周 標(biāo)

（廣西路橋工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530000）

近年來(lái)我國(guó)城市內(nèi)澇的事件頻頻發(fā)生，城市在一定程度上陷入癱瘓，交通受到阻礙，嚴(yán)重影響人民群眾的生產(chǎn)和生活。由于城市人口的急速膨脹，基建設(shè)施不斷地增多，原有的城市排水管線工程已經(jīng)不能滿足日常的排水需求，遇到暴雨極易導(dǎo)致城市內(nèi)澇，對(duì)人民財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失，大管徑鋼筋混凝土排水管道有著更加強(qiáng)大的抗?jié)衬芰?，既能滿足城鎮(zhèn)居民的日常排水，又能滿足排澇的需求。故對(duì)城市排水系統(tǒng)采用大管徑鋼筋混凝土管道勢(shì)在必行[1]。

本文詳細(xì)介紹了大管徑鋼筋混凝土排水管道的施工過(guò)程，對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決方式進(jìn)行歸納總結(jié)，有助于大管徑鋼筋混凝土排水管道工程的施工更快捷、更安全地進(jìn)行。

1 工程概況

南寧市夏林路（壇澤路-陽(yáng)峰路）位于南寧市東南部五象新區(qū)良慶鎮(zhèn)片區(qū)范圍內(nèi)的道路，路線西起壇澤路，東至陽(yáng)峰路。雨水管渠全長(zhǎng)1967m(不含雨水口聯(lián)接管)，管徑d800mm～d2800mm，雨水檢查井61 座，出水口1 座，進(jìn)水井83 座。其中d2800 企口雨水管雨水管道全長(zhǎng)755m，d2800 混凝土排水管道一節(jié)長(zhǎng)2m，管道厚度280mm，全段d2800 大管徑鋼筋混凝土采用汽車吊吊運(yùn)安裝。本文從汽車吊的選用、鋼絲繩的選用、翻管過(guò)程及受力分析、管道安裝施工細(xì)節(jié)等方面介紹大管徑鋼筋混凝土排水管道的安裝施工[2]。

2 施工中吊車選用分析

2.1 鋼筋混凝土排水管道重量計(jì)算

根據(jù)圓的體積公式V=Sh，使用管道外徑的體積減去管道內(nèi)徑體積，得到管道實(shí)際的體積，再乘以鋼筋混凝土的單位質(zhì)量，搜查資料可以得出，1m3鋼筋混凝土重量為2551kg，即2.551t。d2800 管道外徑為1.4+0.28=1.68m，管道內(nèi)徑為1.4m，具體計(jì)算如下：

2.2 吊裝半徑計(jì)算

根據(jù)基坑開(kāi)挖方案，使用全站儀測(cè)量管道中心線到吊車重心位置的距離，定為吊裝半徑，根據(jù)測(cè)算，在基坑邊最遠(yuǎn)吊裝半徑為24m。

2.3 確定吊車

汽車吊要有計(jì)算依據(jù)，若選用的吊車過(guò)小，則起吊時(shí)存在翻車的風(fēng)險(xiǎn)，若選用的吊車過(guò)大，則臺(tái)班費(fèi)過(guò)大，不利于節(jié)約成本，根據(jù)已經(jīng)確定的管道重量以及最遠(yuǎn)吊裝半徑，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)吊車信息平臺(tái)搜索吊車的參數(shù)，從適合吊重的25t 吊車依次往上搜索，選用最適合的汽車吊。

很顯然，25t 汽車吊在24m 的吊裝半徑，遠(yuǎn)不能吊起14t 的大管道，依次往上搜索吊車型號(hào)后，最終選定使用160t 的汽車吊，方能安全地起吊并安裝d2800混凝土排水管道[3]。

3 施工中鋼絲繩選用分析

3.1 鋼絲繩受力分析

大型管道吊裝使用兩根鋼絲繩在管道兩側(cè)對(duì)稱起吊，吊裝前要求鋼絲繩與管道上部平面的夾角大于45°。因?yàn)閵A角越小，單根鋼絲繩所受到的拉力越大，在吊裝過(guò)程中，以鋼絲繩的最大受力情況作為參考，具體受力分析如圖1。

