CN109812621A - 一种混凝土包封管道结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种混凝土包封管道结构及其施工方法，混凝土包封管道结构包括从下而上依次设置的第一珊瑚砂层和第二珊瑚砂层；第一珊瑚砂层的横截面呈倒置的梯形，在第一珊瑚砂层埋设有一组管道，一组管道沿横向平行间隔布置；一组管道的外侧浇筑有混凝土包封层；混凝土包封层的顶部与第一珊瑚砂层的顶面平齐，混凝土包封层的底面与管道底部之间间距为200mm～300mm，混凝土包封层的侧面与管道对应一侧侧面之间间距为200mm～300mm；第二珊瑚砂层铺设在第一珊瑚砂层顶部，第二珊瑚砂层的两侧与道路结构的两侧边平齐。本发明解决了传统的混凝土包封航煤管道的施工方法中，因管道上浮和偏移存在的质量不合格、需要返工而延误工期的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于土木工程领域，特别是一种混凝土包封管道结构及其施工方法。
背景技术
在航煤管道施工中，通常涉及埋地管道穿越各种道路的安装施工，出于管道使用阶段的安全考虑，通常会设置保护套管的办法对管道进行保护。在高水位区域，管道套管的使用极易受水位影响，导致套管偏移、腐蚀等，影响管道的施工质量，且阴极保护施工必须在套管采用牺牲阳极的做法，施工繁琐；而混凝土包封的施工办法可以较好的避免套管腐蚀问题，管道的阴极保护采用柔性阳极外加电流，施工简便。由于包封混凝土在施工中一般浇筑两次以上才能完成整个工序，在第二次浇筑时施工人员往往忽视或不重视质量控制，导致施工质量问题，严重时导致返工从而延误工期，这让此道工序成为一种质量通病。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土包封管道结构及其施工方法，要解决传统的混凝土包封航煤管道的施工方法中，因管道上浮和偏移存在的质量不合格、需要返工而延误工期的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种混凝土包封管道结构，设置在珊瑚砂高水位区域中、道路结构的底部；包括有从下而上依次设置的第一珊瑚砂层和第二珊瑚砂层；所述第一珊瑚砂层的横截面呈倒置的梯形，在第一珊瑚砂层埋设有一组管道，并且一组管道沿横向平行间隔布置；在一组管道的外侧浇筑有混凝土包封层；所述混凝土包封层的顶部与第一珊瑚砂层的顶面平齐，混凝土包封层的底面与管道底部之间的间距为200mm～300mm，混凝土包封层的侧面与管道对应一侧侧面之间的间距为200mm～300mm；所述第二珊瑚砂层铺设在第一珊瑚砂层的顶部，并且第二珊瑚砂层的两侧超出第一珊瑚砂层的两侧、与道路结构的两侧边平齐。
优选的，所述第一珊瑚砂层的厚度为300mm～500mm；第一珊瑚砂层的底部宽度为2300mm～2800mm；第一珊瑚砂层的顶部宽度为1900mm～2400mm。
优选的，所述管道的顶部与第一珊瑚砂层顶部之间的间距为200mm～280mm。
优选的，所述第二珊瑚砂层的两侧超出第一珊瑚砂层的两侧的长度为400mm～800mm；所述第二珊瑚砂层的厚度为不小于200mm。
优选的，所述道路结构由下而上依次包括有底基层、水泥稳定碎石基层、沥青同步碎石封层、下面层、中面层和上面层。
一种混凝土包封管道结构的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，管沟的定位测量。
步骤二，管沟的开挖。
步骤三，排水降水。
步骤四，管道的吊装下沟。
