应用于穿越桥梁的套管式输水管道及其安装施工方法与流程

本发明涉及套管式输水管道施工技术领域，具体涉及一种应用于穿越桥梁的套管式输水管道及其安装施工方法。

背景技术：

输水管道在运行过程中，承插口管缝会存在微量渗水现象，但长时间管缝渗水会使铁路桥梁的下部结构桩基的持力层土质软化，对桩基础产生不利影响，使整座桥梁的安全运行存在很大风险，根据工程性质及管道施工特性，针对管道防渗保护需求，大开挖形成沟槽后，采用埋设预制混凝土套管内穿防腐压力钢管并进行混凝土填缝的方式进行输水管道铺设及防护。

例如，中国发明专利申请号为201010101068.0的专利文献公开了一种铺设输水管道的施工方法，其特征是，包括以下步骤：1)开挖地基：在地面挖出截面为矩形的管沟，将管沟底面夯实后作为地基；2)铺设垫层：在管沟底先铺设一层混凝土垫层；3)管道铺设：将塑胶软管按照工程要求铺设管沟中垫层上方；相邻的塑胶软管通过三通阀门连接；4)注水做芯：将一段塑胶软管道的一端阀门关闭，通过另一端的阀门的顶端开口向该段塑胶软管内注水，待该段塑胶软管道内注满水膨胀起来以后，停止注水并将注水口封闭保持水压；所述的塑胶软管外表设有向外突出的结构；5)填充混凝土：在塑胶软管道外侧的管沟内填充混凝土，并将塑胶软管道完全包裹，填充混凝土硬固干燥之前，塑胶软管道内的水要保持水压；填充混凝土时在每个阀门处预置操作井；6)管沟回填：填充混凝土硬固干燥后，在填充混凝土的上方进行沙土回填，沙土回填以后要对回填土进行夯实，回填土干燥后，在回填土上方打好路面表层，使其与原有路面平齐。

上述现有技术公开了铺设输水管道的施工方法，上述现有技术在实际的应用过程中存在如下技术问题：

1、采用塑胶软管芯管配合混凝土结构层的方式成管，芯管管径的一致性没法保证，在塑胶软管道外填充混凝土的过程中容易导致混凝土破坏塑胶软管道；

2、采用塑胶软管作为管道的芯层，管道的内径无法做到很大，而且芯层也不具备抗压能力；

3、施工效率低下。

基于现有技术中存在如上的技术问题，本发明人结合多年的研究经验，提出一种应用于穿越桥梁的套管式输水管道及其安装施工方法。

技术实现要素：

本发明提供一种应用于穿越桥梁的套管式输水管道及其安装施工方法，所述套管式输水管道采用套管层结构配合支撑装置有效的保证了压力钢管的稳定性，使之不易渗水，所述安装施工方法工序衔接紧密，有效的提高了施工效率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种应用于穿越桥梁的套管式输水管道，包括dn2400混凝土套管、混凝土浇筑层和压力钢管，混凝土浇筑层套设在压力钢管的外侧，dn2400混凝土套管套设在混凝土浇筑层的外侧，混凝土套管和压力钢管之间还连接有支撑装置，压力钢管的底部还固设有钢滚轮。

进一步地，钢滚轮包括焊接在压力钢管底端的钢架和能够转动的固设在钢架上的钢滚子。

进一步地，支撑装置包括焊接在压力钢管顶端的钢支撑架和焊接在压力钢管侧端的钢支撑杆，其中，钢支撑架和钢支撑杆均抵接于混凝土套管的内壁，钢支撑架和混凝土套管的内壁之间还留有钢丝软管的放置空间。

本发明提供一种应用于穿越桥梁的套管式输水管道的安装施工方法，包括如下步骤：

步骤1，开挖输水管道沟槽，施工前对施工范围进行整平和杂物清理，采用gps测放施工段控制点，采用全站仪测放管道中心线及沟槽开口边线，按设计尺寸开挖输水管道沟槽；

步骤2：安装dn2400混凝土套管，采用吊车将dn2400混凝土套管下放至输水管道沟槽中，清理套管插口环，套入橡胶密封圈，再次起吊将待装dn2400混凝土套管与已完成安装的dn2400混凝土套管进行初步对接，初步对接完成后采用外拉法将dn2400混凝土套管拉进承插口内完成安装，依次进行安装dn2400混凝土套管，直至完成全段施工；

