控制，特别是就地取材的回填材料可能会含有较大石块，造成回填材料不能够夯实，导致管道施工完成后，施工沟槽区域回填材料沉降，带来了安全隐患。

随着技术的发展，现有技术提供了一种自密实材料，自密实材料是通过其良好流动性的特点，材料倒入施工沟槽后，可依靠自身重力充满施工沟槽，实现施工沟槽密实的目的。自密实材料凝固后，具有一定的强度，不需要夯实。相较于传统的回填材料，适应于各类排水管道的沟槽回填，通过调整材料配比，自密实材料能够满足不同施工期的要求，因此得到了越来越广泛的应用。

然而，自密实材料相较于传统的回填材料，容易导致回填过程中管道浮动，从而导致管道安装位置偏离的问题。

因此，如何提供一种管道的自密实材料回填方法，能够减少自密实材料回填时管道的浮动，从而提高管道的安装效率以及精准度，成为了需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术自密实材料回填时管道的浮动导致安装效率以及精准度下降的问题，本发明提供了一种管道的自密实材料回填方法，包括：管道安装步骤，对施工沟槽的底部进行找平处理，放置由第一自密实材料形成的管道支座，将管道设置在管道支座；管道固定步骤，在管道的长度方向上间隔设置多个由第一自密实材料或第二自密实材料形成的固定支架；第二自密实材料浇筑步骤，将第二自密实材料浇筑于放置有管道的施工沟槽；第一自密实材料的坍落度小于第二自密实材料的坍落度。

根据上述技术方案，坍落度低的第一自密实材料可以包裹在管道的外侧(即形成固定支架)，以起到固定管道，防止管道上浮的作用。相邻两个固定支架之间的距离由管道(例如PE管)的直径和重量来确定。可以理解，由于管道的直径和重量不同，管道会在第二自密实材料中受到的浮力的大小不同，对于PE管来说，管道的重量越小，管道越容易上浮，因此就需要更多的管道支架以更好地固定管道，相邻两个管道支架之间的距离也就越近。其中，第一自密实材料可以是半干材料，第二自密实材料可以是液体材料。

可选地，管道固定步骤中，固定支架可以通过制模步骤来形成，即先在管道外侧制作固定支架的模具，然后将第一自密实材料或第二自密实材料倒入该模具中，待第一自密实材料或第二自密实材料凝固后，将模具拆除，即获得了由第一自密实材料或第二自密实材料形成的固定支架。

可选地，管道固定步骤中，固体支架可以通过直接在管道外侧堆积第一自密实材料来形成。在堆积第一自密实材料时，优选是以从下至上逐渐变宽的方式进行堆积。采用上述堆积方式的原因在于，虽然第一自密实材料的坍落度很小，但第一自密实材料还是具有一定坍落度的，在初凝的过程中，位于上方的第一自密实材料部分会慢慢坍落至下部，最终形成一个上部较窄、下部较宽的固定支架。采用上述堆积方式可以避免第一自密实材料在初凝的过程中过多地坍落至管道下部，从而导致固定支架的上部过窄、下部过宽，最终使得固定支架固定管道的能力下降。

可选地，第二自密实材料浇筑步骤还包括：分层高度确定步骤，根据施工沟槽的高度以及管道的设置高度，确定第一浇筑值和第二浇筑值；第一浇筑步骤，对施工沟槽进行浇筑回填，在浇筑的第二自密实材料的高度达到第一浇筑值时停止浇筑；第二浇筑步骤，待第一浇筑步骤中浇筑的至少一部分第二自密实材料固化后，对施工沟槽继续浇筑回填，浇筑的第二自密实材料达到第二浇筑值时停止浇筑；浮力判断步骤，在浇筑第二自密实材料时，对管道所受的浮力与管道自身重力的大小进行实时比较判断；温控步骤，根据浮力判断步骤的比较结果，调节浇筑的第二自密实材料的温度。

根据上述技术方案，根据施工沟槽的高度和管道的设置高度，提前确定第一浇筑值和第二浇筑值，可以准确确定浇筑的第二自密实材料的合理高度，一方面不为管道提供过大的浮力以影响管道连接，另一方面不会一次浇筑过大量的第二自密实材料而使得固化缓慢，影响施工效率。在浮力判断步骤中，对管道所受的浮力与管道自身重力的大小进行比较判断，从而确认此时的管道所受浮力是否处在适合范围，若所受浮力过大，则需进入温控步骤。在温控步骤中，当管道所受浮力较大时，换热器温度升高，提高部分高度区域第二自密实材料的固化速度，降低了第二自密实材料的流动性，进而降低管道所受浮力。由此使得管道的自密实材料回填方法能够减少自密实材料回填时管道的浮动问题，从而提高管道的安装效率以及精准度。

