市政管道工程施工技术讲义讲稿(附图).ppt

市政管道工程施工,绪论,一、市政管道的类型市政管道工程是市政工程的重要组成部分，是城市重要的基础工程设施。市政管道工程包括：给水管道排水管道燃气管道热力管道电力电缆,给水管道,主要为城市输送供应生活用水、生产用水、消防用水和市政绿化及喷洒用水，包括输水管道和配水管网两部分。,排水管道,主要是及时收集城市生活污水、工业废水和雨水，并将生活污水和工业废水输送到污水处理厂进行处理后排放，雨水就近排放。以保证城市的环境卫生和生命财产的安全。,燃气管道,主要是将燃气分配站中的燃气输送分配到各用户，供用户使用。,热力管道,供给用户取暖使用，有热水管道和蒸汽管道。,电力电缆,为城市输送电能按功能可分为动力电缆、照明电缆、电车电缆等；按电压的高低可分为低压电缆、高压电缆和超高压电缆。,电信电缆,为城市传送信息包括：市话电缆、长话电缆、光纤电缆、广播电缆、电视电缆、军队及铁路专用通用电缆等,二、管道综合布置原则和方法,各种管线布置发生矛盾时，处理的原则：未建让已建、临时让永久、小管让大管、压力管让重力管、可弯管让不可弯管。当工程管线交叉敷设时，自上而下的排列顺序一般为：电力电缆、电信电缆、热力管道、燃气管道、给水管道、雨水管道、污水管道,三、课程内容及要求,课程主要内容市政给排水及采暖管道的组成、构造和施工图识读；市政管道的开槽施工方法；盾构施工；附属构筑物施工；市政管道施工组织与管理。,考核要求：平时成绩30%，考试成绩70%，开卷,第一章 市政管道工程,1.1给水管道工程1.2排水管道工程1.3其他市政管线工程,1.1 给水管道工程,1.1.1 给水管道系统的组成取水构筑物：水源取水点给水由输水管（渠）：长距离、一般不沿线供水，两条平行管，事故供水率70%配水管网：分配输送集中区域用水泵站：加压，满足水压要求水量调节设施：清水池、水塔、高位水池，调节供水和用水的流量差,图1-4（a）地表水源给水管道系统示意图 1-取水构筑物；2-一级泵站；3-水处理构筑物；4-清水池；5-二级泵站；6-输水管；7-管网；8-调节构筑物,按水源的数目分类（1）单水源给水管网系统（2）多水源给水管网系统,图1.5 多水源给水系统,1.1.2 给水管网的布置,1、布置原则 给水管网的主要作用是保证供给用户所需的水量、保证配水管网有适宜的水压、保证供水水质并不间断供水。,1.1.2 给水管网的布置,2、布置形式按输水方式分类（1）重力输水：水源处地势较高，清水池中的水依靠重力 进入管网系统，无动力消耗，较经济。（2）压力输水：依靠泵站加压输水。（3）重力、压力输水相结合的输水系统适用于地形复杂且输水距离较长。,配水管网布置的基本形式,水锤：在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波。,3、配水管网布置要求,按管段的功能均可划分为配水干管、连接管、配水管和分配管；随水流方向以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置应从用水量较大的街区通过；干管距离一般为500800m左右，连接管之间的距离为800100m左右；最小分配管直径为100mm，大城市采用150200mm；干管高处设排气阀，低处设泄水阀；输水管线坡度小于1：1000时，应每个0.51.0km装设排气阀；给水管道交叉时最小净距0.15m；与其他管道0.4m，接口不重叠。,1.1.3 给水管材,对给水管道的要求：有足够的强度和刚度，可以承受各种内外力负荷；有足够的严密性，保证供水有效性；水力条件好；安装简便、快速可靠、维护作量少。化学稳定性高，耐腐、质轻、韧性好；价格低、使用年限长、折旧费用低。,给水管材常可以分为金属管材料、非金属管材料和复合材料三大类。主要的管材有：球墨铸铁管、钢筋混凝土管、钢管、塑料管以及复合式管材。,灰口铸铁管（淘汰）：管壁不均匀，有气孔，有爆管隐患。球墨铸铁管（大量使用）制作工艺：铁水加入镁和镁合金等金属，使铁中的石墨呈球状；内衬水泥或树脂，外喷锌层-沥青层。优点：抗腐蚀性比钢管好，较好的抗拉和抗弯强度；缺点：造价高，穿孔腐蚀速度快，,1.