第1章1-08-2-25

1、水工程施工（管道、構(gòu)筑物部分）金建華武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院第一章 給排水管材第一節(jié) 給水管材v一、金屬管材v二、非金屬管材第一章 給排水管材第一節(jié) 給水管材v一、金屬管材v（一）鑄鐵管(CIP) Cast iron pipev按材質(zhì)可分為灰口鑄鐵管和球墨鑄鐵管。v1. 灰口鑄鐵管(GCIP) Grey cast iron pipe 石墨成片狀，破口銀灰色，有砂型離心鑄造和連續(xù)鑄造兩種工藝。v離心鑄造v離心鑄造是將液體金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使液體金屬在離心力的作用下充填鑄型和凝固形成的一種鑄造方法。v為實(shí)現(xiàn)上述工藝過程，必須采用離心鑄造機(jī)創(chuàng)造使鑄型旋轉(zhuǎn)的條件。根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸在空間位置的不

2、同，常用的有立式離心鑄造機(jī)和臥式離心鑄造機(jī)兩種類型。 v立式離心鑄造v立式離心鑄造機(jī)上的鑄型是繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的，它主要用來生產(chǎn)高度小于直徑的圓環(huán)類鑄件，有時(shí)也可用此種離心鑄造機(jī)澆注異形鑄件。 1-澆包 2-鑄型 3-液體金屬 4-旋轉(zhuǎn)軸v臥式離心鑄造v臥式離心鑄造機(jī)的鑄型是繞水平軸旋轉(zhuǎn)的，它主要用來生產(chǎn)長度大于直徑的套類和管類鑄件。 1-澆包 2-澆注槽 3-鑄型 4-液體金屬 4-旋轉(zhuǎn)軸v連續(xù)鑄造v連續(xù)鑄造的工藝過程是，在結(jié)晶器的下端插入引錠，形成結(jié)晶器的底，當(dāng)澆入的金屬液面達(dá)一定高度后，開動拉錠裝置，使鑄錠隨引錠下降，上面不斷澆入金屬，下面連續(xù)拉出鑄錠。為使?jié)踩虢Y(jié)晶器的鐵水迅速凝固和保護(hù)結(jié)晶

3、器避免受熱過度，結(jié)晶器內(nèi)的冷卻水須有較快的流速。v連續(xù)鑄管的工藝與此相似，只是在結(jié)晶器的中央加內(nèi)結(jié)晶器，以形成鑄管的內(nèi)孔。1-澆包 2-澆口杯 3-結(jié)晶器 4-鑄錠 5-引錠v1. 灰口鑄鐵管(GCIP) Grey cast iron pipev砂型離心鑄鐵管的插口端設(shè)有小臺，用于擠密油麻、膠圈等接口填料。連續(xù)鑄鐵管的插口端沒有小臺，但在承口內(nèi)壁有突緣，仍可擠密填料。v1. 灰口鑄鐵管(GCIP) Grey cast iron pipe 接口形式有承插式和法蘭式。v1. 灰口鑄鐵管(GCIP) Grey cast iron pipev灰口鑄鐵管經(jīng)久耐用，強(qiáng)度大，可截?cái)嗍褂?，易開口（接支管），造

4、價(jià)低，生產(chǎn)工藝簡單。v質(zhì)地較脆，抗沖擊和抗震能力差，接口易漏水，易產(chǎn)生水管斷裂和爆管事故，且重量較大。vDN400以下，1998年建設(shè)部等6部委下文淘汰，目前以禁用， DN400以上以后也要逐漸淘汰。v2. 球墨鑄鐵管(DCIP) Ductile cast iron pipe 延性鑄鐵管 由于加入鎂或稀土鎂合金球化劑，石墨結(jié)晶體呈球狀，故稱球墨鑄鐵。與灰口鑄鐵管相比，球墨鑄鐵管機(jī)械性能有很大提高，具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸率，其強(qiáng)度接近于鋼管，抗腐蝕性能遠(yuǎn)高于鋼管。球墨鑄鐵管重量較輕（壁厚較小），很少發(fā)生爆管、滲水和漏水現(xiàn)象。 v（二）鋼管(SP) Steel pipe v鋼管有無縫鋼管和焊接鋼

