?、诓捎猛谀啻_(kāi)溝挖泥船的類型根據(jù)土質(zhì)選定。各類粘性土壤可選用絞吸式挖泥船,抓斗式挖泥船或輪斗式挖泥船。非粘性土壤可選用吞口式挖泥船。
③采用水力吸泥器或空氣吸泥器水力及空氣吸泥器的作用原理和射流泵一樣,是利用高壓水或壓縮空氣通過(guò)一個(gè)噴嘴,在管內(nèi)造成負(fù)壓產(chǎn)生吸力將泥砂送出水面(圖2—9—33)。
這種方式適用于砂性土壤。對(duì)于粘土或較堅(jiān)硬的土壤應(yīng)配備射水裝置,先碎土、再吸泥,也同樣達(dá)到較好的效果。
?、鼙崎_(kāi)溝適用于基巖河床的水下開(kāi)溝以及不適宜機(jī)械開(kāi)挖的軟性土層。爆破法無(wú)需大量機(jī)具和人工,施工期較短,對(duì)于小型管道的水下溝槽,爆破后即成溝型。對(duì)于口徑較大的管道溝槽往往是采用爆破和其他方法配合進(jìn)行,先爆破起松后,再用其他方法開(kāi)挖。
(3)水下管道敷設(shè)
?、俸拥淄线\(yùn)敷設(shè)當(dāng)密封管體的自重大于水的浮力時(shí),將自然下沉至河底。施工時(shí)先測(cè)量已開(kāi)挖溝槽位置,在河岸邊預(yù)先把穿越管道拼裝成整體,然后通過(guò)對(duì)岸的牽引設(shè)備拖運(yùn)至河底溝內(nèi)。
牽引設(shè)備應(yīng)與拖運(yùn)管道保持較小的高差,設(shè)于水下管道軸線上。此方法一般適用于口徑小于φ400的鋼管。
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②浮運(yùn)下管 當(dāng)密封管段的自重小于水的浮力時(shí),可采用浮運(yùn)下管方法。
施工前將穿越管道預(yù)制成整體,并在河的兩岸,用牽引設(shè)備將管段漂移至水下溝橫的上方位置,然后往管段內(nèi)灌水使其沉入水底溝槽中。由于在往管段內(nèi)灌水過(guò)程中,管段會(huì)產(chǎn)生不均勻下沉,因此灌水過(guò)程應(yīng)緩慢、均勻,應(yīng)考慮若干個(gè)進(jìn)水點(diǎn)和排氣孔。
圍堰法敷設(shè)管道比帶水敷設(shè)方便得多,與陸地上施工的主要區(qū)別是吊裝設(shè)備無(wú)法進(jìn)入圍堰地區(qū),所以一般采用河底拖運(yùn)法施工,可以整體拖運(yùn)至溝內(nèi),也可以逐段拖運(yùn)、拼裝。
對(duì)于中小型河流水下管道敷設(shè),一般采用圍堰法開(kāi)溝敷管。帶水開(kāi)溝敷管不僅施工困難,而且工程質(zhì)量難以保證,應(yīng)盡量少用。
(4)水下管道敷設(shè)要求水下管道是由河底管和引管二部分組成的倒虹吸管(圖2—9—34)。
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?、佼?dāng)河底管選用雙管時(shí),兩管之間應(yīng)保持50毫米間距,以利檢修。河底管敷設(shè)深度0.8~1.5米。為防止管道不均勻下沉,應(yīng)保持較大坡度,一般選用10%以上,管道坡向成弧形。水井一般位于河床中間,有條件時(shí)應(yīng)盡可能安裝在臨近河岸的位置。水井梗安裝于河底管內(nèi)部,延伸至河岸操作室內(nèi)。
?、谠谕瓿珊拥撞糠止艿婪笤O(shè)后再安裝引管(河岸部分)。
河流兩岸引入管均設(shè)操作坑??觾?nèi)設(shè)抽水泵、閥門和波形補(bǔ)償器,然后連接Y型三通管合并為一根管道與岸上地下管連通。
?、垡蛩鹿艿罊z修難度大,對(duì)河底管道的強(qiáng)度和防腐應(yīng)作特殊處理。
