一种天然地基上提高PCCP管底腋角开挖回填质量的施工方法与流程

本发明涉及预应力钢筒混凝土管(简称PCCP)安装施工领域，具体的说是一种天然地基上提高PCCP安装腋角开挖回填质量的施工方法。
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：预应力钢筒混凝土管(简称PCCP即PrestressedConcreteCylinderPipe)广泛应用于长距离引水工程、高压给水管道工程、高覆土引水工程等。研究表明，PCCP作为一种刚性管道，抗压强度高，但相邻两管之间接口处是其薄弱环节。如管道回填压实质量不满足要求，将直接导致其产生不均匀沉降，从而导致在管道接口之间相对转角大于规范要求，导致破坏、渗漏甚至爆管，影响其使用寿命与工程安全。因此，对管道回填质量，尤其是管底腋角范围内回填质量要求很高，但由于管道腋角范围内不便于大型机械施工，很难保证压实质量。因此，如何形成管底腋角，及提高腋角回填质量一直是困扰各方的问题。管底腋角就是管道支撑中心角，管底腋角不应小于90°，一般为90°和120°两种。PCCP管安装回填时，管底腋角回填质量最为重要，应形成管道有效支撑角。管道有效支撑角范围内应回填密实，与管壁紧密接触。避免发生不均匀沉降，导致管道接口处发生位移、变形甚至剪切破坏。目前，PCCP管底腋角施工有开弧法和填弧法两种。开弧法是采用先开挖，预留200～300mm保护层，不得扰动原状土层，采取人工开挖至设计建基面，再分层回填、碾压腋角范围内垫层材料(一般为开挖土)，使垫层材料达到规定的密实度之后，再修整成型以适应管件的弧度，达到最好的受力状态。可使用带月牙铲的推土机从垫层上走过去，其后开弧形槽。圆弧半径应小于管道外径，再铺设一层砂，以使管道与垫层的接触面在压实层的端处，两者之间接触紧密，受力均匀。此种方法虽然可保证管底腋角回填质量，但是管底垫层先分层碾压，再开弧形成腋角，耗时费工，不经济，且弧形腋角开挖形成难度较大，与管道外边缘接触仍不够紧密，腋角质量得不到保证。且预留200～300mm保护层，采用人工开挖，费工费时。填弧法是先开挖，预留200～300mm保护层，不得扰动原状土层，采取人工开挖至设计建基面。然后，在管底以下及宽度1/2～1/3管道直径范围内铺设松散垫层(一般为砂)，在松散垫层上安装管道，管道安装就位后，在腋角区垫层回填压实时，连同松散垫层一起，按照规定密实度振动压实以形成管下腋角区。填弧法虽然免去了开弧法的分层回填碾压及开弧等工序，但由于填弧法腋角完全是由松散垫层(一般为砂)分层回填压实形成，腋角部位由于不便于机械压实，压实质量很难保证，也难以对管道形成有效支撑。且腋角的角度要求较大，回填松散垫层(一般为砂)的量较大，不经济。且预留200～300mm保护层，采用人工开挖，费工费时。技术实现要素：本发明的目的是为了克服上述
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的不足之处，而提供一种天然地基上提高PCCP安装腋角开挖回填质量的施工方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种天然地基上提高PCCP管底腋角开挖回填质量的施工方法，其特征在于，它包括如下工艺步骤：步骤1：机械开挖管道沟槽至槽底，预留土层保护层，开挖至设计建基面1；步骤2：人工配合找平处理后用双轮振动碾压设计建基面至密实；步骤3：在设计建基面上再回填中粗砂，再次用双轮振动碾压密实；步骤4：在回填中粗砂上安装PCCP管道；步骤5：用中粗砂同时分层填充管底两侧弧形基础，振动冲击夯夯实，在保证管道腋角底部填料充实、密实后进行下一层铺料、夯实，直至回填料表面积达到双轮振动碾的接触面；步骤6：采用双轮振动碾压回填料表面至密实。在上述技术方案中，所述预留土层保护层的厚度为200～300mm,利用反铲斗焊接钢制刮板开挖至设计建基面。既避免对槽底原状地基土产生扰动；又避免人工开挖，提高了工效；更重要的是利用地基原状土，来形成管底腋角，腋角质量有保证。在上述技术方案中，所述中粗砂细度模数为2.8～3.2，粒径为0.5～2mm，回填相对密度不小于0.65，压实度不低于90％。满足规范要求。在上述技术方案中，所述弧形基础填充时，回填分层厚度不大于100mm。利于分层压实,保证回填压实质量。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：(1)既采用机械开挖保护层，又采用机械进行腋角回填，大大提高了腋角开挖回填施工效率。单个工作面PCCP管安装量由开弧法的12节/天，提高到20节/天。(2)充分利用了天然地基来形成腋角，与填弧法相比，减小腋角的角度，节约了砂垫层回填量，更为经济。(3)提高了腋角回填质量，腋角回填质量98％合格，降低了管道接口发生不均匀沉降，导致剪切破坏事故的风险。附图说明图1为现有填弧法实施例管底腋角回填成型示意图。图2为本图1的具体实施例的结构示意图。图3为本发明实施例管底腋角开挖成型示意图。图4为本发明实施例管底腋角回填成型示意图。图5为本图4的具体实施例的结构示意图。图中1-设计建基面,2-土层保护层,3-中粗砂,4-PCCP管道，5-弧形基础，α为管底腋角。具体实施方式下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。本发明以某工程PCCP管道内径3800mm，三根管同槽安装布置为实施案例来进行详细说明，对于其它工程PCCP管道不同内径，不同管数同槽安装布置同样具有指导意义，结合附图对本发明做进一步的说明。参阅附图可知：一种天然地基上提高PCCP管底腋角开挖回填质量的施工方法，其特征在于，它包括如下工艺步骤：步骤1：机械开挖管道沟槽至槽底，预留土层保护层2，开挖至设计建基面1；步骤2：人工配合找平处理后用双轮振动碾压设计建基面1槽底至密实；步骤3：在基础面上再回填中粗砂3，再次用双轮振动碾压密实；步骤4：在回填中粗砂3上安装PCCP管道4；步骤5：用中粗砂3同时分层填充管底两侧弧形基础5，振动冲击夯夯实，在保证管道腋角底部填料充实、密实后进行下一层铺料、夯实，直至回填料表面积达到双轮振动碾的工作面；步骤6：采用双轮振动碾回填料表面至密实。所述预留土层保护层2的厚度为200～300mm，利用反铲斗焊接钢制刮板开挖至设计建基面。所述中粗砂3细度模数为2.8～3.2，粒径为0.5～2mm，回填相对密度不小于0.65，压实度不低于90％。所述弧形基础5填充时，回填分层厚度不大于100mm。图2中管底腋角α为120°。图5中管底腋角α为90°，可以节省回填砂。为了能够更加清楚的说明本发明所述的一种天然地基上提高PCCP管底腋角开挖回填质量的施工方法与现有开弧法及填弧法相比所具有的优点，工作人员将这几种方法进行了对比，其对比结果如下表：各方法比较砂垫层用量(m3/节)安装效率(节/天)质量合格率开弧法21292％填弧法101588％本发明方法42098％由上表可知，本发明所述的一种天然地基上提高PCCP管底腋角开挖回填质量的施工方法砂垫层用量明显低于填弧法，安装效率和质量合格率明显高于开弧法及填弧法。因此，本发明所述的一种天然地基上提高PCCP管底腋角开挖回填质量的施工方法为较优方法。其它未说明的部分均属于现有技术。当前第1页1 2 3