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1、市政管道工程施工,绪论,一、市政管道的类型市政管道工程是市政工程的重要组成部分，是城市重要的基础工程设施。市政管道工程包括：给水管道排水管道燃气管道热力管道电力电缆,给水管道,主要为城市输送供应生活用水、生产用水、消防用水和市政绿化及喷洒用水，包括输水管道和配水管网两部分。,排水管道,主要是及时收集城市生活污水、工业废水和雨水，并将生活污水和工业废水输送到污水处理厂进行处理后排放，雨水就近排放。以保证城市的环境卫生和生命财产的安全。,燃气管道,主要是将燃气分配站中的燃气输送分配到各用户，供用户使用。,热力管道,供给用户取暖使用，有热水管道和蒸汽管道。,电力电缆,为城市输送电能按功能可分为动力电
2、缆、照明电缆、电车电缆等；按电压的高低可分为低压电缆、高压电缆和超高压电缆。,电信电缆,为城市传送信息包括：市话电缆、长话电缆、光纤电缆、广播电缆、电视电缆、军队及铁路专用通用电缆等,二、管道综合布置原则和方法,各种管线布置发生矛盾时，处理的原则：未建让已建、临时让永久、小管让大管、压力管让重力管、可弯管让不可弯管。当工程管线交叉敷设时，自上而下的排列顺序一般为：电力电缆、电信电缆、热力管道、燃气管道、给水管道、雨水管道、污水管道,三、课程内容及要求,课程主要内容市政给排水及采暖管道的组成、构造和施工图识读；市政管道的开槽施工方法；盾构施工；附属构筑物施工；市政管道施工组织与管理。,考核要求：
3、平时成绩30%，考试成绩70%，开卷,第一章 市政管道工程,1.1给水管道工程1.2排水管道工程1.3其他市政管线工程,1.1 给水管道工程,1.1.1 给水管道系统的组成取水构筑物：水源取水点给水由输水管（渠）：长距离、一般不沿线供水，两条平行管，事故供水率70%配水管网：分配输送集中区域用水泵站：加压，满足水压要求水量调节设施：清水池、水塔、高位水池，调节供水和用水的流量差,图1-4（a）地表水源给水管道系统示意图 1-取水构筑物；2-一级泵站；3-水处理构筑物；4-清水池；5-二级泵站；6-输水管；7-管网；8-调节构筑物,按水源的数目分类（1）单水源给水管网系统（2）多水源给水管网系统
4、,图1.5 多水源给水系统,1.1.2 给水管网的布置,1、布置原则 给水管网的主要作用是保证供给用户所需的水量、保证配水管网有适宜的水压、保证供水水质并不间断供水。,1.1.2 给水管网的布置,2、布置形式按输水方式分类（1）重力输水：水源处地势较高，清水池中的水依靠重力 进入管网系统，无动力消耗，较经济。（2）压力输水：依靠泵站加压输水。（3）重力、压力输水相结合的输水系统适用于地形复杂且输水距离较长。,配水管网布置的基本形式,水锤：在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波。,3、配水管网布置要求,按管段的功能均可划分为配水干管、连接管、配水管和分配管；随水流方向
5、以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置应从用水量较大的街区通过；干管距离一般为500800m左右，连接管之间的距离为800100m左右；最小分配管直径为100mm，大城市采用150200mm；干管高处设排气阀，低处设泄水阀；输水管线坡度小于1：1000时，应每个0.51.0km装设排气阀；给水管道交叉时最小净距0.15m；与其他管道0.4m，接口不重叠。,1.1.3 给水管材,对给水管道的要求：有足够的强度和刚度，可以承受各种内外力负荷；有足够的严密性，保证供水有效性；水力条件好；安装简便、快速可靠、维护作量少。化学稳定性高，耐腐、质轻、韧性好；价格低、使用年限长、折旧费用低。,给水管材常可
