一种利用可控低强度材料预制块进行柔性管道埋设的方法

1.本发明涉及一种利用可控低强度材料预制块进行柔性管道埋设的方法，属于给水排水管道工程领域。


背景技术：

2.近年来，随着城市基础设施建设速度和规模剧增，现有的地下管网规模难以满足经济社会发展的需求，城市地下管网建设数量逐年剧增。但是现有的管道工程，绝大部分采用明挖开槽，埋设管道然后进行沟槽回填。常规沟槽回填方法由于管道基础中心角区域空间狭小，很难对其进行压实，回填材料密实度满足不了规范要求，管道常因回填不良而发生破坏，给人民群众的生命财产安全造成威胁，特别是对于柔性管道，在上部较大回填材料荷载作用下，加之管道两侧土体回填不密实，支撑力不足，引起管道受力过大或者受力不均匀，导致管道变形过大，从而发生屈曲造成管道坍塌破。另外，常规沟槽回填方法材料需要分层压实逐级回填，需要大量人工和设备，且施工速度缓慢，影响城市交通，常常造成城市交通拥堵。
3.可控低强度材料(controlled low strength materials,clsm)是一种具有自流平、高流动度的新型回填材料，它可以利用建筑垃圾、工程废土等绿色、可持续发展材料，clsm经济、环保、易于浇筑，不需要大量劳动力，可以作为很好的结构性填充材料。但使用clsm回填施工也需要设置一定的回填高度分层浇筑，当其具有一定的承载能力，继续下一层材料回填，若管道全部采用clsm进行现浇回填施工，则施工时间也会相应增加。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种利用可控低强度材料预制块进行柔性管道埋设的方法，其不但能够确保柔性管道埋设时回填材料的紧密压实，降低柔性管道回填压实时的变形量；而且还能够在减少分层压实和逐级回填的步骤，利用可控低强度材料预制块实现柔性管道埋设时的快速回填。
5.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种利用可控低强度材料预制块进行柔性管道埋设的方法，其特征在于：包括以下步骤：
6.(1)制备可控低强度材料预制块：将制备好的可控低强度材料浆体灌入对应模具中，待浆体硬化制得可控低强度材料预制块；
7.(2)开挖沟槽：对用于放置柔性管道的沟槽底部进行平整，并将现场开挖沟槽产生的原位土体保留备用；
8.(3)制备回填材料：利用原位土体制备用于沟槽回填的现浇可控低强度材料回填填料；
9.(4)放置柔性管道：将准备预埋的柔性管道放置在平整好的沟槽底部位置，使柔性管道平稳的放置在沟槽中；
10.(5)回填沟槽：利用现场制备的现浇可控低强度材料回填填料进行沟槽回填，使其
包裹住柔性管道，并对柔性管道形成一定的包裹层厚度，回填结束后对其表面进行找平，并进行不少于24小时的养护，使其形成能够承受上覆荷载的承载平台；
11.(6)铺设可控低强度材料预制块：在承载平台上方均匀铺设可控低强度材料预制块形成路面平台，可控低强度材料预制块之间通过混凝土进行粘结；
12.(7)铺设路面：在铺设好的路面平台上进行路面基层以及混凝土面层的施工，完成柔性管道埋设施工。
13.所述可控低强度材料预制块28天抗压强度在1mpa～8mpa范围内。
14.现浇可控低强度材料回填填料为在开挖产生的原位土体中添加橡胶颗粒、eps、粉煤灰和水泥后，加水搅拌后制作的现浇可控低强度材料。
15.在进行步骤(2)开挖沟槽时，所开挖的沟槽宽度应在保证柔性管道平稳安置的同时，与在所制备的可控低强度材料预制块宽度的整数倍相匹配，使沟槽中能够并排铺设整数倍个可控低强度材料预制块。
16.在步骤(5)回填沟槽后形成的承载平台距离地面的高度应与所制备的可控低强度材料预制块高度的整数倍相匹配。
17.步骤(6)中形成的路面平台应低于沟槽周围的路面基层以及混凝土面层，为步骤(7)铺设路面时在上的操作留出相应的施工空间。
18.在施工过程中根据具体施工要求，对可控低强度材料预制块进行相应切割，以满足不同的工况要求。
19.在步骤(5)回填沟槽过程中，对柔性管道进行一定的压制，以避免柔性管道在浇注现浇可控低强度材料回填填料时上浮。
