一种大型排涝泵站翻堤管道及混凝土浇筑抗浮施工方法与流程

本发明涉及管道施工，尤其涉及一种大型排涝泵站翻堤管道及混凝土浇筑抗浮施工方法。

背景技术：

1、传统的大型排涝泵站翻堤管道常采用钢管或混凝土箱涵型式，采用钢管面临使用年限较短的问题，而大型排涝泵站作为百年工程，直接影响着城市的行洪排涝安全，这无疑存在着一定的隐患。采用混凝土箱涵的型式，则面临着泵站出水流态差、水损大等问题。因此，亟需解决。

2、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是最接近的现有技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种大型排涝泵站翻堤管道及混凝土浇筑抗浮施工方法，该方法不仅提供了一种利用钢管作为内衬，外侧浇筑钢筋混凝土的新型的排涝泵站翻堤管道，而且解决了在浇筑混凝土过程中，钢管易上浮的问题。

2、为达到所述目的，本发明的技术方案是这样实现的，一种大型排涝泵站翻堤管道及混凝土浇筑抗浮施工方法，包括：混凝土垫层、钢管、包管砼配筋和混凝土包裹层；所述包管砼配筋套装在钢管外部；所述钢管与包管砼配筋均被浇筑在混凝土包裹层的内部，且钢管与混凝土包裹层之间设有用于增加粘结力的连接组件；所述混凝土垫层位于混凝土包裹层底部。

3、优选的，所述连接组件包括钢管翼环；所述钢管翼环套装在钢管上，并与钢管焊接连接。

4、优选的，所述钢管翼环上设有串浆孔，且串浆孔位于钢管翼环与钢管的连接处。

5、优选的，所述施工方法如下：

6、s1、清理钢管的待安装区域，并浇筑混凝土垫层；

7、s2、在浇筑好的混凝土垫层上测量定位出钢管的安装位置，并将钢管的固定支架吊装到钢管的安装位置；

8、s3、将钢管吊装到钢管的固定支架上，并将钢管与固定支架进行安装连接，安装完成后复核钢管的管位，复核无误后将钢管的固定支架与混凝土垫层上的限位槽钢焊接连接；

9、s4、安装外包混凝土顶面钢筋网，顶面钢筋网与侧面钢筋网焊接，形成包管砼配筋。

10、s5、在包管砼配筋外支模，并进行钢筋绑扎。

11、s6、进行第一次混凝土浇筑，且混凝土浇筑至钢管的管底向上h1位置处；

12、s7、待一次浇筑混凝土在初凝至终凝阶段，继续向上浇筑h2高度的混凝土，待再次初凝后，再继续向上浇筑h2高度的混凝土，直至浇筑的混凝土的高度不低于钢管的管中心线时暂停；

13、s7、待前期的浇筑的混凝土初凝后，钢管的管中心线以上位置以小于h2/h的速度连续浇筑混凝土，直至包管砼配筋的顶面；

14、s8、等待7天后，继续浇筑混凝土，且一次浇筑到位；

15、s9、待包管混凝土强度达到设计值的75％以后，进行后续的拆模和回填工作。

16、优选的，所述第一次浇筑混凝土的高度h1的确定方法如下：

17、钢管自重gk＝78×0.785×(d12-d22)

18、液态混凝土所产生的浮力标准值fk＝24×v排

19、液态混凝土所包围的钢管的圆缺体积为v排＝∫π(2rx-x2)dx＝(π/3)h12(3r-h1)

20、上式中：d1-钢管外径，d2-钢管内径；r-钢管外径的半径；

21、依据现场施工，选择h1值，使抗浮稳定系数ksf＝gk/fk＞1.05。

22、优选的，所述第二次浇筑混凝土的高度h2的确定方法如下：

23、采用定性+半定量分析，第一次浇筑的液态混凝土已被钢管分割成两个独立的区域，浇筑第一层时浮力最大；

24、浮力标准值fk＝2×24×h2×0.5×cos35°；

25、钢管自重gk＝78×0.785×(d12-d22)；

26、依据现场施工，选择h2值，使抗浮稳定系数ksf＝gk/fk＞1.05即可。

27、优选的，所述步骤s6中进行第一次混凝土浇筑之前需事先规划好加强带的位置。

28、优选的，所述钢管在进行混凝土浇筑前，钢管的管道内部要做支撑，防止浇筑时外部液态混凝土的压力造成钢管失稳。

29、优选的，所述钢管顶部安装有位移传感器，用于监测钢管在混凝土浇筑时是否位移。

30、优选的，还包括纠偏设施；所述纠偏设施用于将发生位移的钢管重新移到标准位置上。

31、本发明的有益效果体现在：

32、(1)本发明通过在混凝土中设置钢管，并在混凝土内设置包管砼配筋，构成可以用于大型排涝泵站使用翻堤管道。这不仅保证了翻堤管道的出水效果，同时延长了翻堤管道的使用寿命，提升了整个大型排涝泵站排水效果。