6、以分为金属管材料、非金属管材料和复合材料三大类。主要的管材有：球墨铸铁管、钢筋混凝土管、钢管、塑料管以及复合式管材。,灰口铸铁管（淘汰）：管壁不均匀，有气孔，有爆管隐患。球墨铸铁管（大量使用）制作工艺：铁水加入镁和镁合金等金属，使铁中的石墨呈球状；内衬水泥或树脂，外喷锌层-沥青层。优点：抗腐蚀性比钢管好，较好的抗拉和抗弯强度；缺点：造价高，穿孔腐蚀速度快，,1.铸铁管,连接方式及适用条件承插式：适用于埋地法兰式：适用于明装或地沟内,种类：直缝钢管、螺旋钢管、不锈钢管、镀锌钢管和钢塑复合管优点：钢管材质相对轻、强度高、韧性好。缺点：钢管水力性能差、防腐处理麻烦、造价高。适用条件：恶劣和复杂的环境
7、、大口径给水管道。,2.钢管,连接方式：螺纹：适用DN100管道焊接法兰新发展：薄壁不锈钢管，橡胶圈环压连接,种类：普通钢筋混凝土管、自应力混凝土管、预应力混凝土管、预应力钢筒钢筋混凝土管优点：价格低廉、防腐性能好、能承受较高压力，有较好的抗渗透性和耐久性。缺点：重量大、质地脆、粗糙系数大、配件少、维修难度大。适用条件：长距离输水管道。,3.钢筋混凝土管,种类：PCCP-L、PCCP-E、优点：抗暴、抗渗透和抗腐蚀、使用寿命长缺点：重量大、质地脆、粗糙系数大、配件少、维修难度大。适用条件：长距离输水管道。,4.预应力钢筒混凝土管（PCCP）,种类：聚氯乙烯管（PVC-U）、聚乙烯（PE）管、高
8、密度聚乙烯管（HDPE）、ABS管优点：强度高、表面光滑、不易结垢、水力性能较好、耐腐蚀、重量轻、加工机接口方便、施工费用低。缺点：强度低、质地脆、易老化、长距离输送要有补偿措施。市政给水工程用的不多。连接方式：粘接、橡胶圈承插、热熔连接、法兰连接,5.塑料管,1.1.4 给水配件,1 给水管配件作用：管道衔接改变水流方向、管径变化市政给水铸铁管常用连接方式：承插,2 给水管道附件,（1）阀门 调节管道内流量和水压，事故时用以隔断事故管段的设备,（2）止回阀用于水泵压水管上，保护设备免受水锤破坏。种类：旋启式止回阀和缓闭式止回阀,（4）泄水阀检修时排空管道，一般在管线下凹部位安装,（5）消火栓
9、地上式：不冰冻地区、不影响城市交通和市容的地区；地下式：须安装在阀门井内，适用冬季气温较低地区；规格：来水口径-100mm和150mm 出水口径-65mm和100mm流量：1015L/s,（3）排气阀排除管道中的气体，一般安装在管线的隆起部位。,止回阀,自动排气阀,消火栓,1.1.5 给水管道构造,1.基础：作用：防止管道不均匀沉陷造成管道破裂或接口损失而漏水。类型：天然基础、砂基础、混凝土基础2.覆土作用：防冻、承载荷载要求：一般金属管道的的最小覆土厚度在车行道下为0.7m，人行道下0.6m；非金属管道的覆土厚度不小于1.01.2m。,1.1.6 给水管网附属构筑物的构造,阀门井：安装管道附
10、件，使其有良好的操作和养护环境。泄水阀井：需设置排水措施排气阀门井支墩：承受水的推力，防止漏水。管道超越障碍物：套管：穿越铁路、公路或非主要路线架空管：河谷深、河道变迁快倒虹管：河谷较浅，冲刷较轻，河道航运繁忙，不适宜架空管,给水管道工程施工图识读,1.2排水管道工程,排水管道系统的体制（1）合流制直排式合流制截流式合流制完全合流制（2）分流制完全分流制不完全分流制,（）直排式合流制：,管道系统的布置就近坡向水体，分若干排出口，混合的污水未经处理直接排入水体，我国许多老城市的旧城区大多采用的是这种排水体制。,特点：对水体污染严重，系统简单。这种直排式合流制系统目前不宜采用。,（）截流式合流制：
11、,这种系统是在沿河的岸边铺设一条截流干管，同时在截流干管上设置溢流井，并在下游设置污水处理厂。,晴天和初降雨时污水,污水处理厂,排入水体或再利用,当混合污水的流量截流干管的输水能力，,特点：比直排式有了较大的改 进，但在雨天时，仍有部 分混合污水未经处理而直 接排放，成为水体的污染 源而使水体遭受污染。,适用于对老城市的旧合流制 的改造,（）完全合流制,是将污水和雨水合流于一条管渠，全部送往污水处理厂进行处理。,特点:卫生条件较好，在街道下，管道综合也比较方便，但工程量较大，初期投资大，污水厂的运行管理不便。,采用者不多。,2分流制,所谓分流制是指用不同管渠分别收集和输送生活污水、工业废水和雨