步骤五，在混凝土包封层施工前，测量管道的标高、坐标、坡向和坡度，对管道的位置进行校准。
步骤六，模板的支设，包括有侧模板和中间模板的支设；在进行分段分层浇筑前，侧模板支设在管道的两侧，并且与管道之间的间距为200mm～300mm；由管道的起点至终点依次支设侧模板、并在侧模板的外侧设置钢管支撑，在长沟段与短沟段之间设置中间模板，在中间模板上、位于长沟段一侧设置钢管支撑。
步骤七，施工混凝土包封层：混凝土分段分层浇筑，具体包括如下步骤。
步骤a，将管沟沿长轴向进行分段，分为一组长沟段和一组短沟段，并且长沟段和短沟段交错设置。
步骤b，在长沟段中设置锚固装置，用于固定管道：长沟段内的锚固装置至少三处，箍设在管道的外侧，将管道的位置限位固定，防止浇筑时管道漂浮、位移。
步骤c，将短沟段沿深度进行分层，且分为上下两层，将分层线标注在模板上。
步骤d，在短沟段中浇筑下层混凝土；下层混凝土的浇筑从一端的短沟段向另一端的短沟段依次进行。
步骤e，复测管道的坐标和标高，及时发现有偏移、浮动的管道部位，并校准后调整、加固锚固装置。
步骤f，在短沟段中浇筑上层混凝土；上层混凝土的浇筑从一端的短沟段向另一端的短沟段依次进行。
步骤g，待短沟段中的混凝土初凝后，拆除中间模板。
步骤h，将短沟段中、与长沟段相连接的混凝土的侧面凿毛。
步骤i，将长沟段中的锚固装置拆除。
步骤j，复测管道的坐标和标高，并校准。
步骤k，将长沟段沿深度进行分层，且分为上下两层。
步骤l，在长沟段中浇筑下层混凝土；下层混凝土的浇筑从一端的长沟段向另一端的长沟段依次进行。
步骤m，在长沟段中浇筑上层混凝土；上层混凝土的浇筑从一端的长沟段向另一端的长沟段依次进行。
步骤八，拆模、管沟回填；待步骤七中施工的混凝土的强度达到75%的设计强度时，进行管沟回填。
步骤九，第二珊瑚砂层的施工。
步骤十，进行阴极保护电缆的施工：在管道上方280mm～300mm的位置处阴极保护电缆。
步骤十一，待混凝土达到100%的设计强度后进行道路结构的施工。
优选的，步骤二中的管沟的开挖采用阶梯式二次开挖；一次开挖的深度为1m～1.5m，且沟底一侧设置排水沟；所述排水沟与设计的管道平行设置，且与管道之间的间距为900mm～1900mm；二次开挖的深度为1m～1.5m，且沟底两侧设置排水沟；两侧的排水沟与设计的管道平行设置；其中，沟底一侧的排水沟沿着管沟对应一侧侧边设置，且与管道之间的间距为900mm～1900mm；沟底另一侧的排水沟与管沟对应一侧侧边之间留有间距，且与管道之间的间距为900mm～1900mm；在沟底另一侧排水沟的位置处、沿着排水沟的长轴向间隔设置有集水坑，相邻集水坑之间的间距为30000mm～50000mm。
优选的，步骤四中，在浇筑混凝土之前，将管道利用锚固装置锚固；其中，管道的底部与管沟的底面间距为200～300mm；相邻管道之间的间距为800～850mm。
优选的，步骤七中，短沟段的长度为5000～20000mm，短沟段中的下层混凝土厚度为350～450mm，短沟段中的上层混凝土厚度为350～430mm；长沟段的长度为5000～20000mm，长沟段中的下层混凝土厚度为350～450mm，长沟段中的上层混凝土厚度为350～430mm。
优选的，步骤七中，在混凝土浇筑前管沟的底部铺设彩条布，混凝土浇筑后上表面覆膜。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明采用了分仓分层浇筑混凝土的方法，保证了混凝土包封的施工质量，防止管道上浮、偏移。