33、(2)本发明设计的翻堤钢管的管径较大，在制作钢管时，螺旋钢管壁厚受限，纯钢管刚度偏低，腐蚀裕量不足，管道抗浮不满足。增加混凝土包管后，在不影响水力条件的前提下，增加了管道刚度和耐久性，也解决了抗浮不足的问题。

34、(3)本发明提供的分步浇筑翻堤管道的施工方法，不仅可以使得混凝土与钢管之间连接的更为紧密，且解决了浇筑时钢管上浮难以控制的问题，保证了钢管的安装精度，提升了整个工程的施工效果。

技术特征：

1.一种大型排涝泵站翻堤管道，其特征在于，包括：混凝土垫层(10)、钢管(20)、包管砼配筋(30)和混凝土包裹层(40)；所述包管砼配筋(30)套装在钢管(20)外部；所述钢管(20)与包管砼配筋(30)均被浇筑在混凝土包裹层(40)的内部，且钢管(20)与混凝土包裹层(40)之间设有用于增加粘结力的连接组件；所述混凝土垫层(10)位于混凝土包裹层(40)底部。

2.根据权利要求1所述的一种大型排涝泵站翻堤管道，其特征在于，所述连接组件包括钢管翼环(22)；所述钢管翼环(22)套装在钢管(20)上，并与钢管(20)焊接连接。

3.根据权利要求2所述的一种大型排涝泵站翻堤管道，其特征在于，所述钢管翼环(22)上设有串浆孔(21)，且串浆孔(21)位于钢管翼环(22)与钢管(20)的连接处。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种大型排涝泵站翻堤管道的混凝土浇筑抗浮施工方法，其特征在于，所述施工方法如下：

5.根据权利要求4所述的一种大型排涝泵站翻堤管道的混凝土浇筑抗浮施工方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的一种大型排涝泵站翻堤管道的混凝土浇筑抗浮施工方法，其特征在于，所述第二次浇筑混凝土的高度h2的确定方法如下：

7.根据权利要求4所述的一种大型排涝泵站翻堤管道的混凝土浇筑抗浮施工方法，其特征在于，所述步骤s6中进行第一次混凝土浇筑之前需事先规划好加强带的位置。

8.根据权利要求4所述的一种大型排涝泵站翻堤管道的混凝土浇筑抗浮施工方法，其特征在于，所述钢管(20)在进行混凝土浇筑前，钢管(20)的管道内部要做支撑，防止浇筑时外部液态混凝土的压力造成钢管(20)失稳。

9.根据权利要求4所述的一种大型排涝泵站翻堤管道的混凝土浇筑抗浮施工方法，其特征在于，所述钢管(20)顶部安装有位移传感器，用于监测钢管(20)在混凝土浇筑时是否位移。

10.根据权利要求9所述的一种大型排涝泵站翻堤管道的混凝土浇筑抗浮施工方法，其特征在于，还包括纠偏设施；所述纠偏设施用于将发生位移的钢管(20)重新移到标准位置上。

技术总结
本发明涉及管道施工技术领域，尤其涉及一种大型排涝泵站翻堤管道及混凝土浇筑抗浮施工方法。包括：混凝土垫层、钢管、包管砼配筋和混凝土包裹层；所述包管砼配筋套装在钢管外部；所述钢管与包管砼配筋均被浇筑在混凝土包裹层的内部，且钢管与混凝土包裹层之间设有用于增加粘结力的连接组件；所述混凝土垫层位于混凝土包裹层底部。该方法不仅提供了一种利用钢管作为内衬，外侧浇筑钢筋混凝土的新型的排涝泵站翻堤管道，而且解决了在浇筑混凝土过程中钢管易上浮的问题。

技术研发人员：邓德宇,张诗雄,魏宏,刘军,胡新科,邹静,吴雪薇,石稳民,屈天晓,曾兆汐,徐志昂
受保护的技术使用者：中建三局绿色产业投资有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4