可选地，还包括换热器放置步骤，根据确定的第一浇筑值，确定温控步骤中换热器的布置高度。

将换热器设置在液面处或者液面附近的位置，可以利用液面位置透气性较好的特点，快速使液面处的第二自密实材料快速固化，固化后的第二自密实材料能够快速固定管道的位置。而且，通过加热方法固化的第二自密实材料更加蓬松，透气性较好，也能够兼顾下方未固化的第二自密实材料的固化效率，另一方面，仅部分高度蓬松的第二自密实材料又不会影响整体回填结构的密实程度，保证了整体回填结构的强度。

可选地，第二自密实材料包括骨料、胶凝材料、外加剂和水。

根据上述技术方案，将骨料、胶凝材料、外加剂和水按一定配比均匀拌和，使其具有一定流动性、均匀性和稳定性。自密实材料回填施工时无需外力碾压即可在重力作用下流动充填施工沟槽，并且在固化后能够保持较高的抗压强度。

可选地，管道支座设置有密度传感器，浮力判断步骤根据密度传感器所检测的密度信号，分析计算管道所受的浮力。

根据上述技术方案，根据密度传感器所检测到的密度信号，可以计算得到此时管道所承受的浮力状况。密度传感器检测结果及时准确，有利于提高对管道所受浮力计算的精确程度。

可选地，还包括配重抗浮步骤，向管道内通入液体，或者，沿管道均匀设置多个配重部。

根据上述技术方案，当发现管道浮动时，通过向管道内通入液体，或者，在管道在高度方向的上方沿管道均匀设置多个配重部，使得管道所受到的重力不小于自身所受到的浮力，从而有利于管道在浇筑过程中保持稳定。

可选地，还包括压土步骤，对施工沟槽回填压实土，并且进行压土处理。

根据上述技术方案，在完成使用第二自密实材料对施工沟槽的浇筑回填后，待第二自密实材料凝固后，便可开始对施工沟槽回填压实土，并通过压土处理将压实土压平，以恢复施工沟槽挖掘前的状态，保证地面的稳固坚实。

可选地，还包括高度差控制步骤，浇筑过程中需对称进行，管道两侧的高度差不超过规定高度差。

根据上述技术方案，为了保证浇筑过程中，管道所受到的来自两侧的压力大致相同，因此管道两侧的浇筑需对称进行。管道两侧的高度差不超过规定高度差，从而使得管道不会受某一侧压力过大而产生损坏或偏移，有利于保证管道安装的稳定性和精准度。

可选地，在温控步骤中，还根据密度传感器的检测信号，调节换热器的温度。

根据上述技术方案，控制部根据密度传感器的检测信号对换热器的温度进行调节。控制部受到来自密度传感器的检测信号后，分析计算此时管道所受到的浮力大小，当管道所受到的浮力较大时，控制部会向换热器发送提高温度的控制信号；当管道所受到的浮力较小时，控制部则会选择发送保持原状或者降低温度的控制信号。设置控制部能够提高对浮力分析计算以及温度调控的准确性，有利于提高浮力判断步骤以及温控步骤的自动化程度。

更具体地，根据第二自密实材料的密度，调节对换热器加热的功率，可以兼顾能耗和浮力大小的精确调节，使浮力始终稳定在管道不会上浮或者可以由紧固件稳定连接的合理范围内。

可选地，还包括密度传感器安装步骤，将密度传感器以规定的间隔距离，安装于换热器的下方。通过以规定的间隔距离、例如10-30cm的间隔距离在换热器下方设置密度传感器，可以有效监测临近液面层的固化状态，在临近液面层已经固化完全或者接近固化完全时，及时提醒开始第二浇筑步骤，提升施工效率。

可选地，还包括以下步骤：当密度传感器检测到的密度达到阈值，则停止温控步骤，并进入第二浇筑步骤。第二自密实材料随着水分的蒸发会伴随密度的变化，根据密度监测第二自密实材料的固化状态，可以同时考虑浮力的比较和临近液面层的第二自密实材料的固化，及时实施第二浇筑步骤，提升施工效率。

