Kaiyun玻璃纤维增强塑料夹砂管顶管工程介绍

　　Kaiyun玻璃纤维增强塑料夹砂管顶管工程介绍玻璃纤维增强塑料夹砂管顶管工程介绍 玻 璃 纤 维 增 强 塑 料 夹 砂 管 顶 管 工 程 介 绍 刘 建 国 （嘉兴市嘉源给排水有限公司 !#$$$） （%&’(&)* %&’+,’) -’./0 1,223+ 4.5 6） 刘 稚 红 （中国市政工程西北设计研究院 浙江分院 !#$$） （78/&2’3 ?)*&)//0&)* @/8 C)8） 摘要 玻璃纤维增强塑料夹砂管（离心浇铸工艺）作为顶管管材运用于顶管工程中的设 计、施工介绍。 关键词 玻璃纤维增强塑料夹砂管 顶管 !#$%!&$ !#...

　　玻 璃 纤 维 增 强 塑 料 夹 砂 管 顶 管 工 程 介 绍 刘 建 国 （嘉兴市嘉源给排水有限公司 !#$$$） （%&’(&)* %&’+,’) -’./0 1,223+ 4.5 6） 刘 稚 红 （中国市政工程西北设计研究院 浙江分院 !#$$） （78/

　　）作为顶管管材运用于顶管工程中的设 计、施工介绍。 关键词 玻璃纤维增强塑料夹砂管 顶管 !#$%!&$ !#$$ %&’() ()&*%+(,)- .#$/&, 0+(/#( .&.)（1)*/(&%23# ,#$/&*3 .(+,)$$）&$ &*/(+-2,)- /+ ’) #$ 4#,5&*3 .&.) 0#/)(&# 2$)- &* /6) -)$&3* #*- ,+*$/(2,/&+* +% +*) 4#,5 )*3&*))(&*3 .(+4),/ 7 ’()*+%,# !#$$ %&’() ()&*%+(,)- .#$/&, 0+(/#( .&.) 8#,5&*3 .&.) 一、概述 上虞污水处理工程是将上虞市大量工业废水（以化 工、印染污水为主）、生活污水集中收集后通过输送管线 和沿途提升泵站送至污水处理厂进行处理，处理达到排 放标准后的污水排入杭州湾。对于管材选择，由于工业 废水浓度高，亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、挥发性酚、氯化物、 石油类等含量高，局部排放污水 GH值小于 I，经过多次调 研、取样化验及专家论证，最后选用玻璃纤维增强塑料夹 砂管（离心浇铸工艺）作为本工程污水收集排放管。管道 接口：水平面排管为倒顺芽式宽体橡胶圈，竖直方向布管 为法兰连接。 玻璃纤维增强塑料夹砂管（离心浇铸工艺）是一种柔 性非金属（树脂、纤维、砂等）复合材料管道。不仅有重量 轻（仅为混凝土管的 J K L J M）、承压能力好（承内压范围 $N# L INK=G’）、输送液体阻力小（粗糙度系数 * O $N$$M）、 能保证供水水质、抗化学和电腐蚀等特点，而且具有安装 方便、使用寿命长、综合费用适中、操作简单、维护成本低 等优点。应用于城市给水、污水排放、工业水处理、工业 输液等重力或压力输送系统。本文主要介绍玻璃纤维增 强塑料夹砂管在顶管工程中的运用。 由于玻璃纤维增强塑料夹砂管（离心浇铸工艺）运用 于顶管施工中在国内尚属首次，而本工程要求工期很紧， 多处顶管标段需同期进行顶管施工，故在过河顶管和穿 越公路顶管工程中各选一个标段采用本管材进行顶管施 工，其余为钢管顶管内套玻璃纤维增强塑料夹砂管进行 顶管施工。 二、设计施工 N 工程地质概况 上虞市地处滨海平原，地层构成主要为第四系沉积 物。玻璃纤维增强塑料夹砂管顶管场地平均高程（PK国 家高程基准）KQ左右。土层分布及工程地质特征如表 。 表 - 土层情况 名 称 土 层 层底标高 Q 厚度 Q 含水量 R 概 述 承载力 ST （U9J QI） 工程 地质 单元 填土 #NPK L !N$V $NV$ L $NM$ ，稍湿，松散， I粘质 粉土 #N$K L W NXV $NX$ L N!$ !!NI ，饱和，松散， 中压缩性，不均匀， 含铁锰质 M$ I!砂质 粉土 W IN!# L W INPK KNV$ L VNM$ !XNM 灰，饱和，松 散，中压缩性，不均 匀，含云母、有机质 $ !淤泥质 粉质粘土 未钻穿 未钻穿 KPN$ 灰色，饱和，流塑，高 压缩性，含有机质 P$ 公路 顶管 填土 !N!M L W $NI $NK$ L NI$ ，稍湿，松散， II粉质 粘土 INKK L N$I $NV$ L IN$ !XNK 灰色，饱和，稍密，中 压缩性，主要为长 石、石英，可见云母 M$ !淤泥质 粉质粘土 未钻穿 未钻穿 VINV 灰色，饱和，流塑， 高压缩性，不均匀， 含云母、有机质 P$ 过河 顶管 勘察期间地下稳定水位为 INIM L #NVIQ。地下水对 砼无腐蚀性。本工程抗震设防烈度为 V度。 IN 顶管井 作为顶管工程，首先在管线两端设置工作井和接受 —!!— 第 M卷 第 期 I$$I年 !月 特 种 结 构 Y:3NM 9:N =’0