20.根据上述技术方案可知，本发明提供的利用可控低强度材料预制块进行柔性管道埋设的方法，利用可控低强度材料制备预制块，利用开挖沟渠产生的原位土体制备可控低强度材料的回填材料，并通过可控低强度材料的回填材料对铺设在沟渠底部的柔性管道进行回填，将制备好的可控低强度材料预制块铺设在回填后后形成的承载平台的上方，并在可控低强度材料预制块铺设好的路面上进行路面基层以及混凝土面层的施工，因为本发明采用利用原位土体制备用于沟槽回填的现浇可控低强度回填材料，回填材料具有自流平性质，所以本发明能够大大提高沟槽回填的密实度，降低柔性管道回填压实时的变形量，进而提高柔性管道的安全性；而且因为本发明将提前制备好的可控低强度材料预制块铺设在已进行回填的沟槽上方，所以本发明减少分层压实和逐级回填的步骤，大量减少工人劳动强度以及数量，节约了施工成本的同时确保沟渠的快速化施工，对周围交通影响小。
附图说明
21.图1利用可控低强度材料预制块进行柔性管道埋设的方法结构示意图
22.图2工厂预制轻质clsm预制块示意图
23.图3开挖沟槽示意图
24.图4回填沟槽示意图
25.图5铺设可控低强度材料预制块示意图
26.图中：1-原位土体；2-路面基层；3-混凝土面层；4-柔性管道；5现浇可控低强度材料回填填料；6-可控低强度材料预制块；7-粘结用混凝土。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本发明作详细具体的说明；但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
28.下面结合附图和具体实施例对本发明作详细具体的说明；但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
29.本发明提供的利用可控低强度材料预制块进行柔性管道埋设的方法，如图1所示，按照如下步骤进行操作：
30.(1)制备可控低强度材料预制块6：将可控低强度材料浆体灌入对应模具中，待浆体硬化制得可控低强度材料预制块6；其中模具的形状根据实际施工所需环境确定，一般制备完成的可控低强度材料预制块6为立方体型，如图2所示，制备完成的可控低强度材料预制块6的28天抗压强度应保持在1mpa～8mpa范围内，以确保能够满足回填的要求，可控低强度材料预制块6的强度应在规定的范围内，一方面避免强度过小无法满足对上方的支撑强度，另一方面，避免强度过大浪费资源，且不利于后期的开挖。
31.(2)开挖沟槽：如图3所示，对用于放置柔性管道4的沟槽底部进行平整，并将现场开挖沟槽产生的原位土体1保留备用；所开挖的沟槽宽度应在保证柔性管道4平稳安置的同时，与在所制备的可控低强度材料预制块6宽度的整数倍相匹配，使沟槽中能够并排铺设整数倍个可控低强度材料预制块6。
32.(3)制备回填材料：利用原位土体1制备用于沟槽回填的现浇可控低强度材料回填填料5，现浇可控低强度材料回填填料5为在步骤(2)中的原位开挖的原位土体1中添加橡胶颗粒、eps、粉煤灰和水泥后，加水搅拌后制作的现浇可控低强度材料。
33.(4)放置柔性管道4：将准备预埋的柔性管道4放置在平整好的沟槽底部位置，使柔性管道4平稳的放置在沟槽中；
34.(5)回填沟槽：利用现场制备的现浇可控低强度材料回填填料5进行沟槽回填，如图4所示，使其包裹住柔性管道4，并对柔性管道4形成一定的包裹层厚度，回填结束后对其表面进行找平，并进行不少于24小时的养护，使其形成能够承受上覆荷载的承载平台。回填沟槽后形成的承载平台距离地面的高度应与所制备的可控低强度材料预制块6高度的整数倍相匹配。且在回填沟槽过程中，对柔性管道4进行一定的压制，以避免柔性管道4在浇注现浇可控低强度材料回填填料5时上浮。
35.(6)铺设可控低强度材料预制块6：如图5所示，在承载平台上方均匀铺设可控低强度材料预制块6形成路面平台，可控低强度材料预制块6之间通过粘结用混凝土7进行粘结。在施工过程中根据具体施工要求，对可控低强度材料预制块6进行相应切割，以满足不同的工况要求。
36.(7)铺设路面：在铺设好的路面平台上进行路面基层2以及混凝土面层3的施工，完成柔性管道4埋设施工。步骤(6)中形成的路面平台应低于沟槽周围的路面基层2以及混凝土面层3，为步骤(7)铺设路面时在上的操作留出相应的施工空间。