步骤3：回填输水管道沟槽，沿输水管道沟槽两侧槽边缘均匀回填开挖料，分层摊铺平整并压实；

步骤4：安装压力钢管；

步骤4.1：在安装的压力钢管底部固定安装钢滚轮，采用钢滚轮能够将压力钢管内部的底端和dn2400混凝土套管内部的底端之间的距离控制在150mm；

步骤4.2：先将首节压力钢管的插口转换件焊接于首节压力钢管的一端，压力钢管的插口转换件焊接于首节压力钢管的一端的环向焊缝焊接完成后，在首节压力钢管内部焊接临时吊耳或径向拉杆，采用汽车吊将首节压力钢管下放至输水管道沟槽内并将首节压力钢管的一端伸入dn2400混凝土套管内，配合使用卷扬机或手拉葫芦将首节压力钢管拉入dn2400混凝土套管内，直至首节压力钢管到达设计预定位置；

步骤4.3：继续下放压力钢管，与首节压力钢管进行定位对接，直至完成全段压力钢管定位和对接；

步骤4.4：对dn2400混凝土套管内的压力钢管进行支撑加固施工，采用管状焊丝电弧焊在压力钢管的外侧壁上焊接钢支撑管，其中，钢支撑管的另一端抵接于dn2400混凝土套管的内侧壁；

步骤4.5：放置钢丝软管泵管，将钢丝软管泵管放置在由dn2400混凝土套管和压力钢管形成的环状空间的顶部；

步骤5：填充混凝土，采用混凝土填满由dn2400混凝土套管和压力钢管形成的环状空间。

进一步地，在穿越桥梁的套管式输水管道的安装施工过程中，在步骤1施工之前，需对管线两侧的桥墩做好安全围护；在步骤1中还包括对桥墩基础的尺寸及位置进行测量放线并进行标记的步骤。

进一步地，步骤2中还包括在套管外中段预留注浆孔内插入钢棒作为外拉受力点，链接3t电动葫芦形成已安装管道与待安装管道的外拉系统的步骤。

进一步地，步骤2中橡胶密封圈的材质为聚四氟乙烯。

进一步地，步骤3中还包括用碎石将dn2400混凝土套管的腋角区域填满捣实的步骤其中，采用振捣机进行捣实作业。

进一步地，步骤4.2中还包括采用千斤顶或撬棍对首节钢管进行位置修正的步骤；步骤4.3中还包括采用千斤顶或撬棍对压力钢管进行位置修正的步骤。

进一步地，步骤4.2中环向焊缝的焊接采用脉冲氩弧焊。

进一步地，步骤5中采用一次性浇筑的方式进行混凝土的填充。

进一步地，步骤5中填充混凝土包括水泥120份、石灰石质石粉40份、铁粉10-20份，亚硫酸钠粉3-5份和水120份，上述各成分按质量计。

与现有技术相比，本发明的优越效果在于：

本发明所述的应用于穿越桥梁的套管式输水管道，通过配合设置混凝土套管层、混凝土浇筑层、压力钢管层和支撑装置，有效的保证了压力钢管的稳定性，使之不易渗水；所述的安装施工方法工序衔接紧密，有效的提高了施工效率。

附图说明

图1是本发明中实施例1中套管式输水管道的结构示意图；

其中，1-dn2400混凝土套管、2-混凝土浇筑层、3-压力钢管、4-支撑装置、41-钢支撑架、42-钢支撑杆、5-钢滚轮、51-钢架、52-钢滚子、6-钢丝软管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如附图1所示，一种应用于穿越桥梁的套管式输水管道，包括dn2400混凝土套管1、混凝土浇筑层2和压力钢管3，混凝土浇筑层2套设在压力钢管3的外侧，dn2400混凝土套管1套设在混凝土浇筑层2的外侧，dn2400混凝土套管1和压力钢管3之间还连接有支撑装置4，压力钢管3的底部还固设有钢滚轮5。

钢滚轮5包括焊接在压力钢管3底端的钢架51和能够转动的固设在钢架51上的钢滚子52。

支撑装置4包括焊接在压力钢管3顶端的钢支撑架41和焊接在压力钢管3侧端的钢支撑杆42，其中，钢支撑架41和钢支撑杆42均抵接于dn2400混凝土套管1的内壁，钢支撑架41和dn2400混凝土套管1的内壁之间还留有钢丝软管6的放置空间。