　　8 I$$I 1G?7CZ4 1[B\7[\B?1 9:N I$$I 万方数据 井。根据不同管径、埋深、管线走向以及顶进机械设备类 型，工作井和接受井则采取不同的形式和尺寸大小，最后 确定工作井为内径 !、深 #$%% & ’$!的钢筋砼圆形沉井 结构，接受井为内尺寸 %$( ) %$(、深 #$(% & ’$*的钢筋 砼方形沉井结构。由于场地地下水位高，土质颗粒较细， 渗透系数较大，灵敏度高，极容易产生管涌和流砂现象， 经设计计算，公路顶管井采用排水下沉、井点降水、干封 底、造价相对低的常规施工

　　；过河顶管采用不排水下 沉、水下封底、质量容易保证造价相对高的施工方案。混 凝土标号为 +,(，抗渗标号 -#。沉井施工完毕后，经有关 单位检验满足设计施工规范要求。 .$ 顶管管材 本工程采用的顶管为管径 /01,22 玻璃纤维增强塑 料夹砂顶管专用管材，刚度 -0 3 ,22220 4 ,，总壁厚 .%；管道接口为不锈钢材质的套筒式接头内设 ,道倒 顺芽式宽体橡胶密封圈。 %$ 顶进设计 顶管施工

　　的选定应根据施工沿线的地形、工程 和水文地质、交通状况、地面建筑物、地下管线和有无地 下障碍物等因素及对地表变形控制的要求，经技术经济 比较后选定。必须确保安全，保证质量，经济适用，节约 用地。地质资料表明，顶管处于流砂层中不能按常规挤 压式顶管方式，根据现场实际情况、管材的特殊性、经济