可选地，密度传感器在第一浇筑值以下的不同高度位置分别安装有多个。在不同高度位置分别安装的密度传感器，能够反映不同高度的第二自密实材料的密度分布，一方面方便了解不同高度层的第二自密实材料的固化情况，另一方面能够方便计算平均密度，来获知更加准确的浮力值，提高浮力判断步骤的比较的准确性。

可选地，还包括以下步骤：在换热器放置步骤中，将换热器集中水平布置在规定的高度范围内。集中对规定高度范围内的一层或者多层进行快速固化，可以提升固化时间，节省能源利用，同时不影响整体回填结构的强度。

附图说明

图1是本发明实施方式的管道的自密实材料回填方法的流程图。

图2是本发明实施方式的管道固定步骤完成后的管道以及施工沟槽的示意图。

图3是本发明实施方式中管道固定步骤完成后管道的立体示意图

图4是本发明实施方式的第二自密实材料浇筑步骤的流程图。

图5是本发明实施方式的第二浇筑步骤完成后的管道以及施工沟槽的示意图。

图6是本发明实施方式的控制部、密度传感器以及换热器的模块图。

图7是本发明实施方式的压土步骤完成后的管道以及施工沟槽的示意图。

附图标记：100管道；200施工沟槽；1管道支座；2密度传感器；3换热器；4控制部；5配重部；10基底层；20第一浇筑层；30第二浇筑层；50压土层；60固定支架；a高度方向；L长度方向。

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、完整的描述，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。

本实施方式提供了一种管道100的自密实材料回填方法，图1是本发明实施方式的管道的自密实材料回填方法的流程图。如图1所示，管道的自密实材料回填方法包括：管道安装步骤，对施工沟槽的底部进行找平处理，放置由第一自密实材料形成的管道支座1，将管道100设置在管道支座1；管道固定步骤：在管道的长度方向L(图3示出)上间隔设置多个由第一自密实材料形成的固定支架60对管道100进行固定，以及第二自密实材料浇筑步骤：将第二自密实材料浇筑于放置有管道100的施工沟槽200。并且，第一自密实材料的坍落度小于第二自密实材料的坍落度。

图2和图3是本发明实施方式的管道安装步骤和管道固定步骤完成后的管道100以及施工沟槽200的示意图。如图3以及图4所示，在管道安装步骤中，对施工沟槽200的底部进行找平处理从而形成基底层10。找平处理完成后，在基底层10均匀放置管道支座1，之后将管道100设置在管道支座1。通过找平处理形成基底层10以及设置管道支座1，使得支撑管道100的部分足够牢固平实，有利于管道100安装时的稳定，便于后续第一浇筑值和第二浇筑值的精确确定。本实施方式中的基底层10为砂石基底层10，在本发明的另外一些实施方式中，亦可以是天然基底层10或者混凝土基底层10等等。

在本实施方式中，管道支座1的设置需要对管道100所在的原状土的硬度进行预测量，若原状土的硬度高于预设阈值，则可直接在原状土表面设置管道支座1。否则，对原状土进行地基处理后再进行下一步作业。在设置管道支座1还需对硬度合格的原状土重新进行找平处理，保证管道100受力均匀。

管道支座1优选由第一自密实材料形成。由此能够节省安装成本，提高管道支座1的安装效率，并且有利于第一自密实材料与管道100的固定配合。

这里需要说明的是，图2以及图3中所示出的施工沟槽200或管道支座1均为示意性质，不代表实际施工沟槽200以及管道支座1的具体结构，例如施工沟槽200不局限于图3中的竖直面，也可以是斜坡面的形式。

本实施方式中，管道固定步骤中的固定支架60可以通过制模步骤来形成。具体来说，先在管道100外侧制作固定支架60的模具，然后将第一自密实材料倒入该模具中，待第一自密实材料凝固后，将模具拆除，即获得了由第一自密实材料形成的固定支架60。在另一些实施方式中，固定支架60可以通过直接在管道100外侧堆积第一自密实材料来形成。在堆积第一自密实材料时，优选是以从下至上逐渐变宽的方式进行。这是因为，虽然第一自密实材料的坍落度很小，但第一自密实材料还是具有一定坍落度的，在初凝的过程中，位于上方的第一自密实材料部分会慢慢坍落至下侧，最终形成一个上下宽度均匀的固定支架60。