2、本发明在浇筑混凝土包封层时采用锚固装置分段进行管道固定，极大减少了管道在混凝土包封时的管道位置偏差；并且在混凝土包封分层浇筑过程中，可及时进行管道位置的检测，一旦发现少量的管道位置偏差，可在底层混凝土凝固前及时进行纠正；在调整管道的位置后加固锚固装置，进行上层混凝土浇筑，此时，管道位置已基本固定；最后进行其他分仓浇筑，有效控制了管道在包封施工时的位置偏移及漂浮。
3、本发明在珊瑚砂高水位区域，穿越飞机跑道的管道外侧采用混凝土包封，可有效的抗飞机起降冲击及保证管道的位置。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的混凝土包封管道结构的横截面结构示意图。
图2是本发明的管沟第一次开挖后的横截面结构示意图。
图3是本发明的管沟第二次开挖后平面结构示意图。
图4是本发明的管沟第二次开挖后设有集水坑位置处的横截面结构示意图。
图5是本发明的管沟第二次开挖后相邻集水坑之间部位的横截面结构示意图。
图6是本发明的长沟段和短沟段布置的平面结构示意图。
图7是本发明的管道外侧设置锚固装置的平面结构示意图。
图8是本发明的管道外侧设置锚固装置的横截面结构示意图。
附图标记：1－第一珊瑚砂层、2－第二珊瑚砂层、3－管道、4－混凝土包封层、5－管沟、5.1－长沟段、5.2－短沟段、6－排水沟、7－集水坑、8－围护、9－模板、10－底基层、11－水泥稳定碎石基层、12－沥青同步碎石封层、13－下面层、14－中面层、15－上面层、16－锚固装置。
具体实施方式
如图1-8所示，这种混凝土包封管道结构，设置在珊瑚砂高水位区域中、道路结构的底部；包括有从下而上依次设置的第一珊瑚砂层1和第二珊瑚砂层2；所述第一珊瑚砂层1的横截面呈倒置的梯形，在第一珊瑚砂层1埋设有一组管道3，并且一组管道3沿横向平行间隔布置；在一组管道3的外侧浇筑有混凝土包封层4；所述混凝土包封层4的顶部与第一珊瑚砂层1的顶面平齐，混凝土包封层4的底面与管道3底部之间的间距为200mm～300mm，混凝土包封层4的侧面与管道3对应一侧侧面之间的间距为200mm～300mm，200mm～300m的混凝土包封层4能满足包封后对管道3的保护作用，过多砼包封将浪费材料；所述第二珊瑚砂层2铺设在第一珊瑚砂层1的顶部，并且第二珊瑚砂层2的两侧超出第一珊瑚砂层1的两侧、与道路结构的两侧边平齐。
当然在其他实施例中，所述凝土包封层4的底面与管道3底部之间的间距可以根据实际情况调整。
本实施例中，所述第一珊瑚砂层1的厚度为300mm～500mm；第一珊瑚砂层1的底部宽度为2300mm～2800mm；第一珊瑚砂层1的顶部宽度为1900mm～2400mm。
本实施例中，所述管道3的顶部与第一珊瑚砂层1顶部之间的间距为200mm～280mm。
本实施例中，所述第二珊瑚砂层2的两侧超出第一珊瑚砂层1的两侧的长度为400mm～800mm；所述第二珊瑚砂层2的厚度为不小于200mm。
本实施例中，所述道路结构由下而上依次包括有底基层10、水泥稳定碎石基层11、沥青同步碎石封层12、下面层13、中面层14和上面层15；其中，底基层10由水泥稳定珊瑚砂浇筑而成，厚度为300mm；水泥稳定碎石基层11的厚度为200mm；沥青同步碎石封层12的厚度为15mm；下面层13由沥青混凝土铺设而成，厚度为80mm；中面层14由改性沥青混凝土铺设而成，厚度为60mm；上面层15由改性沥青马蹄脂碎石铺设而成，厚度为50mm。
当然在其他实施例中，所述道路结构的各个结构层的厚度可以根据规范进行调整。
这种混凝土包封管道结构的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，管沟5的定位测量。
步骤二，管沟5的开挖。
步骤三，排水降水。