铸铁管,连接方式及适用条件承插式：适用于埋地法兰式：适用于明装或地沟内,种类：直缝钢管、螺旋钢管、不锈钢管、镀锌钢管和钢塑复合管优点：钢管材质相对轻、强度高、韧性好。缺点：钢管水力性能差、防腐处理麻烦、造价高。适用条件：恶劣和复杂的环境、大口径给水管道。,2.钢管,连接方式：螺纹：适用DN100管道焊接法兰新发展：薄壁不锈钢管，橡胶圈环压连接,种类：普通钢筋混凝土管、自应力混凝土管、预应力混凝土管、预应力钢筒钢筋混凝土管优点：价格低廉、防腐性能好、能承受较高压力，有较好的抗渗透性和耐久性。缺点：重量大、质地脆、粗糙系数大、配件少、维修难度大。适用条件：长距离输水管道。,3.钢筋混凝土管,种类：PCCP-L、PCCP-E、优点：抗暴、抗渗透和抗腐蚀、使用寿命长缺点：重量大、质地脆、粗糙系数大、配件少、维修难度大。适用条件：长距离输水管道。,4.预应力钢筒混凝土管（PCCP）,种类：聚氯乙烯管（PVC-U）、聚乙烯（PE）管、高密度聚乙烯管（HDPE）、ABS管优点：强度高、表面光滑、不易结垢、水力性能较好、耐腐蚀、重量轻、加工机接口方便、施工费用低。缺点：强度低、质地脆、易老化、长距离输送要有补偿措施。市政给水工程用的不多。连接方式：粘接、橡胶圈承插、热熔连接、法兰连接,5.塑料管,1.1.4 给水配件,1 给水管配件作用：管道衔接改变水流方向、管径变化市政给水铸铁管常用连接方式：承插,2 给水管道附件,（1）阀门 调节管道内流量和水压，事故时用以隔断事故管段的设备,（2）止回阀用于水泵压水管上，保护设备免受水锤破坏。种类：旋启式止回阀和缓闭式止回阀,（4）泄水阀检修时排空管道，一般在管线下凹部位安装,（5）消火栓地上式：不冰冻地区、不影响城市交通和市容的地区；地下式：须安装在阀门井内，适用冬季气温较低地区；规格：来水口径-100mm和150mm 出水口径-65mm和100mm流量：1015L/s,（3）排气阀排除管道中的气体，一般安装在管线的隆起部位。,止回阀,自动排气阀,消火栓,1.1.5 给水管道构造,1.基础：作用：防止管道不均匀沉陷造成管道破裂或接口损失而漏水。类型：天然基础、砂基础、混凝土基础2.覆土作用：防冻、承载荷载要求：一般金属管道的的最小覆土厚度在车行道下为0.7m，人行道下0.6m；非金属管道的覆土厚度不小于1.01.2m。,1.1.6 给水管网附属构筑物的构造,阀门井：安装管道附件，使其有良好的操作和养护环境。泄水阀井：需设置排水措施排气阀门井支墩：承受水的推力，防止漏水。管道超越障碍物：套管：穿越铁路、公路或非主要路线架空管：河谷深、河道变迁快倒虹管：河谷较浅，冲刷较轻，河道航运繁忙，不适宜架空管,1.1.7给水管道工程施工图识读,1.2排水管道工程,1.2.1排水管道系统的体制（1）合流制直排式合流制截流式合流制完全合流制（2）分流制完全分流制不完全分流制,（）直排式合流制：,管道系统的布置就近坡向水体，分若干排出口，混合的污水未经处理直接排入水体，我国许多老城市的旧城区大多采用的是这种排水体制。,特点：对水体污染严重，系统简单。这种直排式合流制系统目前不宜采用。,（）截流式合流制：,这种系统是在沿河的岸边铺设一条截流干管，同时在截流干管上设置溢流井，并在下游设置污水处理厂。,晴天和初降雨时污水,污水处理厂,排入水体或再利用,当混合污水的流量截流干管的输水能力，,特点：比直排式有了较大的改 进，但在雨天时，仍有部 分混合污水未经处理而直 接排放，成为水体的污染 源而使水体遭受污染。,适用于对老城市的旧合流制 的改造,（）完全合流制,是将污水和雨水合流于一条管渠，全部送往污水处理厂进行处理。,特点:卫生条件较好，在街道下，管道综合也比较方便，但工程量较大，初期投资大，污水厂的运行管理不便。,采用者不多。,2分流制,所谓分流制是指用不同管渠分别收集和输送生活污水、工业废水和雨水的排水方式。