在通过制模步骤来形成固定支架60的实施方式中，固定支架60也可以由第二自密实材料制成。而在不制模的情况下，固定支架60就不宜由第二自密实材料制成。一般来说，第一自密实材料施半干材料，第二自密实材料是液体材料，利用模具来制备固定支架60时，可以向模具中注入第一自密实材料，也可以向模具中注入第二自密实材料。其中，由于第一自密实材料凝固所需要的时间较短，更有利于快速地形成固定支架60。

如图3所示，固定支架60的外廓形状呈方形，以匹配方形的施工沟槽200。可以理解，通过在施工沟槽200中堆积第一自密实材料所形成的固定支架60的外廓形状倾向于与施工沟槽200的内壁形状相匹配。但在通过制模步骤形成固定支架60的实施方式中，固定支架60的外廓形状也可以是除了方形以外的其它形状，例如可以是圆形的。

下面，对于本实施方式的自密实材料以及坍落度进行更详细的说明。

在本实施方式中，第一自密实材料以及第二自密实材料包括均骨料、胶凝材料、外加剂和水，将这些材料按一定配比均匀拌和，使其具有一定流动性、均匀性和稳定性。

骨料的主要组分是渣土和砖粉。

其中，渣土是建筑废弃物的一种，在建筑工地现场获取的渣土属于土石混合的粗粒土，包括砖块、混凝土碎块和石块等，主要化学成分为硅酸盐和碳酸钙。在建筑工地现场获取的渣土需要进行筛分处理。木料、塑料、布料、合金以及有机材料需要去除。特别是有机材料，因为有机物含量过高的话，将严重影响凝胶材料的固化作用，因此渣土中有机物质的含量不宜超过4％。另外，为了确保管道回填用材料的均匀性，渣土中的最大粒粒径不宜超过60mm。

其中，砖粉也属于建筑废弃物的一种，主要是来源于旧建筑物的拆除。由于旧建筑物大多是砖混结构，因此建筑垃圾中废弃粘土砖占了很大的比重。目前对废弃粘土砖采用的处理方法主要是简单填埋或者是露天堆放，既污染环境又占用土地。而实际上砖粉是由优质黏土烧制而成，具有一定火山灰活性，具有很大再利用的空间。

值得一提的是，由于砖粉的主要成分包括S iO₂，可以起到促进水泥水化反应的作用。在砖粉的细粉颗粒的作用下，可以使得同样量的水泥生成更多的水化硅酸钙(C-S-H凝胶)，水泥作为凝胶材料的效能提高，可以减少水泥的使用，有利于降低成本。

使用的凝胶材料是水泥和粉煤灰。

其中，优选地，水泥可以选择采用PO42.5硅酸盐水泥。其粒径分布曲线由激光衍射粒度分析仪测定。另外在水泥中掺入粉煤灰可以使得水泥的水化反应速度降低，有利于降低水化热。并且掺入了粉煤灰的水泥在淡水中的浸析速度显著降低，当其用于管道回填用材料时，可以提高管道回填用材料耐地下水腐蚀能力。

添加剂的主要作用在于使得管道回填用材料具有理想的流动性、固化速度、防冻性等性能。以流动性为例，未加入添加剂之前的材料颗粒表面因带有异性电荷使颗粒之间产生缔合作用，因此，将近三分之一的水量被包裹在颗粒物之中而无法自由流动，从影响了管道回填用材料的流动性。而加入添加剂之后的材料颗粒表面将均带有负电荷，形成静电排斥作用，促使颗粒物分散，释放原本被包裹在颗粒之中的水量，使其参与流动，以提高管道回填用材料的流动性。

坍落度(扩展度)试验按照以下标准进行：

1.湿润坍落度筒及底板,在坍落度筒内壁和底板上应无明水。底板应放置在坚实水平面上,并把筒放在底板中心,然后用脚踩住二边的脚踏板,坍落度筒在装料时应保持固定的位置。

2.把按要求取得的管道回填用材料试样用小铲分三层均匀地装入筒内,使捣实后每层高度为简高的三分之一左右。每层用捣棒插捣25次。插捣应沿螺旋方向由外向中心进行,各次插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边管道回填用材料时,捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时,捣棒应贯穿整个深度,插捣第二层和顶层时,捣棒应插透本层至下一层的表面；浇灌顶层时,管道回填用材料应灌到高出筒口。插捣过程中,如管道回填用材料沉落到低于筒口,则应随时添加。顶层插捣完后,刮去多余的管道回填用材料,并用抹刀抹平。