本发明中应用于穿越桥梁的套管式输水管道的安装施工方法，包括如下步骤：

步骤1，开挖输水管道沟槽，施工前对施工范围进行整平和杂物清理，采用gps测放施工段控制点，采用全站仪测放管道中心线及沟槽开口边线，按设计尺寸开挖输水管道沟槽；

步骤2：安装dn2400混凝土套管1，采用吊车将dn2400混凝土套管1下放至输水管道沟槽中，清理套管插口环，套入橡胶密封圈，再次起吊将待装dn2400混凝土套管1与已完成安装的dn2400混凝土套管1进行初步对接，初步对接完成后采用外拉法将dn2400混凝土套管1拉进承插口内完成安装，依次进行安装dn2400混凝土套管1，直至完成全段施工；

步骤3：回填输水管道沟槽，沿输水管道沟槽两侧槽边缘均匀回填开挖料，分层摊铺平整并压实；

步骤4：安装压力钢管3；

步骤4.1：在安装的压力钢管3底部固定安装钢滚轮5，采用钢滚轮5能够将压力钢管3内部的底端和dn2400混凝土套管1内部的底端之间的距离控制在150mm；

步骤4.2：先将首节压力钢管3的插口转换件焊接于首节压力钢管3的一端，压力钢管3的插口转换件焊接于首节压力钢管3的一端的环向焊缝焊接完成后，在首节压力钢管3内部焊接临时吊耳或径向拉杆，采用汽车吊将首节压力钢管3下放至输水管道沟槽内并将首节压力钢管3的一端伸入dn2400混凝土套管1内，配合使用卷扬机或手拉葫芦将首节压力钢管3拉入dn2400混凝土套管1内，直至首节压力钢管3到达设计预定位置；

步骤4.3：继续下放压力钢管3，与首节压力钢管3进行定位对接，直至完成全段压力钢管3定位和对接；

步骤4.4：对dn2400混凝土套管1内的压力钢管3进行支撑加固施工，采用管状焊丝电弧焊在压力钢管3的外侧壁上焊接钢支撑管，其中，钢支撑管的另一端抵接于dn2400混凝土套管1的内侧壁；

步骤4.5：放置钢丝软管泵管，将钢丝软管泵管放置在由dn2400混凝土套管1和压力钢管3形成的环状空间的顶部；

步骤5：填充混凝土，采用混凝土填满由dn2400混凝土套管1和压力钢管3形成的环状空间。

在穿越桥梁的套管式输水管道的安装施工过程中，在步骤1施工之前，需对管线两侧的桥墩做好安全围护；在步骤1中还包括对桥墩基础的尺寸及位置进行测量放线并进行标记的步骤。

步骤2中橡胶密封圈的材质为聚四氟乙烯。

步骤4.2中还包括采用千斤顶或撬棍对首节钢管进行位置修正的步骤；步骤4.3中还包括采用千斤顶或撬棍对压力钢管3进行位置修正的步骤。

步骤4.2中环向焊缝的焊接采用脉冲氩弧焊。

步骤5中采用一次性浇筑的方式进行混凝土的填充。

步骤5中填充混凝土包括水泥120份、石灰石质石粉40份、铁粉10-20份，亚硫酸钠粉3-5份和水120份，上述各成分按质量计，将上述各成分通过混凝土搅拌站进行搅拌。

在本实施例的步骤2中，套管进行初步对接时，插口端与承口端保持平行，并使四周间隙大致相等。

在本实施例的步骤4.5中，钢丝软管6无需在混凝土套管1和压力钢管3之间固定位置，以便于混凝土浇筑时，边浇筑边外抽泵管，避免泵管埋入混凝土中。

在穿越桥梁的施工过程中，在步骤1施工之前，需对管线两侧的桥墩做好安全围护；在步骤1中还包括对桥墩基础的尺寸及位置进行测量放线并撒灰标记的步骤，其中，在距离桥墩外围最小1m位置用1.8m高彩钢瓦做矩形围挡，4角位置用方钢打入地下50cm，做4道立杆支撑，横向架设2道横杆。

步骤4.2中还包括采用千斤顶或撬棍对首节钢管进行位置修正的步骤；步骤4.3中还包括采用千斤顶或撬棍对压力钢管3进行位置修正的步骤。

实施例2

步骤2中还包括在套管外中段预留注浆孔内插入钢棒作为外拉受力点，链接3t电动葫芦形成已安装管道与待安装管道的外拉系统的步骤。在本实施例中仅对插入钢棒作为外拉受力点及链接3t电动葫芦形的步骤进行限定，除此之外均与实施例1中相同。

实施例3

步骤3中还包括用碎石将dn2400混凝土套管1的腋角区域填满捣实的步骤其中，采用振捣机进行捣实作业。在本实施例中仅对填满捣实的步骤进行限定，除此之外均与实施例1中相同。

本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。