排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统 排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据雨水的排除方式不同，分流制又分为下列两种情况：,生活污水工业废水,污水厂,排入水体或再利用,（）完全分流制,既有污水管道系统，又有雨水管渠系统,雨水,排入水体,雨水排水系统,污水排水系统,特点：比较符合环境保 护的要求，但对 城市管渠的一次 性投资较大。适用于新建城市。,（）不完全分流制,这种体制只有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统。各种污水通过污水排水系统送至污水厂，经过处理后排,如城镇的地势适宜，不易积水时，或初建城镇和小区可采用不完全分流制，先解决污水的排放问题，待城镇进一步发展后，再建雨水排水系统，完成完全分流制的排水系统。这样可以节省初期投资，有利于城镇的逐步发展。,入水体；雨水沿道路边沟，地面明渠和小河，然后进入较大的水体。,（3）半分流制：,既有污水排水系统，又有雨水排水系统。,初降雨水,污水厂,排入水体或再利用,后续雨水,排入水体,雨水排水系统,雨水跳跃井,在老城市的改造中，常采用截流式合流制，充分利用原有的排水设施，与直排式相比，减小了对环境的危害，但仍有部分混合污水通过溢流井直接排入水体。,不完全分流制排水系统，初期投资少，有利于城镇建设的分期发展，在新建城镇和小区可考虑采用这种体制；半分流制卫生情况比较好，但管渠数量多，建造费用高，一般仅在地面污染较严重的区域（如某些工厂区等）采用。,排水体制的选择,1.2.2排水管道系统的组成,作用：承担污（废）水的收集、输送或压力调节和水量调节任务，起到防止环境污染和防止洪涝灾害的作用。组成：排水管道系统一般由废水收集设施、排水管道、水量调节池、提升泵站、废水输水管（渠）和排放口等组成。如图1-10所示。,图1-10 排水管道系统示意图1-排水管道；2-水量调节池；3-提升泵站；4-输水管道（渠）；5-污水处理厂,1.污水管道系统的组成：,小区污水管道系统：接户管、小区支管、小区干管、小区主干管和检查井、泵站等附属构筑物。市政污水管道系统：支管、干管、主干管和检查井、泵站、出水口及事故排出口等构筑物。如下图示,2.雨水管道系统的组成,小区雨水管道系统市政雨水管道系统,1.2.3 排水管道系统的布置,1布置形式正交式：地势向水体适当倾斜。截流式：在正交基础上发展，减轻水体污染平行式：地势向较大倾斜分区式：地势高差相差很大分散式：中央地势高，地势向周围倾斜环绕式：分散式的发展,确定排水区界，划分排水流域；污水厂和出水口位置的选定；污水管道的布置与定线；确定污水管道系统的控制点；确定污水管道在街道下的具体位置；,污水管道系统布置,充分利用地形，就近排入水体；根据街区及道路规划布置雨水管道：a.雨水管渠应平行与道路敷设，宜布置在人行道和草地下，不宜设在交通量大的干道下；b.路宽大于40m时，应考虑在道路两侧分别设置雨水管道；c.管顶最小覆土深度宜为：人行道下0.6m，车行道下0.7m；d.压力管接入自流管渠时，应有消能设施；e.污水管道、合流管道与生活给水管道相交时，应敷设在生活给水管道的下面合理布置雨水口：a.一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均设置雨水口；b.雨水口间距宜为2550m。连接管串联雨水口个数不宜超过3个。雨水口连接管长度不宜超过25m；采用明渠和暗渠相结合的形式；,2.雨水管道（渠）系统布置,1.2.4排水管材,1排水管材的要求足够的强度，能抵抗内外压力和杂质冲刷磨损；具抗腐蚀性（污水、地下水）；不透水（污水不透出、地下水不透入）；内壁光滑，阻力小，排水通畅；就地取材，可预制管件，节省费用。,常用的排水管渠,混凝土管和钢筋混凝土管陶土管金属管其他管材,混凝土管和钢筋混凝土管,管口形式：承插式、企口式、平口式。特点：管径不超过450mm，长度多为1m。可就地取材，价格较低。适应于排除雨水和污水。抗酸、碱侵蚀性差。管节短，接口多，抗沉降、抗震性差。大口径管的自重大，搬运不便。,陶土管,内外壁光滑、不透水、耐磨、抗腐蚀。管径一般不超过600mm，管长在0.81.0m之间。质脆易碎，不宜远运；管节短，接头多，施工麻烦。主要用于排除工业酸性废水。