3.清除筒边底板上的管道回填用材料后,垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在5～10s内完成；从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断地进行,并应在150s内完。

4.提起坍落度筒后,测量简高与坍落后管道回填用材料试体最高点之间的高度差,即为该管道回填用材料的坍落度值；坍落度筒提离后,如管道回填用材料发生崩坍或一边剪坏现象,则应重新取样另行测定；如第二次试验仍出现上述现象,则表示该管道回填用材料和易性不好,应予记录备查。

5.观察坍落后的管道回填用材料试体的黏聚性及保水性。黏聚性的检查方法是用捣捧在已坍落的管道回填用材料锥体侧面轻轻敲打,此时如果锥体逐渐下沉,则表示黏聚性良好,如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象,则表示黏聚性不好。保水性以管道回填用材料拌合物稀浆析出的程度来评定,坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出,锥体部分的管道回填用材料也因失浆而骨料外露,则表明此管道回填用材料的保水性能不好；如坍落度简提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出,则表示此管道回填用材料拌合物保水性良好。当管道回填用材料拌合物的坍落度大于220mm时,用钢尺测量管道回填用材料扩展后最终的最大直径和最小直径,在这两个直径之差小于50mm的条件下,用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则,此次试验无效。

第一自密实材料所用骨料粒径大于第二自密实材料的骨料，且第一自密实材料所用外加剂中减水剂含量大于第二自密实材料所用减水剂。粒径较大能够减小第一自密实材料的需水量，并有效降低第一自密实材料的保水性能，提高凝固效率。且第一自密实材料的含水量降低能够提高其塑化性能，降低第一自密实材料坍落度，使第一自密实材料在制备管道支座1以及与管道100进行固定的过程中缩短凝固工时，加快作业效率，进一步提升与管道100固定定位的精度。

作为一例，在本实施方式中，第一自密实材料的坍落度为0，第二自密实材料的坍落度为500。

图4是本发明实施方式的第二自密实材料浇筑步骤的流程图。如图4所示，在本实施方式中，第二自密实材料浇筑步骤包括第一浇筑步骤、第二浇筑步骤，通过分两次浇筑的方式能够降低浮力等影响，从而提高浇筑效果，下面会作具体说明。

图5是本发明实施方式的第二浇筑步骤完成后的管道100以及施工沟槽200的示意图。如图5所示，由于第二自密实材料浇筑后初期为流体，在初凝前无法为管道100提供有效支撑并且还会对管道100产生浮力，因此采用了分层浇筑的浇筑方式，之后进入分层高度确定步骤。在分层高度确定步骤，根据施工沟槽200的高度以及管道100的设置高度，确定第一浇筑值和第二浇筑值。由此可以准确确定浇筑的第二自密实材料的合理高度，一方面不为管道100提供过大的浮力以影响管道连接，另一方面不会一次浇筑过大量的第二自密实材料而使得固化缓慢，影响施工效率。

首先开始第一浇筑步骤，在第一浇筑步骤中，对施工沟槽200进行浇筑回填形成第一浇筑层20，浇筑的第二自密实材料达到第一浇筑值时停止浇筑。

第一浇筑步骤完成后，进入浮力判断步骤。在浮力判断步骤中，对管道100所受的浮力进行检测分析。管道100通过固定支架60(图3示出)相对于施工沟槽200固定，为减小在管道100受到的浮力大于本身重力时对固定支架60的压力，进一步地，设置有密度传感器2，根据密度传感器2所检测的密度信号，分析计算管道100所受的浮力。密度传感器2是对各种固体、液体、气体及混合物的密度进行测量的一种装置，密度传感器2检测结果实时准确，有利于提高对管道100所受浮力计算的精确程度。此外，密度传感器的位置不做特别限定，也可以设置在管道外而采用非接触的方式来测量密度。

在本实施方式中，通过设置与密度传感器2通信连接的控制部4(图6中示出)来对浮力进行判断，具体的判断方法是控制部4根据密度传感器2所检测到的密度信号，与管道100的实际重量进行对比，从而得到此时管道100所承受的浮力状况信息。若浮力状况处于正常范围(即该浮力不会造成管道100的偏移、上浮)，则无需进一步进行温控步骤，反之则需要进入温控步骤进行进一步调节。利用密度来计算管道浮力是常见的计算手段，在此不对计算公式等做赘述。