步骤四，管道3的吊装下沟。
步骤五，在混凝土包封层4施工前，测量管道3的标高、坐标、坡向和坡度，对管道3的位置进行校准。
步骤六，模板9的支设，包括有侧模板和中间模板的支设；在进行分段分层浇筑前，侧模板支设在管道3的两侧，并且与管道3之间的间距为200mm～300mm；由管道3的起点至终点依次支设侧模板、并在侧模板的外侧设置钢管支撑，在长沟段5.1与短沟段5.2之间设置中间模板，在中间模板上、位于长沟段5.1一侧设置钢管支撑。
步骤七，施工混凝土包封层4：混凝土分段分层浇筑，具体包括如下步骤。
步骤a，将管沟5沿长轴向进行分段，分为一组长沟段5.1和一组短沟段5.2，并且长沟段5.1和短沟段5.2交错设置。
步骤b，在长沟段5.1中设置锚固装置16，用于固定管道3；长沟段5.1内的锚固装置16至少三处，每隔5米一处，箍设在管道3的外侧，将管道3的位置限位固定，防止浇筑时管道漂浮、位移。
步骤c，将短沟段5.2沿深度进行分层，且分为上下两层，将分层线标注在模板上。
步骤d，在短沟段5.2中浇筑下层混凝土；下层混凝土的浇筑从一端的短沟段5.2向另一端的短沟段5.2依次进行。
步骤e，复测管道3的坐标和标高，及时发现有偏移、浮动的管道3部位，并校准后调整、加固锚固装置16。
步骤f，在短沟段5.2中浇筑上层混凝土；上层混凝土的浇筑从一端的短沟段5.2向另一端的短沟段5.2依次进行。
步骤g，待短沟段5.2中的混凝土初凝后，拆除短沟段5.2中、面向长沟段5.1一侧的模板9。
步骤h，将短沟段5.2中、与长沟段5.1相连接的混凝土的侧面凿毛。
步骤i，将长沟段5.1中的锚固装置16拆除。
步骤j，复测管道3的坐标和标高，并校准。
步骤k，将长沟段5.1沿深度进行分层，且分为上下两层。
步骤l，在长沟段5.1中浇筑下层混凝土；下层混凝土的浇筑从一端的长沟段5.1向另一端的长沟段5.1依次进行。
步骤m，在长沟段5.1中浇筑上层混凝土；上层混凝土的浇筑从一端的长沟段5.1向另一端的长沟段5.1依次进行。
步骤八，拆模、管沟5回填；待步骤七中施工的混凝土的强度达到75%的设计强度时，进行管沟5回填。
步骤九，第二珊瑚砂层2的施工。
步骤十，进行阴极保护电缆的施工：在管道3上方280mm～300mm的位置处阴极保护电缆。
步骤十一，待混凝土达到100%的设计强度后进行道路结构的施工。
本实施例中，步骤二中的管沟5的开挖采用阶梯式二次开挖；一次开挖的深度为1m～1.5m，且沟底一侧设置排水沟6，所述排水沟6的宽度为1000mm，深度为500mm；所述排水沟6与设计的管道3平行设置，且与管道3之间的间距为900mm～1900mm，保证现场排水沟通畅；二次开挖的深度为1m～1.5m，且沟底两侧设置排水沟6；两侧的排水沟6与设计的管道3平行设置；其中，沟底一侧的排水沟6沿着管沟5对应一侧侧边设置，且与管道3之间的间距为900mm～1900mm；沟底另一侧的排水沟6与管沟5对应一侧侧边之间留有间距，且与管道3之间的间距为900mm～1900mm；在沟底另一侧排水沟6的位置处、沿着排水沟6的长轴向间隔设置有集水坑7，相邻集水坑7之间的间距为30000mm～50000mm。
本实施例中，步骤四中，在浇筑混凝土之前，将管道3利用锚固装置16锚固；其中，管道3的底部与管沟5的底面间距为200～300mm；相邻管道3之间的间距为800～850mm。
本实施例中，步骤七中，短沟段5.2的长度为5000～20000mm，短沟段5.2中的下层混凝土厚度为350～450mm，短沟段5.2中的上层混凝土厚度为350～430mm；长沟段5.1的长度为5000～20000mm，长沟段5.1中的下层混凝土厚度为350～450mm，长沟段5.1中的上层混凝土厚度为350～430mm，所述管沟5的一侧设置有围护8。
本实施例中，由于管道底部水位较高，管沟5底部的第一珊瑚砂层1容易流失，浇筑混凝土时存在漏浆问题，在步骤七中，混凝土浇筑前管沟5的底部铺设彩条布，彩条布用于减少漏浆，混凝土浇筑后上表面覆膜。
本实施例中，步骤七中，锚固装置16呈门形，包括有横向型钢杆件和连接在横向型钢杆件两侧的纵向型钢杆件；所述锚固装置16箍设在管道3外侧，并且纵向型钢杆件的下端管沟5底部的第一珊瑚砂层1中。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种混凝土包封管道结构，设置在珊瑚砂高水位区域中、道路结构的底部；其特征在于：包括有从下而上依次设置的第一珊瑚砂层（1）和第二珊瑚砂层（2）；所述第一珊瑚砂层（1）的横截面呈倒置的梯形，在第一珊瑚砂层（1）埋设有一组管道（3），并且一组管道（3）沿横向平行间隔布置；在一组管道（3）的外侧浇筑有混凝土包封层（4）；所述混凝土包封层（4）的顶部与第一珊瑚砂层（1）的顶面平齐，混凝土包封层（4）的底面与管道（3）底部之间的间距为200mm～300mm，混凝土包封层（4）的侧面与管道（3）对应一侧侧面之间的间距为200mm～300mm；所述第二珊瑚砂层（2）铺设在第一珊瑚砂层（1）的顶部，并且第二珊瑚砂层（2）的两侧超出第一珊瑚砂层（1）的两侧、与道路结构的两侧边平齐。
2.根据权利要求1所述的混凝土包封管道结构，其特征在于：所述第一珊瑚砂层（1）的厚度为300mm～500mm；第一珊瑚砂层（1）的底部宽度为2300mm～2800mm；第一珊瑚砂层（1）的顶部宽度为1900mm～2400mm。
3.根据权利要求2所述的混凝土包封管道结构，其特征在于：所述管道（3）的顶部与第一珊瑚砂层（1）顶部之间的间距为200mm～280mm。
4.根据权利要求1所述的混凝土包封管道结构，其特征在于：所述第二珊瑚砂层（2）的两侧超出第一珊瑚砂层（1）的两侧的长度为400mm～800mm；所述第二珊瑚砂层（2）的厚度为不小于200mm。
5.根据权利要求1所述的混凝土包封管道结构，其特征在于：所述道路结构由下而上依次包括有底基层（10）、水泥稳定碎石基层（11）、沥青同步碎石封层（12）、下面层（13）、中面层（14）和上面层（15）。
6.一种权利要求1-5中任意一项所述的混凝土包封管道结构的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一，管沟（5）的定位测量；
步骤二，管沟（5）的开挖；
步骤三，排水降水；
步骤四，管道（3）的吊装下沟；
步骤五，在混凝土包封层（4）施工前，测量管道（3）的标高、坐标、坡向和坡度，对管道（3）的位置进行校准；
步骤六，模板（9）的支设，包括有侧模板和中间模板的支设；在进行分段分层浇筑前，侧模板支设在管道（3）的两侧，并且与管道（3）之间的间距为200mm～300mm；由管道（3）的起点至终点依次支设侧模板、并在侧模板的外侧设置钢管支撑，在长沟段（5.1）与短沟段（5.2）之间设置中间模板，在中间模板上、位于长沟段（5.1）一侧设置钢管支撑；
步骤七，施工混凝土包封层（4）：混凝土分段分层浇筑，具体包括如下步骤：
步骤a，将管沟（5）沿长轴向进行分段，分为一组长沟段（5.1）和一组短沟段（5.2），并且长沟段（5.1）和短沟段（5.2）交错设置；
步骤b，在长沟段（5.1）中设置锚固装置（16），用于固定管道（3）；长沟段（5.1）内的锚固装置（16）至少三处，箍设在管道（3）的外侧，将管道（3）的位置限位固定，防止浇筑时管道漂浮、位移；
步骤c，将短沟段（5.2）沿深度进行分层，且分为上下两层，将分层线标注在模板上；
步骤d，在短沟段（5.2）中浇筑下层混凝土；下层混凝土的浇筑从一端的短沟段（5.2）向另一端的短沟段（5.2）依次进行；
步骤e，复测管道（3）的坐标和标高，及时发现有偏移、浮动的管道（3）部位，并校准后调整、加固锚固装置（16）；
步骤f，在短沟段（5.2）中浇筑上层混凝土；上层混凝土的浇筑从一端的短沟段（5.2）向另一端的短沟段（5.2）依次进行；
步骤g，待短沟段（5.2）中的混凝土初凝后，拆除短沟段（5.2）中、面向长沟段（5.1）一侧的模板（9）；
步骤h，将短沟段（5.2）中、与长沟段（5.1）相连接的混凝土的侧面凿毛；
步骤i，将长沟段（5.1）中的锚固装置（16）拆除；
步骤j，复测管道（3）的坐标和标高，并校准；
步骤k，将长沟段（5.1）沿深度进行分层，且分为上下两层；
步骤l，在长沟段（5.1）中浇筑下层混凝土；下层混凝土的浇筑从一端的长沟段（5.1）向另一端的长沟段（5.1）依次进行；
步骤m，在长沟段（5.1）中浇筑上层混凝土；上层混凝土的浇筑从一端的长沟段（5.1）向另一端的长沟段（5.1）依次进行；
步骤八，拆模、管沟（5）回填；待步骤七中施工的混凝土的强度达到75%的设计强度时，进行管沟（5）回填；
步骤九，第二珊瑚砂层（2）的施工；
步骤十，进行阴极保护电缆的施工：在管道（3）上方280mm～300mm的位置处阴极保护电缆；
步骤十一，待混凝土达到100%的设计强度后进行道路结构的施工。
7.根据权利要求6所述的混凝土包封管道结构的施工方法，其特征在于：步骤二中的管沟（5）的开挖采用阶梯式二次开挖；一次开挖的深度为1m～1.5m，且沟底一侧设置排水沟（6）；所述排水沟（6）与设计的管道（3）平行设置，且与管道（3）之间的间距为900mm～1900mm；二次开挖的深度为1m～1.5m，且沟底两侧设置排水沟（6）；两侧的排水沟（6）与设计的管道（3）平行设置；其中，沟底一侧的排水沟（6）沿着管沟（5）对应一侧侧边设置，且与管道（3）之间的间距为900mm～1900mm；沟底另一侧的排水沟（6）与管沟（5）对应一侧侧边之间留有间距，且与管道（3）之间的间距为900mm～1900mm；在沟底另一侧排水沟（6）的位置处、沿着排水沟（6）的长轴向间隔设置有集水坑（7），相邻集水坑（7）之间的间距为30000mm～50000mm。
8.根据权利要求6所述的混凝土包封管道结构的施工方法，其特征在于：步骤四中，在浇筑混凝土之前，将管道（3）利用锚固装置（16）锚固；其中，管道（3）的底部与管沟（5）的底面间距为200～300mm；相邻管道（3）之间的间距为800～850mm。
9.根据权利要求6所述的混凝土包封管道结构的施工方法，其特征在于：步骤七中，短沟段（5.2）的长度为5000～20000mm，短沟段（5.2）中的下层混凝土厚度为350～450mm，短沟段（5.2）中的上层混凝土厚度为350～430mm；长沟段（5.1）的长度为5000～20000mm，长沟段（5.1）中的下层混凝土厚度为350～450mm，长沟段（5.1）中的上层混凝土厚度为350～430mm。
10.根据权利要求6所述的混凝土包封管道结构的施工方法，其特征在于：步骤七中，在混凝土浇筑前管沟（5）的底部铺设彩条布，混凝土浇筑后上表面覆膜。
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