圖1 鋼絲繩受力分析圖

通過(guò)三角函數(shù)，計(jì)算出鋼絲繩受力，具體計(jì)算如下：

管道吊裝過(guò)程中，鋼絲繩最大受力為97.57KN。

3.2 鋼絲繩直徑選用分析

根據(jù)相關(guān)類似規(guī)范《石油化工大型設(shè)備吊裝工程規(guī)范》GB 50798-2012 查出[4]：鋼絲繩的使用安全系數(shù)應(yīng)達(dá)到以下規(guī)定：作拖拉繩時(shí)，應(yīng)≧3.5；作卷?yè)P(yáng)機(jī)走繩時(shí)，應(yīng)≧5；作捆綁繩扣使用時(shí)，應(yīng)≧6；作系掛繩扣時(shí)，應(yīng)≧5；作載人吊籃時(shí)，應(yīng)≧14。大型管道吊裝的鋼絲繩屬于捆綁繩扣使用。故所選取的安全系數(shù)應(yīng)≧6，鋼絲繩最大受力為97.57KN，故所選取的鋼絲繩最小破斷力應(yīng)為97.57×6=585.42KN，現(xiàn)場(chǎng)吊裝所用鋼絲繩種類為6×31WS+FC 纖維芯鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為1960MPa，根據(jù)規(guī)范《重要用途鋼絲繩》（GB 8918-2006），查出滿足最小破斷力6 倍安全系數(shù)的鋼絲繩為直徑32mm 的鋼絲繩[5]。

4 翻管施工時(shí)受力分析

在管道運(yùn)輸過(guò)程中，為了運(yùn)輸?shù)陌踩紤]，管道的圓面平行放置于運(yùn)輸車平板上。管道安裝前需先將管道從運(yùn)輸車上卸落到地面上，接著翻轉(zhuǎn)管道，使管道的圓面垂直于水平面，之后才能將管道吊運(yùn)至基坑指定位置進(jìn)行安裝。

4.1 剛起吊階段受力分析

主要有4 個(gè)力，管道本身的重力G，鋼絲繩的牽引力F1，鋼絲繩與管道的摩擦力F2，鋼絲繩內(nèi)力F3。此時(shí)F1 提供向上的提升力，管道在F2 的作用下一頭開(kāi)始脫離地面。（如圖2）

圖2 剛起吊階段翻管過(guò)程圖

4.2 管道與地面呈45°階段

主要有3 個(gè)力，管道本身的重力G，鋼絲繩的牽引力F1，鋼絲繩內(nèi)力F3。鋼絲繩與管道的摩擦力F2 剛好處于臨界點(diǎn)等于0。（如圖3）

圖3 管道與地面呈45°階段翻管過(guò)程圖

4.3 管道與地面呈45°階段到降落放平段

主要有4 個(gè)力，管道本身的重力G，鋼絲繩的牽引力F1，鋼絲繩與管道的摩擦力F2，鋼絲繩內(nèi)力F3。此時(shí)摩擦力F2 提供一個(gè)緩沖力，避免管道突然降落造成管道碎裂，并且起到保護(hù)汽車吊的作用。（如圖4）

圖4 降落放平段翻管過(guò)程圖

4.4 管道吊裝至基坑段

通過(guò)汽車吊吊運(yùn)管道至基坑底，之后安裝管道。

5 管道安裝施工流程

將管道調(diào)運(yùn)至基坑底后，開(kāi)始進(jìn)行管道安裝，具體安裝施工細(xì)節(jié)如下。

5.1 建立基準(zhǔn)線

安裝施工前，先使用全站儀測(cè)出管道中心線，然后需要設(shè)置一道安裝基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線要與管道中心線平行，且需要設(shè)置在大于管徑30cm 處。安裝基準(zhǔn)線的主要作用是控制管道安裝的軸線偏差。另外，需要在溝槽邊設(shè)立水準(zhǔn)儀，以控制管道的安裝標(biāo)高。

