玻璃纖維增強塑料頂管結(jié)構(gòu)設(shè)計論文
時間:2022-04-14 10:16:57
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1工程概況
本工程位于天津市北辰區(qū)北辰西道沿線,工程內(nèi)容主要包括沿北辰西道自東向西新建一排d1000mm~d1200mm的污水重力流管道,總長約4.4km。北辰西道污水干管收水范圍西起新京福路、京滬高鐵、東至南曹鐵路,北起七緯路、南至津霸線共計約14.7km2。收集污水主要包含生活污水和工業(yè)廢水。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研情況可知,由于企業(yè)污水排放含有腐蝕性物質(zhì),導致現(xiàn)狀鋼筋混凝土管出現(xiàn)破損、滲漏現(xiàn)象嚴重。結(jié)合本工程實際情況,在管材選取上采用耐腐蝕性好的玻璃鋼夾砂管。由于北辰西道為現(xiàn)狀道路,兩側(cè)存在房屋、高壓鐵塔,同時管道沿線需要穿越京滬高鐵、京福公路等重要節(jié)點,且管道埋深均在5m以上,因此本工程采用玻璃纖維增強塑料頂管全線頂管施工。管道施工段地層土質(zhì)自上至下分別為素填土、粉土、黏土、粉質(zhì)黏土,管道穿越的地層主要為黏土和粉質(zhì)黏土。
2玻璃纖維增強塑料頂管管材結(jié)構(gòu)參數(shù)計算
為保證全線玻璃纖維增強塑料頂管施工的安全性,施工前對管道的結(jié)構(gòu)進行驗算,通過驗算得出安全可靠的管材數(shù)據(jù),為后期實際施工做好有利的理論數(shù)據(jù)支撐。根據(jù)設(shè)計條件、GB/T21492—2008《玻璃纖維增強塑料頂管》及管材廠家提供管道試驗參數(shù),本工程設(shè)計確定的玻璃纖維增強塑料頂管管材在設(shè)計計算中所用的基本參數(shù)。
3管道接口構(gòu)造設(shè)計
針對該工程的特點,對原玻璃鋼夾砂頂管接口進行改造。管道采用承插口連接方式,管道承口是由鋼套環(huán)經(jīng)打磨除銹處理,涂刷一層樹脂防腐,鋼套環(huán)與管道接縫處用樹脂膩子填補縫隙,外層用玻璃纖維和樹脂糊制。在管道接口防水處理方面主要采用雙膠圈連接、實木墊塊、橡膠墊塊3種物質(zhì)對接口聯(lián)合密封,起到防水保壓的作用,保證管道接口處無滲漏。這種接口的主要特點有以下幾點。
1)防滲性能好。通過楔形膠圈和球形膠圈的雙膠圈使用,即使在有一定偏角的情況下仍能夠很好地起到防滲的作用。
2)安裝連接簡單方便。多級臺階構(gòu)造、承插口連接,使得現(xiàn)場施工易于操作。
4施工情況分析及注意事項
在本次施工中頂管最大一次性頂離達到120m(理論計算值100m),頂管單節(jié)長度為6m。施工中為保證安全性,采取注漿減阻措施,通過注漿處理后將管道外壁與土壤的平均摩擦阻力fk從4.5kN/m2降低至3.2kN/m2,進而更有效保證頂管的施工安全。通過良好的注漿處理增大管道的理論頂進距離,但是此方法有一定風險性,施工中實際頂進距離不宜超出理論計算一次頂進距離。通過本次玻璃纖維增強塑料頂管施工發(fā)現(xiàn),由于頂管施工需要進行糾偏工作,而糾偏會導致管材管口承受力面減小,小管徑玻璃鋼夾砂管頂管的壁厚較小,所以在設(shè)計時應充分考慮糾偏影響,適當加大管道的壁厚,保證施工過程安全可靠;大管徑玻璃鋼夾砂頂管的壁厚較大,可以不考慮增加壁厚。本次施工中未發(fā)生由于糾偏導致管道破損情況,進一步證明管道設(shè)計參數(shù)滿足施工要求。工程中頂管工作坑均采用沉井施工,并設(shè)置單排止水帷幕。避免明開挖基坑和降水對周邊房屋、道路的不利影響。頂管施工完成后沉井基坑直接作為檢查井使用,減少后期二次澆注檢查井的工作,但是由于沉井施工的工作周期較長對本工程整體工期有一定影響。
5結(jié)語
通過工程前期對d1000mm~d1200mm玻璃纖維增強塑料頂管的理論計算,保證4.4km污水干管全線頂管施工的順利完成,其中單程頂進最大距離達120m,進而使得管道的理論計算成功應用到實際工程之中。與此同時,采用玻璃纖維增強塑料頂管施工還具有工期短、施工便捷及節(jié)省地下空間等優(yōu)點。本工程對促進非開挖技術(shù)和玻璃鋼管道行業(yè)的發(fā)展起到積極的推進作用。
作者:周乃磊陸峰峰單位:中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司