5、管兩種。v焊接鋼管有兩種成形工藝，即直縫焊管與螺旋焊管。v鋼管的特點(diǎn)是能耐高壓、耐振動、重量較輕、單管的長度大和接口方便，但承受外荷載的穩(wěn)定性差，耐腐蝕性差，管壁內(nèi)外都需有防腐措施，造價(jià)較高。通常只在大管徑（DN600以上）和水壓高處，以及因地質(zhì)、地形條件限制或穿越鐵路、河谷和地震區(qū)時(shí)使用。v螺旋焊管v螺旋焊管v二、非金屬管v（一）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管(PCP) Prestressed concrete pipev包括管芯纏絲預(yù)應(yīng)力管(又稱三階段管)(CTPCP)、振動擠壓預(yù)應(yīng)力管(又稱一階段管)(PVCP)、預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管(PCCP) 。其中預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管是前者的新一代產(chǎn)品。v預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土

6、管能夠節(jié)省鋼材和造價(jià)，耐腐蝕，管壁光滑不易結(jié)垢，但重量大，材質(zhì)脆，運(yùn)輸中易損傷，不宜開口接管，不宜截?cái)嗍褂?。v（一）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管(PCP) v1. 一階段管 v一階段管的制管過程是先把作為環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲的鋼筋骨架放到裝配好的管模中，布置上縱向鋼筋，用電熱法或機(jī)械法使縱向鋼筋獲得預(yù)應(yīng)力，然后澆注砼，此后向特制的橡膠內(nèi)膜中注水升壓，使膠模膨脹，砼、外模和鋼筋一道膨脹變形，把砼中水份排擠掉。環(huán)向鋼筋獲得了預(yù)應(yīng)力，并立即進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，待砼凝固后將內(nèi)模中的水壓泄放，脫外模即成產(chǎn)品。v 此種工藝的特點(diǎn)是強(qiáng)度及抗?jié)B性較好，管壁較薄，但外模合縫處容易漏漿，修補(bǔ)率高，承口要磨削加工。 v（一）預(yù)應(yīng)力鋼筋混

7、凝土管(PCP) Prestressed concrete pipev2. 三階段管 v三階段管是指一根管材分三個階段制成，先做成一個帶縱向預(yù)應(yīng)力的砼管芯，管芯外纏環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，然后作水泥沙漿保護(hù)層。v此種工藝建廠費(fèi)用低，宜于流動性生產(chǎn)，唯抗?jié)B性能差，修補(bǔ)率高，管壁較厚。v3.預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管(PCCP)v預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管是在帶鋼筒（薄鋼筒的厚度約1.5mm左右）的砼管芯上，纏繞一層或二層環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，并作水泥砂槳保護(hù)層而制成的管子。由于管芯中嵌入了一層薄壁鋼筒，實(shí)質(zhì)上是一種鋼板與預(yù)應(yīng)力砼的復(fù)合管材，它比一階段、三階段預(yù)應(yīng)力管具有較好的抗?jié)B性。它的開發(fā)應(yīng)用已有半個多世紀(jì)的歷史，這一技術(shù)是法國B

8、onna公司最先研制的，到上世紀(jì)四十年代歐、美競相開發(fā)，目前美國、加拿大是世界上推廣使用預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管最多的國家，廣泛應(yīng)用于城市輸配水干管、火電站供水管、水利工程、雨污水干管、工業(yè)供水及廢水管線等方面，目前世界上規(guī)模最大的利比亞“人工河”第一期工程，全長1900km，就是使用直徑4m、工作壓力2.8Mpa的預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管敷設(shè)，工程全部完工后運(yùn)行情況良好。v（二）自應(yīng)力鋼筋混凝土管(SSCP) Self stressing concrete pipe v自應(yīng)力管是用自應(yīng)力砼并配置一定數(shù)量的鋼筋制成的。制管用的自應(yīng)力水泥是用425號或525號普通硅酸鹽水泥、325或425號礬土水泥和二水石膏，按適

9、當(dāng)比例加工制成，所有鋼筋為低碳冷拔鋼絲或鋼絲網(wǎng)。 v國內(nèi)生產(chǎn)的自應(yīng)力管規(guī)格主要在100600mm之間，由于工藝簡單，制管成本較低，有100多個生產(chǎn)廠家，年產(chǎn)量近1000km，但由于自應(yīng)力鋼筋混凝土管會后期膨脹，可能使管材疏松，只可用在郊區(qū)或農(nóng)村等水壓較低的次要管線上。v自應(yīng)力管可開口接管，可截?cái)嗍褂?。因抗壓抗彎性能較差，不宜敷設(shè)在車行道下。v（三）石棉水泥管(ACP) Asbestos cement pipev石棉水泥管用做給水管具有耐腐蝕性強(qiáng)、重量輕、并有一定抗震性能的管材。但石棉水泥管的管徑小，一般做為支管使用。v石棉水泥管大多為平口，用套環(huán)連接。v石棉水泥管不易傳聲，管道使用時(shí)，聽漏工作