在本发明的另外一些实施方式中，判断浮力的方法还可以是使用水平传感器(未示出)，通过使用水平传感器来检测是否发生倾斜偏移，从而判断管道100所受的浮力情况，这种方式能够准确检测到浮力偏大时所造成的管道100的偏移、上浮。亦可以是采用人眼观察或距离传感器的方式，在这里不作具体限定。

进一步地，管道100的自密实材料回填方法还包括换热器放置步骤，根据确定的第一浇筑值，确定温控步骤中换热器3的布置高度。将换热器3设置在液面处或者液面附近的位置，可以利用液面位置透气性较好的特点，快速使液面处的第二自密实材料快速固化，固化后的第二自密实材料能够快速固定管道100的位置。而且，通过加热方法固化的第二自密实材料更加蓬松，透气性较好，也能够兼顾下方未固化的第二自密实材料的固化效率，另一方面，仅部分高度蓬松的第二自密实材料又不会影响整体回填结构的密实程度，保证了整体回填结构的强度。

在本实施方式中，将换热器3集中水平布置在规定的高度范围内。集中对规定高度范围内的一层或者多层进行快速固化，可以提升固化时间，节省能源利用，同时不影响整体回填结构的强度。

换热器3能够根据密度传感器2的检测信号，调节换热器3的温度。根据第二自密实材料的密度，调节对其加热的功率，可以兼顾能耗和浮力大小的精确调节，使浮力始终稳定在管道不会上浮或者可以由紧固件稳定连接的合理范围内。当温度升高时，会加速第二自密实材料的凝固，从而降低第二自密实材料的流动性，进而使得管道100所受到的浮力下降。反之当温度降低时，会减缓第二自密实材料的凝固，从而降低第二自密实材料的流动性，进而使得管道100所受到的浮力增大。由此通过设置换热器3对第二自密实材料的温度进行调节，能够改变第二自密实材料对管道100产生的浮力，使得施工人员能够对管道100所受浮力进行调节。

进一步地，管道100的自密实材料回填方法还包括密度传感器安装步骤。在本实施方式中，将密度传感器2以规定的间隔距离，安装于换热器3的下方。通过以规定的间隔距离，通常可以使10-30cm的间隔距离，在换热器3下方设置密度传感器2，可以有效监测临近液面层的固化状态，在临近液面层已经固化完全或者接近固化完全时，及时提醒开始第二浇筑步骤，提升施工效率。

在本发明的另外一些实施方式中，密度传感器2在第一浇筑值以下的不同高度位置分别安装有多个。在不同高度位置分别安装的密度传感器2，能够反映不同高度的第二自密实材料的密度分布，一方面方便了解不同高度层的第二自密实材料的固化情况，另一方面能够方便计算平均密度，来获知更加准确的浮力值，提高浮力判断步骤的比较的准确性。

图7是本发明实施方式的控制部4、密度传感器2以及换热器3的模块图，如图7所示，控制部4与密度传感器2以及换热器3均通信连接，在温控步骤S24中，控制部4根据密度传感器2的检测信号对换热器3的温度进行调节。控制部4受到来自密度传感器2的检测信号后，分析计算此时管道100所受到的浮力大小，当密度传感器2检测到的密度达到阈值，则停止温控步骤，并进入第二浇筑步骤。第二自密实材料随着水分的蒸发会伴随密度的变化，根据密度监测第二自密实材料的固化状态，可以同时考虑浮力的比较和临近液面层的第二自密实材料的固化，及时实施第二浇筑步骤，提升施工效率。当管道100所受到的浮力较小时，控制部4则会选择发送保持原状态(即换热器3不对第二自密实材料进行加热)或者降低温度的控制信号。设置控制部4能够提高对浮力分析计算以及温度调控的准确性，有利于提高浮力判断步骤S23以及温控步骤S24的自动化程度。

在本实施方式中，控制部4为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，在本发明的另外一些实施方式中，控制部4亦可以是其他形式，在这里不作具体限定。