,金 属 管,常用的有铸铁管和钢管;在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下使用在穿越铁路时，在土蹦或地震地区；在距给水管道或房屋基础较近时；在压力管线上或施工特别困难的场合采用钢管时必须涂刷耐腐蚀的涂料并注意绝缘，以防锈蚀。,其他管材,浆砌砖、石渠道；双壁波纹管,HDPE双壁波纹管,UPVC双壁波；纹管,1.2.5 排水管道构造,构成：基础、管道、覆土保证管材及其接口强度满足要求外，还应保证在使用中不致因地面荷载引起损坏。,10.2 排水管渠系统上的构筑物,检查井 跌水井 水封井 换气井 冲洗井 溢流井 测流井 雨水口、连接暗井 倒虹管、管桥出水口,检查井,作用：便于定期检查、清通。要求：为了便于清通检查井之间的管段应是直通的，既不弯曲断面又没有变化。设置：管道交汇处、转弯、管道尺寸或坡度改变、跌水处及相隔一定距离的直线管段上。组成：基础、井底、井身、井盖和盖座。分类：雨水检查井和污水检查井；合流制采用雨水检查井,不要下人的浅井，井径一般在500700mm；需要下人检查的井口应大于800mm为宜,跌水井,设置：当检查井中上下游管渠的管底落差12米。跌水井内应有减速、防冲及消能设施。形式：竖管式（适应于管径等于或小于400mm管道）、溢流堰式（适应于大于400mm管道）。当上下游管渠的管底跌落差小于1m时，只把检查井低部作成斜坡，不做跌水。管道转弯处不宜设跌水井。,水封井,当工业废水中能产生引起爆炸或火灾的气体时，管道中必须设置水封井。作用：阻隔易燃气体流通，阻隔水面游火。位置：设在产生上述废水的生产装置、储罐区等的废水排出口处。,换气井,作用：避免有机物发酵产生的气体遇火爆炸，排除有害气体，保证工人检修安全。,溢流井,设置：截流式合流制排水系统。作用：晴天截流混合污水进污水厂，雨天部分混合污水溢流入水体。形式：截流槽式、溢流堰式,冲洗井,作用：污水管道内的流速不能保证自请时，为防止淤塞。分类：人工冲洗、自动冲洗。设置：管径小于400mm的管道上。,雨水口,设置：设在雨水管道或合流管道上。作用：收集地面雨水。位置：交叉路口、路侧边沟等低洼处。构造：进水箅、连接管、井身。形式：边沟式、侧石式、联合式。,连接暗井,设置：当管径大于800mm时，雨水口的连接管可通过连接暗井与雨水管道连接。,倒虹管,设置：排水管道遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物时。组成：进水井、管道、出水井。形式：直管式、折管式。注意的问题：应尽可能与障碍物正交，穿越河道的倒虹管应选择不易被冲刷的地段及埋深较小的部位。管顶与河床垂直距离不易小于0.5m工作管线不少于两条。,防止淤积的措施,提高管内流速，一般采用1.21.5m/s,不易小于0.9m/s，当达不到0.9m/s 时，应加定期冲洗措施。最小管径200mm。进水井低部设沉泥槽。折管式倒虹管的上行管与水平线夹角小于或等于300。合流制管道设倒虹管时，应按旱流污水量校核流速。,管 桥,设置：当管道穿越谷地时，可架桥敷设管道。优点：易于施工、造价低。适用：小流量。,出水口,位置：根据排水水质、下游用水情况、水体流量、水位变化、波浪等确定设置：当污水需和水体水流充分混合时，出水口长距离伸入水体分散出水。污水管渠出水口采用淹没式，管顶标高在常水位下。雨水管渠出水口采用非淹没式，其管底标高最好在水体最高水位以上以免水体水倒灌。形式：一字型、八字型、门字型。,第二章 市政管道开槽施工,2.1 明沟排水2.2 人工降低地下水位2.3 沟槽开挖2.4 沟槽支撑2.5 管道的敷设与安装2.6 沟槽回填,第三章 市政管道不开槽施工,3.1 掘进顶管法3.2 特种顶管施工技术3.3 非开挖铺管新技术简介,第四章 盾构施工,4.1 盾构的组成和施工原理4.2 盾构施工,第五章 附属构筑物施工及管道维护管理,5.1 渠道施工5.2 倒虹管施工5.3 附属构筑物施工及附件安装5.4 市政管道维护和管理,第六章 市政管道工程施工组织与管理,6.1 市政管道工程施工组织设计举例6.2 市政管道工程施工管理,