　　等综合评价比较，选用了气压平衡式工具管设备进 行顶管施工。 气压平衡式顶管网格式（水冲）机头型式特性：适用 于管道内径 / 为 1 & ,$%，管顶覆土 5 不小于 .， !1$(/；适用于软塑、流塑的粘性土，软塑流塑的粘性土 加薄层粉砂；地面沉降可控制在 (6以内开云(中国)Kaiyun官方网站。 本顶管为 /01,22，总顶进长度为 !%（以公路顶管为 例）。管顶覆土为 %$(，满足规范要求的覆土不宜小于管 直径的 1$(倍宜 .。管材允许顶力为 ,%2270，安全系数 为 ,开云(中国)Kaiyun官方网站。为了减少顶进阻力，提高顶进质量，减少地表变形， 目前有以下几种技术施工措施： （1）采用触变泥浆进行地层支撑和减小摩阻力； （,）顶进中安排日夜连续作业，减少中间停顿时间； （.）合理选用施工的技术参数，及时调整正面土压力 和排土量、顶进速度和顶力、机头纠偏量和偏转角的相互 关系； （%）采用中继间接力顶进，减少对管材接口的压力和 后背土体的顶进反力。现采取向管壁外侧注入触变泥浆 措施，其顶进阻力 8的计算为： !, #,!$ % 式中 !,—管道摩阻力（70）； #,—采用注浆工艺的单位摩阻力，可通过试验确 定，取 #, 3 !（70 4 ,）； %—总顶进长度，% 3 !%（）； $—管节外径，$ 3 1$,#!（）。 那么，!, 3 ! )!) 1$,#! ) !% 3 ,#**（70），而： &, 1 ’ %!$, ( 式中 &,—正面阻力（70）； (—按网格截面组成形式，取为 .22（70 4 ,）。 那么，&, 3 1 ’ %!1$,#!, ) .22 3 .*’（70），则顶力为： ) !, * &, ,#** * .*’ .2(#（70） 考虑管材允许顶力 ,%2270，安全系数 ,，以及顶管井 后背土体的稳定性等综合因素开云(中国)Kaiyun官方网站，在顶管机头后设置了一 中继间。 本次顶管工程除去制作沉井、下沉和设备安装时间 外，顶进时间用了近 ,周后顺利出坑，出口偏差在水平、垂 直方向均小于 2$2,，符合规范的要求，即：上下 9 2$2%， 左右 2$2(。 ($ 施工要点 工作（接收）沉井与建筑物和地下公用管线的最小平 面距离一般为井深的 1$(倍，否则应采取必要的环境保护 措施，如隔水帷幕或建（构）筑物防沉降措施。 在粘性土层中顶进，网格必须全部切入土体后，才能 用高压水枪冲散；在粉砂土层中，应将网格中部的土体冲 散，适当控制周边的冲土范围。高压泵应布置在工作井 附近，管路应顺直不渗漏，进水宜用不含砂粒杂质的清 水，冲水压力在粉砂土层中宜为 2$%

　　?@ -A8B+AB8=- 0C$1 ,22, 万方数据 （油罐编号为 !#号罐，环基上有 !$个测点（见图 $）） 图 % 各级荷载罐基础实测沉降与有限元法计算值对比 采用有限单元对 !# &罐基础沉降进行与实 测对比分析，最大沉降不是在罐中心，而是在距离 罐基中心 ! ’ (! 左右处［(］。这种性质与太沙基在 !%)年指出的柔性地基相符合，即以 ! 为半径的 圆形荷载在弹性地基上沉降的计算结果相当接 近。通过对叠焊的罐低板做试验，其结果表明罐 中心到边缘拱度容许值为 $*$%+，与林奈［!］!,% 年所建议的相同。 三、结语 !* 根据实测的地基沉降与时间关系的 #$ 曲 线分析，推算的固结沉降量和分层总和法计算的 结果较为接近。推算由侧向变形引起的沉降量在 最终沉降量中所占比例较大（约占 $)+）。当荷 载大、加荷速率较快时，按式（%）估算罐基沉降是 可行的。 $* 关于油罐地基不均匀沉降容许值控制标 准问题 （!）通常情况下，由于油罐环梁有足够的刚 度，油罐基础基本上是以整体倾斜为主。其倾斜 容许值应按地基沉降不同与罐体形式区别对待。 对浮顶罐建议（( - .）!/- # %，对拱顶罐则为（# - !)）!/- %%。罐基础锥面坡度为!# 0 !/- %为宜。 （$）以罐中心沉降与罐周边沉降之差和罐半 径之比值来确定罐底板不均匀变形是可行的简化 方法。 （%）采用实测 #$ 曲线推算!值（固结衰减系 数）来进行固结度计算是较为符合实际的。 参考文献 ［!］贾庆山 * 大型油罐地基处理 * 中国石化出版社，!% ［$］123 425678935: 8;3