10、較困難。由于不導(dǎo)電，也無法使用尋管器尋管。v（四）硬聚氯乙烯塑料管(UPVC) Unplasticized poly vinyl chloride pipev UPVC管化學(xué)穩(wěn)定性好，不受環(huán)境因素和管道內(nèi)輸送介質(zhì)成分的影響，耐腐蝕性能好；水力性能好，管道內(nèi)壁光滑，阻力系數(shù)小，不易積垢：相對于金屬管材，密度小，材質(zhì)輕；施工安裝方便，維修容易；是目前國內(nèi)替代鍍鋅鋼管和灰口鑄鐵管的主要管材之一。v UPVC管管材較脆，在不均勻受力條件下容易爆管。 v（五）聚乙烯管(PE) Polyethylene pipev PE管除具有UPVC管的優(yōu)點(diǎn)外，該管屬柔性管，對小口徑管可用盤管供應(yīng)，運(yùn)輸、敷設(shè)方便，連接

11、時(shí)采用熱熔對接，可將管道連接長達(dá)數(shù)百米進(jìn)行彈性敷設(shè)。為此，可利用PE管的這種特性對已敷設(shè)的舊管道進(jìn)行改造，也就是將PE管連續(xù)送入舊管道內(nèi)作為舊管道的內(nèi)襯。利用這種方法對舊管道進(jìn)行改造，施工方便，價(jià)格低廉，且可不進(jìn)行路面開挖。v（六）玻璃鋼管(GRP) Glass reinfoced plasticsv以樹脂作為粘結(jié)劑，玻璃絲布纏繞而成。玻璃鋼管耐腐蝕，水力性能好(粗糙系數(shù)小)，重量輕(鋼管的14左右，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的15110)，雙膠圈接口，水密性能好，施工簡便。v夾砂玻璃鋼管：為降低價(jià)格，提高管道的剛度，國內(nèi)一些廠家生產(chǎn)夾砂玻璃鋼管，在原水輸送和城市給水管網(wǎng)中應(yīng)用。v三、選擇給水管的決定

12、因素v承受內(nèi)壓v外部荷載v地質(zhì)條件v施工條件v當(dāng)?shù)毓懿墓?yīng)情況第一章 給排水管材第二節(jié) 排水管材v一、鋼管及鑄鐵管v 適用于受高內(nèi)壓、高外壓或?qū)節(jié)B漏要求特別高的場合，如泵站的進(jìn)出水管，穿越其他管道的架空管，穿越鐵路、河流、谷地等。v二、混凝土管及鋼筋混凝土管v混凝土管的直徑一般不超過450mm，長度1m，當(dāng)直徑較大時(shí)，為了增加管子強(qiáng)度，加鋼筋制成鋼筋混凝土管。v鋼筋混凝土管分為輕型管和重型管，長度多為2m，主要根據(jù)荷載不同而選用。v混凝土管和鋼筋混凝土管的構(gòu)造形式有承插式、 平口式、圓弧口式、企口式四種。v二、混凝土管及鋼筋混凝土管v這種管制作方便，造價(jià)較低，耗費(fèi)鋼材少，室外排水中使用廣泛。

13、這種管材的主要缺點(diǎn)是，易被含酸、堿廢水侵蝕；重量較大，因而搬運(yùn)不便；管節(jié)長度短，接口較多等。v三、陶土管、缸瓦管v陶土管是粘土成型經(jīng)焙燒而成，表面無釉。v缸瓦管由粘土成型經(jīng)焙燒而成，有單面釉和雙面釉兩種產(chǎn)品，接口方式有承插式和套環(huán)式?？膳欧艔?qiáng)酸、強(qiáng)堿廢水。v四、陶瓷管v由高嶺土成型經(jīng)焙燒而成，外形與缸瓦管相同，能排除氫氟酸、氟硅酸以外所有強(qiáng)酸。v五、硬聚氯乙烯排水管(UPVC)v硬聚氯乙烯排水管有雙壁波紋管、加筋管、中空壁螺旋纏繞管和平壁管四種產(chǎn)品。一般采取承插粘接。 v五、硬聚氯乙烯排水管(UPVC)v五、硬聚氯乙烯排水管v硬聚氯乙烯排水管具有重量輕、價(jià)格低、阻力小、排水量大、耐腐蝕、安裝方