浮力判断步骤S23并不仅仅是温控步骤S24的前置步骤，在本实施方式中，浮力判断步骤S23也可以是一个持续性步骤。在温控步骤S24工作的过程中，浮力判断步骤S23同样也在工作运行。具体来说，换热器3工作过程中密度传感器2仍然在实时检测，当密度传感器2检测到此时管道100所受浮力处于正常范围内时，控制部4便会控制换热器3可以停止对第二自密实材料的加热，以避免第二自密实材料过度凝固，有利于保证较好的浇筑效果以及减少能源的浪费。

第一浇筑步骤完成浇筑且浮力判断步骤确认管道100所受浮力在正常范围内，待第一浇筑步骤中浇筑的至少一部分第二自密实材料固化后便可开始第二浇筑步骤。在第二浇筑步骤中，对施工沟槽200继续浇筑回填形成第二浇筑层30，浇筑的第二自密实材料达到第二浇筑值时停止浇筑。

第二浇筑步骤完成后，浮力判断步骤对第二浇筑步骤管道100所受的浮力情况进行分析判断，当确认管道100已处于稳定状态后，换热器3即可取出。换热器3取出后会在施工沟槽200内留下部分孔洞，因此换热器3取出后即对这些孔洞填埋第二自密实材料，以保证管道100的稳定性不受影响。

在第二浇筑步骤进行浮力判断步骤时，可以参考管道最大浮力作用标准值。管道最大浮力作用标准值F_fk(kN)的计算式为F_fk＝γ_sbV_p，其中γ_sb为第二自密实材料浇筑时的表观密度(kN/m³)，当缺少产品确认值时，可按20kN/m³取值计算；V_p为管道浸没在自密实回填材料中的体积(m³)。将控制部4所分析计算得到的管道100所受浮力与管道最大浮力作用标准值F_fk进行对比，若此时管道100所受浮力占管道最大浮力作用标准值F_fk的70％，即可认为此时管道100所受浮力较大，需要进一步进行温控步骤S24。

需要注意的是，第一浇筑步骤与第二浇筑步骤之间不应该间隔太长时间。

在本发明的另外一些实施方式中，分层浇筑不局限于两次，亦可以是其他更多次数，当管道100直径较大时，可以进行三次、四次、五次或者更多次浇筑，在这里不作具体限定。

在本发明的另外一些实施方式中，可以是在施工沟槽中预先保留换热器3设置所需要的空间，该空间可以是由导热材料制成，换热器3在完成第一浇筑步骤的工作后从该空间去除，之后对该空间填埋第二自密实材料。

进一步地，管道的自密实材料回填方法还包括配重抗浮步骤，配重抗浮步骤可以是在第一浇筑步骤或者第二浇筑步骤进行的过程中或者完成时开始。本实施例中，在第一浇筑层20已经凝固成型时进行配重。首先对管道100的外周制模，并在管道100在高度方向a的上方沿管道100均匀设置多个预留空间(未示出)，并将配重部5设置在各预留空间内，进行第二自密实材料的浇筑，待第二自密实材料凝固后拆除管道100的外周模具，将配重物5移除。设置配重物5使得管道100在进行第二自密实材料的浇筑的过程中所受到的重力不小于自身所受到的浮力，从而有利于管道100在浇筑过程中保持稳定。

本实施方式中的配重部5为沙袋，在本发明的另一些实施方式中，配重部5不局限为沙袋，亦可以是其他形式的物体，配重部5不局限于设置在管道100在高度方向a的上方，也可以是设置在管道100的其他位置，在这里不作具体限定。

其他实施方式中，还可再通过注水法以进一步起到抗浮作用，具体有：进行第一自密实材料的浇筑。在第一自密实材料初步凝固时放置管道100，并通过管道支座1防止管道100晃动。对管道100两端进行封闭并预留有预留孔，预留孔可打开或封闭，在第一自密实材料靠近管道100的位置设置预留井。通过预留孔向管道100内注入水或其他流体物质，进行第二自密实材料的浇筑。第二自密实材料初步凝固时，通过预留孔将管道100内的水或或其他流体物质排出至预留井中。清除预留井内的流体物质并拆除预留井以及管道100两端的封闭。

图7是本发明实施方式的压土步骤完成后的管道100以及施工沟槽200的示意图，如图7所示，进一步地，管道的自密实材料回填方法还包括压土步骤。当第二浇筑步骤所浇筑的第二浇筑层30凝固后，便可以开始压土步骤。在压土步骤中，对施工沟槽200回填压实土，并且进行压土处理将压实土压平形成压土层50，以恢复施工沟槽200挖掘前的状态，保证地面的稳固坚实。