12、水的排水方式。排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统 排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据雨水的排除方式不同，分流制又分为下列两种情况：,生活污水工业废水,污水厂,排入水体或再利用,（）完全分流制,既有污水管道系统，又有雨水管渠系统,雨水,排入水体,雨水排水系统,污水排水系统,特点：比较符合环境保 护的要求，但对 城市管渠的一次 性投资较大。适用于新建城市。,（）不完全分流制,这种体制只有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统。各种污水通过污水排水系统送至污水厂，经过处理后排,如城镇的地势适宜，不易积水时，或初建城镇和小区可采用不完全分流制，先解决污水的排放问题，待城镇进一步发展后，再建雨
13、水排水系统，完成完全分流制的排水系统。这样可以节省初期投资，有利于城镇的逐步发展。,入水体；雨水沿道路边沟，地面明渠和小河，然后进入较大的水体。,（3）半分流制：,既有污水排水系统，又有雨水排水系统。,初降雨水,污水厂,排入水体或再利用,后续雨水,排入水体,雨水排水系统,雨水跳跃井,在老城市的改造中，常采用截流式合流制，充分利用原有的排水设施，与直排式相比，减小了对环境的危害，但仍有部分混合污水通过溢流井直接排入水体。,不完全分流制排水系统，初期投资少，有利于城镇建设的分期发展，在新建城镇和小区可考虑采用这种体制；半分流制卫生情况比较好，但管渠数量多，建造费用高，一般仅在地面污染较严重的区域（
14、如某些工厂区等）采用。,排水体制的选择,排水管道系统的组成,作用：承担污（废）水的收集、输送或压力调节和水量调节任务，起到防止环境污染和防止洪涝灾害的作用。组成：排水管道系统一般由废水收集设施、排水管道、水量调节池、提升泵站、废水输水管（渠）和排放口等组成。如图1-10所示。,图1-10 排水管道系统示意图1-排水管道；2-水量调节池；3-提升泵站；4-输水管道（渠）；5-污水处理厂,1.污水管道系统的组成：,小区污水管道系统：接户管、小区支管、小区干管、小区主干管和检查井、泵站等附属构筑物。市政污水管道系统：支管、干管、主干管和检查井、泵站、出水口及事故排出口等构筑物。如下图示,2.雨水管道
15、系统的组成,小区雨水管道系统市政雨水管道系统,1.2.3 排水管道系统的布置,1布置形式正交式：地势向水体适当倾斜。截流式：在正交基础上发展，减轻水体污染平行式：地势向较大倾斜分区式：地势高差相差很大分散式：中央地势高，地势向周围倾斜环绕式：分散式的发展,确定排水区界，划分排水流域；污水厂和出水口位置的选定；污水管道的布置与定线；确定污水管道系统的控制点；确定污水管道在街道下的具体位置；,污水管道系统布置,充分利用地形，就近排入水体；根据街区及道路规划布置雨水管道：a.雨水管渠应平行与道路敷设，宜布置在人行道和草地下，不宜设在交通量大的干道下；b.路宽大于40m时，应考虑在道路两侧分别设置雨水
16、管道；c.管顶最小覆土深度宜为：人行道下0.6m，车行道下0.7m；d.压力管接入自流管渠时，应有消能设施；e.污水管道、合流管道与生活给水管道相交时，应敷设在生活给水管道的下面合理布置雨水口：a.一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均设置雨水口；b.雨水口间距宜为2550m。连接管串联雨水口个数不宜超过3个。雨水口连接管长度不宜超过25m；采用明渠和暗渠相结合的形式；,2.雨水管道（渠）系统布置,排水管材,1排水管材的要求足够的强度，能抵抗内外压力和杂质冲刷磨损；具抗腐蚀性（污水、地下水）；不透水（污水不透出、地下水不透入）；内壁光滑，阻力小，排水通畅；就地取材，可预制管件，节省费用。,常用的
17、排水管渠,混凝土管和钢筋混凝土管陶土管金属管其他管材,混凝土管和钢筋混凝土管,管口形式：承插式、企口式、平口式。特点：管径不超过450mm，长度多为1m。可就地取材，价格较低。适应于排除雨水和污水。抗酸、碱侵蚀性差。管节短，接口多，抗沉降、抗震性差。大口径管的自重大，搬运不便。,陶土管,内外壁光滑、不透水、耐磨、抗腐蚀。管径一般不超过600mm，管长在0.81.0m之间。质脆易碎，不宜远运；管节短，接头多，施工麻烦。主要用于排除工业酸性废水。,金 属 管,常用的有铸铁管和钢管;在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下使用在穿越铁路时，在土蹦或地震地区；在距给水管道或房屋基础较近时；在压力管线上或施