14、便等優(yōu)點(diǎn)。第二章 室外地下管道開槽施工第一節(jié) 溝槽開挖v一、施工前的準(zhǔn)備工作v（一）技術(shù)準(zhǔn)備v1.熟圖v2.初審v在管道工種內(nèi)組織有關(guān)人員詳細(xì)核對圖紙細(xì)節(jié)。v3.內(nèi)部會審v施工企業(yè)各工種協(xié)調(diào)。v4.綜合會審v由建設(shè)單位或委托監(jiān)理單位主持，設(shè)計(jì)、施工三方開會，參加工程的多個施工企業(yè)協(xié)商。v（一）技術(shù)準(zhǔn)備v（1）設(shè)計(jì)是否符合國家有關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策v（2）圖紙、說明是否有矛盾v（3）設(shè)計(jì)是否符合施工技術(shù)裝備條件v（4）核對是否有特殊材料，品種、規(guī)格、數(shù)量能否滿足要求v最后簽署文件v（二）施工機(jī)具及材料的準(zhǔn)備v（三）水電準(zhǔn)備v（四）安全措施v二、施工放線v（一）施工放線的任務(wù)v根據(jù)施工要求，在管道沿線

15、設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)和控制樁，測定管道中心位置。v（二）施工放線的步驟v1.確定管道走向（實(shí)地勘察）v（1）檢查設(shè)計(jì)是否正確反映現(xiàn)場實(shí)際v（2）了解管道走向全貌v（3）了解管道沿線是否有障礙物v2.確定管道中心線v管線起止點(diǎn)及各轉(zhuǎn)折點(diǎn)定出以后，從線路起點(diǎn)開始量距，沿管道中心每隔50m釘一根木樁(里程樁)。v按照不同精度要求，可用鋼尺或皮尺量距離，鋼尺量距時(shí)用經(jīng)緯儀定線。起點(diǎn)樁編號為0+000，如每隔50m釘一中心樁，則以后各樁依次編號為0+050，0+100， ，如遇地形變化的地方應(yīng)設(shè)加樁，如編號為0+270。閥門井、檢查井處也要設(shè)樁。終點(diǎn)樁為0+330，表示此樁離開起點(diǎn)330m。樁號用紅漆寫在木樁側(cè)面

16、。v根據(jù)中心位置和槽口開挖寬度，在地面上灑灰線標(biāo)明開挖邊界。 v由于管道中線樁在施工中要被挖掉，為了便于恢復(fù)中線和附屬構(gòu)筑物的位置，應(yīng)在不受施工干擾、易于保存樁位的地方，測設(shè)施工控制樁。管線施工控制樁分別為中線控制樁和井位等附屬構(gòu)筑物位置控制樁兩種。中線控制樁一般是測設(shè)在中線的延長線上。井位控制樁則測設(shè)于管道中心線的垂直線上。v控制樁可采用大木樁，釘好后必須采取適當(dāng)保護(hù)措施。v（二）施工放線的步驟v3.用水準(zhǔn)儀測定高程v開槽鋪設(shè)管道的沿線臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，每200m不宜少于1個。v施工放線后，應(yīng)繪制管路縱斷面圖，按設(shè)計(jì)埋深、坡度，計(jì)算出挖深。 v三、確定溝槽斷面尺寸v溝槽斷面可分為直槽 (邊坡坡度一

17、般為20：1）、梯形槽(大開槽)和混合槽等。還有適合兩條或兩條以上管道埋設(shè)的聯(lián)合槽。v 溝槽底寬 BD1十2(b1+b2+b3)vD1管道結(jié)構(gòu)的外緣寬度（基礎(chǔ)寬度）(m m)vb1管道一側(cè)工作面寬度(m m)vb2管道一側(cè)支撐厚度，可取150200mmvb3管道一側(cè)模板厚度(m m)溝槽底部管道一側(cè)工作面寬度b1注：槽底設(shè)排水溝時(shí)， b1應(yīng)適當(dāng)增加管道結(jié)構(gòu)的外緣寬度D1(m m) D1 500 500 D1 10001000 D1 150015000，則釘在板 上方；如調(diào)整數(shù)0，則釘在板下方。v安管前，按坡度板上高程釘掛高程線(至少是3塊坡度板)，用眼“串”一下，看有無折線；根據(jù)給定的高程下反數(shù)，在高程尺上量好尺寸，刻上標(biāo)記，經(jīng)核對無誤后，再進(jìn)行安管。將高