进一步地，管道的自密实材料回填方法还包括高度差控制步骤。为了保证浇筑过程中，管道100所受到的来自两侧的压力大致相同，因此管道100的两侧的浇筑需对称进行。管道100两侧的高度差不超过规定高度差，从而使得管道100不会受某一侧压力过大而产生损坏或偏移，有利于保证管道100安装的稳定性和精准度。在本实施方式中，规定高度差为10cm。在本发明的另外一些实施方式中，规定高度差也可以是其他值，该值与管道100的直径等因素有关，随着管道100的直径的增大，规定高度差也随之增大。只要能够满足足够的强度以及稳定性要求，规定高度差也可以适当增大。

本领域技术人员能够理解的是，可以对各个实施方式中的具体技术特征进行适应性地拆分或合并。对具体技术特征的这种拆分或合并并不会导致技术方案偏离本发明的原理，因此，拆分或合并之后的技术方案都将落入本发明的保护范围内。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道的自密实材料回填方法，其特征在于，包括：

管道安装步骤，对施工沟槽的底部进行找平处理，放置由第一自密实材料形成的管道支座，将管道设置在所述管道支座；

管道固定步骤，在管道的长度方向上间隔设置多个由所述第一自密实材料或第二自密实材料形成的固定支架；

第二自密实材料浇筑步骤，将所述第二自密实材料浇筑于放置有所述管道的施工沟槽；

其中，所述第一自密实材料的坍落度小于所述第二自密实材料的坍落度。

2.如权利要求1所述的管道的自密实材料回填方法，其特征在于，

第二自密实材料浇筑步骤包括：

分层高度确定步骤，根据施工沟槽的高度以及所述管道的设置高度，确定第一浇筑值和第二浇筑值；

第一浇筑步骤，对施工沟槽进行浇筑回填，浇筑的第二自密实材料的高度达到第一浇筑值时停止浇筑；

第二浇筑步骤，待所述第一浇筑步骤中浇筑的至少一部分第二自密实材料固化后，对所述施工沟槽继续浇筑回填，浇筑的第二自密实材料的高度达到第二浇筑值时停止浇筑；

浮力判断步骤，在浇筑第二自密实材料时，对所述管道所受的浮力与所述管道自身重力的大小进行实时的比较判断；

温控步骤，根据所述浮力判断步骤的比较结果，调节浇筑的第二自密实材料的温度。

3.如权利要求2所述的管道的自密实材料回填方法，其特征在于，第二自密实材料浇筑步骤还包括：

换热器放置步骤，根据确定的所述第一浇筑值，确定所述温控步骤中换热器的布置高度，将所述换热器集中水平布置在规定的高度范围内。

4.如权利要求3所述的管道的自密实材料回填方法，其特征在于，所述管道支座上设置有密度传感器，所述浮力判断步骤根据所述密度传感器所检测的第二自密实材料的密度信号，分析计算所述管道所受的浮力。

5.如权利要求4所述的管道的自密实材料回填方法，其特征在于，第二自密实材料浇筑步骤还包括：

配重抗浮步骤，向所述管道内通入液体，或者沿所述管道均匀设置多个配重部。

6.如权利要求2-5中任一项所述的管道的自密实材料回填方法，其特征在于，第二自密实材料浇筑步骤还包括：

压土步骤，对所述施工沟槽回填压实土，并且进行压土处理。

7.如权利要求4或5所述的管道的自密实材料回填方法，其特征在于，在所述温控步骤中，还根据所述密度传感器的检测信号，调节换热器的温度。

8.如权利要求4或5所述的管道的自密实材料回填方法，其特征在于，第二自密实材料浇筑步骤还包括：

密度传感器安装步骤，将所述密度传感器以规定的间隔距离，安装于所述换热器的下方。

9.如权利要求8所述的管道的自密实材料回填方法，其特征在于，第二自密实材料浇筑步骤还包括以下步骤：当所述密度传感器检测到的密度达到阈值，则停止所述温控步骤，并进入所述第二浇筑步骤。

10.如权利要求4或5所述的管道的自密实材料回填方法，其特征在于，所述密度传感器在所述第一浇筑值以下的不同高度位置分别安装有多个。

Images