18、工特别困难的场合采用钢管时必须涂刷耐腐蚀的涂料并注意绝缘，以防锈蚀。,其他管材,浆砌砖、石渠道；双壁波纹管,HDPE双壁波纹管,UPVC双壁波；纹管,1.2.5 排水管道构造,构成：基础、管道、覆土保证管材及其接口强度满足要求外，还应保证在使用中不致因地面荷载引起损坏。,10.2 排水管渠系统上的构筑物,检查井 跌水井 水封井 换气井 冲洗井 溢流井 测流井 雨水口、连接暗井 倒虹管、管桥出水口,检查井,作用：便于定期检查、清通。要求：为了便于清通检查井之间的管段应是直通的，既不弯曲断面又没有变化。设置：管道交汇处、转弯、管道尺寸或坡度改变、跌水处及相隔一定距离的直线管段上。组成：基础、井底、
19、井身、井盖和盖座。分类：雨水检查井和污水检查井；合流制采用雨水检查井,不要下人的浅井，井径一般在500700mm；需要下人检查的井口应大于800mm为宜,跌水井,设置：当检查井中上下游管渠的管底落差12米。跌水井内应有减速、防冲及消能设施。形式：竖管式（适应于管径等于或小于400mm管道）、溢流堰式（适应于大于400mm管道）。当上下游管渠的管底跌落差小于1m时，只把检查井低部作成斜坡，不做跌水。管道转弯处不宜设跌水井。,水封井,当工业废水中能产生引起爆炸或火灾的气体时，管道中必须设置水封井。作用：阻隔易燃气体流通，阻隔水面游火。位置：设在产生上述废水的生产装置、储罐区等的废水排出口处。,换气
20、井,作用：避免有机物发酵产生的气体遇火爆炸，排除有害气体，保证工人检修安全。,溢流井,设置：截流式合流制排水系统。作用：晴天截流混合污水进污水厂，雨天部分混合污水溢流入水体。形式：截流槽式、溢流堰式,冲洗井,作用：污水管道内的流速不能保证自请时，为防止淤塞。分类：人工冲洗、自动冲洗。设置：管径小于400mm的管道上。,雨水口,设置：设在雨水管道或合流管道上。作用：收集地面雨水。位置：交叉路口、路侧边沟等低洼处。构造：进水箅、连接管、井身。形式：边沟式、侧石式、联合式。,连接暗井,设置：当管径大于800mm时，雨水口的连接管可通过连接暗井与雨水管道连接。,倒虹管,设置：排水管道遇到河流、山涧、洼
21、地或地下构筑物时。组成：进水井、管道、出水井。形式：直管式、折管式。注意的问题：应尽可能与障碍物正交，穿越河道的倒虹管应选择不易被冲刷的地段及埋深较小的部位。管顶与河床垂直距离不易小于0.5m工作管线不少于两条。,防止淤积的措施,提高管内流速，一般采用1.21.5m/s,不易小于0.9m/s，当达不到0.9m/s 时，应加定期冲洗措施。最小管径200mm。进水井低部设沉泥槽。折管式倒虹管的上行管与水平线夹角小于或等于300。合流制管道设倒虹管时，应按旱流污水量校核流速。,管 桥,设置：当管道穿越谷地时，可架桥敷设管道。优点：易于施工、造价低。适用：小流量。,出水口,位置：根据排水水质、下游用水
22、情况、水体流量、水位变化、波浪等确定设置：当污水需和水体水流充分混合时，出水口长距离伸入水体分散出水。污水管渠出水口采用淹没式，管顶标高在常水位下。雨水管渠出水口采用非淹没式，其管底标高最好在水体最高水位以上以免水体水倒灌。形式：一字型、八字型、门字型。,第二章 市政管道开槽施工,2.1 明沟排水2.2 人工降低地下水位2.3 沟槽开挖2.4 沟槽支撑2.5 管道的敷设与安装2.6 沟槽回填,第三章 市政管道不开槽施工,3.1 掘进顶管法3.2 特种顶管施工技术3.3 非开挖铺管新技术简介,第四章 盾构施工,4.1 盾构的组成和施工原理4.2 盾构施工,第五章 附属构筑物施工及管道维护管理,5.1 渠道施工5.2 倒虹管施工5.3 附属构筑物施工及附件安装5.4 市政管道维护和管理,第六章 市政管道工程施工组织与管理,6.1 市政管道工程施工组织设计举例6.2 市政管道工程施工管理,混凝土基础,阀门井,水表井,