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　　: W@= :!，XC;9=C9CF DS Y: 8: S:，!#,，KK:!!! - !$/ ［(］贾庆山 * 粉细砂夹层的软粘土建造大型油罐 * 岩土工程学 报，!##（!） ［)］XC==@52，T: S: N3A3II252，13F2@H@ZIH2，[: : J2BBCAC5;23= 8C;;=CFC5; @B DC;A@=CEF 8;CC=（G35H）: DA@L: ?@5B : @5 8C;;=CFC5; @B 8;AEL;EACI， XA2;2I9 NC@;CL952L3= 8@L2C;

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　　，!).，KK:$#. - $/ （上接第 %(页） 三、结论 !* 采用玻璃纤维增强塑料夹砂管进行顶管作业是可 行的，尤其对于防腐要求较高、施工工期短的工程，其优 越性更为突出。根据本管材的特殊性（柔性管），在顶管 过程中，对顶力的均匀度要求较高。在顶管施工前，应充 分考虑各种因素编写好“施工组织设计”，并且经过专家 论证后再进入实施阶段。 $* 根据顶管施工

　　，最大顶力小于 $)//H_，说明玻 璃纤维增强塑料夹砂管材由于表面光滑，管壁与土的平 均摩阻力比钢管的小，其值约是钢管平均摩阻力的 /*# ‘ /*倍。所以在顶管长度范围上将来可进一步探讨。 %* 玻璃纤维增强塑料夹砂管因为水利条件好，所以 在保持同样水头损失状态下，其管径可缩小一挡。这样 相对减少了造价，施工难度也有所降低。 (* 玻璃纤维增强塑料夹砂管在给排水工程中应用还 属于起步阶段，随着这种新型管材的普及使用和推广，可 以进一步研究并逐步掌握这种管材在市政工程中的运用。 参考文献 ［!］上海市标准 * 市政排水管道工程施工及验收规程（JX1/#7 $$/7,） ［$］上海市工程建设规范 * 地基基础设计规范（JN1/#7!!7!） ［%］中华人民共和国城镇建设行业标准 * 玻璃纤维增强塑料夹 砂管（?1 ’ G%/.7!#） —!(— _@*! $//$ 贾庆山 储罐地基变形允许值 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!############## 8DP?MST 8GRY?GYRP8 _@*! $//$ 万方数据 玻璃纤维增强塑料夹砂管顶管工程介绍 作者： 刘建国， 刘稚红 作者单位： 刘建国(嘉兴市嘉源给排水有限公司,314000)， 刘稚红(中国市政工程西北设计研究院 ,浙江分院,314001) 刊名： 特种结构 英文刊名： SPECIAL STRUCTURES 年，卷(期)： 2002，19(1) 引用次数： 2次 参考文献(3条) 1.DBJ08-220-1996.市政排水管道工程施工及验收规程 2.DGJ08-11-1999.地基基础设计规范 3.CJ/T3079-1998.玻璃纤维增强塑料夹砂管 1999 相似文献(2条) 1.期刊论文 沈仲根.叶小忠.陶国栋 玻璃纤维增强塑料夹砂管顶管及其应用 -科技创新导报2009(12) 探讨玻璃纤堆增强塑料夹砂管顶管的应用及技术要素,以期为类似工程提供借鉴. 2.期刊论文 郭海红 玻璃钢夹砂管顶管的应用 -纤维复合材料2004,21(1) 玻璃钢夹砂管用做顶管具有相当性能优势和发展前景. 引证文献(4条) 1.郑春华.王明辉.金叶.李雄 离心浇铸玻璃钢夹砂管在顶管工程中的应用[期刊论文]-特种结构 2006(04) 2. 埋地玻璃钢夹砂排水管的设计研究[学位论文]硕士 2006 3.曹晓阳.吴学伟 顶管施工技术在我国的历史与发展[期刊论文]-非开挖技术 2005(05) 4.陈建中 玻璃钢夹砂顶管及其应用中的关键力学问题研究[学位论文]硕士 2005 本文链接：下载时间：2010年1月7日

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