(a)鋼管焊縫(特別是環(huán)向焊縫)必須嚴(yán)格按照二級(jí)以上焊接規(guī)程要求進(jìn)行,對(duì)每條焊縫必須進(jìn)行無(wú)損探傷和X光拍片檢查。最后進(jìn)行氣密性試驗(yàn),試驗(yàn)氣壓應(yīng)按正常數(shù)據(jù)提高一倍。河底管道多數(shù)整體牽引敷設(shè),會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)向焊縫的彎曲應(yīng)力集中,故應(yīng)作加強(qiáng)措施。在環(huán)向焊縫外壁均布加強(qiáng)筋(圖2—9—35),效果較為理想。加強(qiáng)筋的鋼材應(yīng)與鋼管材料相同。
加強(qiáng)筋的數(shù)量至少四條,隨鋼管口徑的增加而相應(yīng)增多。
鋼管環(huán)向焊接處的加強(qiáng)筋不僅用于河底管,同樣可以使用于其他地下鋼管中。各種口徑鋼管配筋數(shù)參見(jiàn)表2—9—6。
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公稱管徑(毫米) | φ200 | φ300 | φ400 | φ500 | φ600 | φ700 | φ800 | φ900 | φ1000 |
加強(qiáng)筋板(條) | 4 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 |
(b)鋼管的防腐絕緣層。應(yīng)選用四油三布加強(qiáng)處理,表面均應(yīng)電火花測(cè)試合格。水井梗的防腐要求與鋼管相同。
(c)水下管道敷設(shè)后溝槽的回墊土比較松軟,存在著較大空隙,加上竣工后由于河水流動(dòng)、沖刷,將大大減少管線表面的蓋土層,帶水敷設(shè)回墊土的效果更差,因此水下管道的防浮處理顯得十分重要。據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹,水下管道的破裂大多數(shù)是由于管道荷重不夠,管道上浮而產(chǎn)生的。
考慮到水下回墊土層的不穩(wěn)定,所以一般埋設(shè)深度應(yīng)大于河底沖刷以下0.5米位置;同時(shí)必須附加重塊防浮。驗(yàn)算中可將覆蓋土層荷重忽略不計(jì),作為安全因素。附加重塊可按下式計(jì)算:
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式中 P——單位長(zhǎng)度管道上的附加重塊的質(zhì)量(公斤/米);
Q——單位長(zhǎng)度管道在空氣中的質(zhì)量(公斤/米);
q——單位長(zhǎng)度管道密封狀態(tài)下浮力(牛/米);
p——單位長(zhǎng)度管道上附加重塊浮力(牛/米);
g——重力加速度(米/秒2);
K——安全系數(shù)取1.2~1.5(水流湍急采用較高數(shù))。
附加重塊可用鑄鐵或鋼筋混凝土制成馬鞍式或鉸鏈?zhǔn)狡胶鈮K(見(jiàn)圖2—9—36)。用此種附加重塊穩(wěn)管較簡(jiǎn)便,但由于數(shù)量不多容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,而且不能很好固定于管道表面,對(duì)于水流急、河床不穩(wěn)定地區(qū)不宜使用。
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也可在回墊土層上用水泥(配鋼筋)灌注成連續(xù)覆蓋層。此種方法對(duì)管道載荷均勻,但施工較為困難。也有采用鋼制框架穩(wěn)管或用抱箍穩(wěn)管(詳見(jiàn)第9章安全施工技術(shù))。
(5)頂管施工在穿越水流急、寬度大、航運(yùn)繁忙的江河時(shí),目前較多采用頂管施工法。由于頂管施工可避免與河流直接接觸,施工時(shí)不受航運(yùn)干擾,因此逐步為穿越大中型江河的主要施工形式。頂管施工示意圖見(jiàn)圖2—9—37。
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3.大跨度管橋施工法
當(dāng)受到河流船舶通行,管橋的支墩的設(shè)置受到局限,其跨距較大,無(wú)法滿足穿越鋼管的強(qiáng)度和剛度要求,此類稱之為大跨度管橋可采用以下施工方法: