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鋼管頂管施工
鋼管頂管施工與混凝土管頂管施工 的區(qū)別在于鋼管的接頭是焊接的,呈剛性,而混凝 十管的接頭則呈柔性。由此帶來了鋼管頂管的利弊:有利的一面是如果在初始頂進中就掌握好 頂進的方向,則在以后的頂進中,管子一般也不太會產(chǎn)牛較大偏差,使管子頂進非常順刺。不利 的一而是如果頂進方向掌握得不好就不容易糾正過來。如果糾得過猛,還會出現(xiàn)管子變形、接 口脫開等毛病,甚至于會出現(xiàn)管子報廢的惡果。另外,鋼管頂進時的推力一般比同口徑的混凝 土管要低許多。這是因為鋼管管壁與土的庠擦系數(shù)較小,二是因為鋼管較輕,三是因為鋼管的 直線性好的緣故。
頂進用鋼管必須保持一定的壁厚。壁厚與其口徑及埋深有直接關系。如果口徑小,其埋深 淺,壁厚可取小一些》如果管徑大,其埋深又較深,管子受到的土壓力就較大,容易產(chǎn)生變形,這 時壁厚應取厚一些,以保證敷設的鋼管有足夠的剛度。根據(jù)經(jīng)驗公式,
鋼管的壁厚應為:t^aD+t" (13-1-1)式中:
f一一管壁厚度;?——經(jīng)驗系數(shù),取0. 01?0. 015之間;D——鋼管內(nèi)徑; t" 腐蝕余量。?是一個經(jīng)驗系數(shù)。
但是,如果有特殊要求的,鋼管的壁厚則必須根據(jù)土質(zhì)條件及要求,經(jīng) 過計算后才能確定。f則是考慮管內(nèi)通過的介質(zhì)的性質(zhì)和管周邊土壤的酸堿度來確定。管外的腐蝕量,如果是 在中性土壤中,每年約為〇. 1mm?0. 2mnu如果埋設的鋼管需用10年,則在初步計算出的厚 度基礎上加lnun?2nun即可。管內(nèi)的腐蝕量則應視通過介質(zhì)的性質(zhì),防腐層的設置方式以及 該介質(zhì)中有無腐蝕性氣體逸出而定。如果鋼管^輸送的介質(zhì)是偏酸或偏喊性的液體,或者有二 硫化氫等強腐蝕氣體逸出時,除了在鋼管內(nèi)要采取較好的防腐撗施以外,^就要取大一些;相 反Y則應取小一些。防腐措施中,除了有各種防腐涂料外, 有效的防腐措施就是在鋼管內(nèi)復 一層PVC塑料。這樣,無論何種腐蝕性的液體或氣體對管壁的腐蝕都很小。如果輸送普通的 水,則多用水泥漿噴涂在管內(nèi),防止水對管道的銹蝕。
1.受施工地點的地質(zhì)的影響。施工管道周圍土體承載力和土壓力對于頂管施工至關重要,因為頂施工頂進過程中難免發(fā)生軸線偏移現(xiàn)象。若管道周圍的土體能夠提供較大的作用反力,則管道不易發(fā)生較大偏移和失穩(wěn);若周圍土質(zhì)疏松不均勻土質(zhì),則管道很容易因周圍平衡側(cè)向分力的承載能力不足造成失穩(wěn)。同時,管道上方的覆蓋層過薄也很容易因管頂士壓力不足造成失穩(wěn),常見的是管道軸線向上彎曲和管道中間鼓肚現(xiàn)象。
2.頂管施工質(zhì)量影響。根據(jù)管道曲率與側(cè)向分力之間的循環(huán)關系可知,若因頂管施工糾偏或糾扭不及時和不到位造成偏移量增大,將導致管道失穩(wěn),這對施工進度將帶來不小的影響。3.頂管施工設備原因。頂管設備在頂進過程中,若出現(xiàn)與管道聯(lián)結不穩(wěn)固或者剛度不足,都有可能造成管道失穩(wěn)。
頂管所用鋼管的外表而必須涂上防腐材料。常用的是環(huán)氧瀝清漆,也有的涂上氫凝。如果 要求特別高的,在涂環(huán)氧的同時,還須把一層層玻璃纖維布纏在管子夕卜。這樣,即使在砂層中進 行長距離頂進,也不會使防腐層遭硤壞。但是,由于鋼管在頂進過程中必須焊接,因此,在管端 50mm至100mm寬的地方不能涂上防腐涂料或做防腐層,只有在現(xiàn)場焊接以后才可補上s還 需待其干透以后才可頂進。鋼管在制作和頂進過程中,都必須注意坡口的形式及安裝方法。鋼管頂進中常用的坡口如圖13-1-1所示的兩種。 種是單V型坡口,如左圖中所示的那樣。這種坡口適用于口徑小的鋼 管。因為鋼管口徑小,人無法進入鋼管內(nèi)焊接,所以只能采用這種坡口,要求單面焊接,雙面成 型。?挺方向圖13-1-1鋼管的兩種坡口形式
種如右圖所示的為K型坡口。這種坡口適用于口徑較大鋼管,入可在鋼管內(nèi)進行焊 接,因此,這種接口在管內(nèi)都必須焊接。口徑較大的鋼管,管壁也較厚,采用K型坡口可使接 頭的焊接質(zhì)量有保證。無論采用哪一種接口,它們的共同點就是在管尾端都是平口,這對頂進有好處。首先是頂 鐵等與鋼管接觸的面積比較大,可減小接觸應力。如果采用V型接口或X型接口,其管尾端不 是平口而尖口,這樣頂鐵加在尖口上就容易使尖口產(chǎn)生捲邊,會影響焊接質(zhì)量。另外,V型口 和x型口的兩個尖n不容易對準,使焊接的誤差較大,這又會影響頂進質(zhì)量。所以,不要以為 鋼管接口形式可以任意選取,其實不然。在一般的鋼管頂進中,每節(jié)鋼管所能承受的 推力可由下式計算出來:F=210000jr〇)+i)^ (13-1-2)式中:F——鋼管能承受的推力(kN);D——鋼管的內(nèi)徑(mh t——鋼管的壁厚(m)。
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