5.2 排管

排管時(shí)遵循逆流方向排放原則，施工方向亦為從深及淺、從下游往上游安裝，保證承口在前邊，插口方向與水流方向一致，以更好地保證工程質(zhì)量，減少滲漏隱患。

將管沿準(zhǔn)備鋪設(shè)的管線一側(cè)排放好，并留出檢查井位置，排放過(guò)程中，防止管碰撞受損。排放場(chǎng)地應(yīng)平整，為防止?jié)L動(dòng)，兩側(cè)前后兩端應(yīng)采用斜木楔固定。

5.3 清管、上膠圈

將待安裝的管道承口內(nèi)壁及插口外壁刷凈，選擇合適的橡膠密封圈，需要提前將橡膠圈套在管節(jié)插口，并且在承口內(nèi)涂抹非油質(zhì)潤(rùn)滑劑，同時(shí)，施工時(shí)要采取有效的防護(hù)措施，以防止橡膠圈受到損傷。橡膠密封圈不得與油類接觸，且應(yīng)安放在陰涼、清潔環(huán)境下，不得在陽(yáng)光下暴曬。

5.4 下管

混凝土管道吊裝前，需先檢查：（1）吊車的基礎(chǔ)、路基是否符合要求。（2）吊車的起升高度、重量是否達(dá)到吊裝所需要求。（3）吊車各安全裝置、防護(hù)裝置是否齊全、操作系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)是否正常。（4）吊車的吊鉤、鋼絲繩、頂端固定情況是否正常。（5）繩卡、卡具等是否有變形、裂紋、磨損等異常情況。（6）吊車周圍環(huán)境及起重范圍內(nèi)有無(wú)障礙物，如高壓線、電塔等。

為避免施工時(shí)管道混凝土受到損傷，管道吊裝時(shí)采用鋼絲繩，其外圈加墊20mm 厚膠墊。吊裝前應(yīng)找出管體重心并做出標(biāo)記，以便于吊裝安全進(jìn)行。下管時(shí)應(yīng)使管節(jié)承口迎向流水方向。另外，下管、安管均不得擾動(dòng)管道基礎(chǔ)。

5.5 穩(wěn)管

為防止管道橫向移動(dòng)，需要在管道兩側(cè)用兩組4個(gè)楔形混凝土墊塊以90°角支撐，其縱向位置為每組距管端1/5 處。穩(wěn)管時(shí)，為減少錯(cuò)口現(xiàn)象，施工人員要先進(jìn)入管內(nèi)檢查對(duì)口情況。確保管內(nèi)底高程偏差控制在±10mm 內(nèi)，中心偏差≦10mm，相鄰管內(nèi)底錯(cuò)口≦3mm。

5.6 鎖管

為防止安裝第二節(jié)管道時(shí)造成第一節(jié)管道移動(dòng)，在安裝第一節(jié)管道時(shí)，要先在管道軸線外邊線處向地下釘入兩根木樁，以達(dá)到固定管道的作用。在每節(jié)管道安裝、調(diào)整完畢后，需人工在管道徑向兩側(cè)填入碎石并壓實(shí)，然后方可解除吊裝，另遇檢查井時(shí)，需用枕木支頂[6]。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)研究大管徑鋼筋混凝土排水管道的施工過(guò)程，對(duì)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決方式進(jìn)行歸納總結(jié)，有助于大管徑鋼筋混凝土排水管道工程的施工更快捷、更安全地進(jìn)行。項(xiàng)目運(yùn)用該方法進(jìn)行施工，施工周期短，吊裝過(guò)程避免了經(jīng)常出現(xiàn)的吊裝通病，使大管徑混凝土排水管道的安裝順利地開(kāi)展，在提高施工效率的同時(shí)也確保了施工的質(zhì)量和安全。