给水排水工程施工室外地下管道开槽施工(编辑修改稿)

给水排水工程施工室外地下管道开槽施工(编辑修改稿)内容摘要：

材。 钢管的强度及抗应变性能比铸铁管和预应力混凝土管均强，同时接口简便。 但钢管成本高，耐腐蚀性差。  钢管有热轧无缝钢管和有纵向及螺旋焊缝的焊接钢管。 直径较大的钢管通常在加工场用钢板卷圆、焊接而成。  钢管的接口多为焊接，如气焊、电弧焊、接触焊等方式。 此外也有法兰盘接口和各种柔性接口型式。  (一 )电弧焊  电弧焊有手工电弧焊和自动电弧焊两种，在施工现场，大部分采用手工电弧焊。   为了提高焊缝强度，在管口处须做成坡口，见图 615所示，坡口上部夹角为 30~35，靠里皮边缘上应留1~2mm宽的钝边。  焊接管的两个端面须乎行，并保持一定距离，以确保施焊质量。 两端间的缝隙，见图 616所示。 其值见表66所示。  由于管材的自重，管口会产生椭圆度，当两管端的椭圆度不一样时称错口，见图 617所示。 错口过大，也会影响施焊质量，故对错口也应控制在表 67所列数值以内。  由于焊缝集中地段是受力的薄弱环节，对于大管径的各管段对口焊接时，应使其纵向焊缝互相错开不小于100mm的距离，同时也应使纵缝安置在表面，以利检查和修理。   根据焊条与管子之间的相对位置分为平焊、俯焊和仰焊。 手焊易于施焊，焊接质量易于保障，焊管时应尽可能把仰焊变换成平焊。  焊接口在熔融金届冷却过程中，会产生收缩应力，为了减少收缩应力，施焊前应将管口预热 15~20cm的宽度，或采用分段焊法，亦即将管周分成 4段，按照间隔次序焊接。  焊接口的强度一般不低于管材本身的强度，为此，采用多层焊法以保证质量。  (二 )焊接的质量检查  焊接完毕后，应进行焊缝检查，检查项目包括外观检查和内部检查。 外观检查项目有焊缝是否偏斜，有无咬边、焊瘤、弧坑、裂缝等弊病；内部检查包括是否焊透、有无夹渣及气孔等现象。  焊缝内部缺陷可采用 X或 射线检查及超声波检查。 低压管道通常采用油渗检查。  (三 )钢管的防腐  未经进行防腐处理的钢管，由于受到地下水及土壤中的酸、碱或盐类的作用，可在短期内发生化学腐蚀，由于地下电位差的作用，也将受到电化学腐蚀。  金属在电解质中，具有一定的电极电位，就地下钢管而言，含水土层为电解质，金属离子溶于电解质时，在金属和液面间存在的电位差称为电极电位。 电极电位因金属种类不同而异。 即使对于一种金属，电极电位亦随电解质的不同而不相同。  钢铁表面材质并不是均匀的，它的化学组成、结构组织、结晶方位、氧化层、附着物等各处也均不相同。 此外，电解质也具有离子浓度，溶解在其中的气体浓度、温度等不均一性，使得钢铁各个局部的自然电位高低不同，从而构成了许多腐蚀电池这种腐蚀电池称为自然腐蚀。  此外，从外部及强制施以电流与电压，在此种情况下的腐蚀称为电解腐蚀，简称电解。  若防止腐蚀，必须不使金属与电解质接触，或使金属表面不出现电位差。 前者可采用涂裹绝缘层的方法；后者采用电气防腐法，即阴极保护法。   绝绿防腐层包括：冷底子漆、涂层和外包保护层。  为了提高防腐层的质量，应先除锈并清除污垢和油斑，然后在管子上涂冷底子漆，其配合比为沥青：稀释剂＝ 3： 7(重量比 )。  绝缘层的主要组成是涂层和保护层。 涂层材料有沥青、沥青胶、环氧沥青等，各保护层的材料有麻布、玻璃布等。  绝缘层要求不透水，并具有耐久性，与冷底子漆有很好的粘结力及一定的机械强度。  绝缘防腐层的沥青胶中的沥青常用 30号沥青，填充材料有高岭土、石灰石粉、石棉等。 沥育胶的配比为85%的沥青惨 15％的填充材机在沥青温度为 180~190C时掺入填料，搅拌均匀后即可使用。  麻布或玻璃布保护层的操作方法为：先将保护层浸透于沥青胶，然后用包扎机裹覆在管壁上。 要求不空鼓、不折皱。 钢管两端各留出 150~200mm的长度 ,以便焊  焊口，焊毕再做防腐绝缘层。  采用树脂和玻璃布组成的玻璃钢绝缘层，有环氧玻璃钢绝缘层、呋喃玻璃钢绝缘层等。  绝缘层根据层数不同，分为普通绝缘、加强绝缘和特加强绝缘 3类。   电化学保护的方法有外加电源法和牺牲阳极法等。  (1)外加电源法  1)原理与设备  外加电源法是向被保护金属通入一定量的负极直流电，使其相对于阴极接地装置变成一个大阴极，从而免遭腐蚀，使用极与被保护金属间形成电流回路。 阳极则遭到强烈腐蚀。 如图 618所示。  外加电源法由直流电源、阳极接地、绝缘法兰、测试桩和检查片组成。  ：直流电可由整流器、直流发电机或蓄电池供应。 应保证连续供电，最长停电时间不得超过 2h。  ；阳极材料有废钢管、石墨、高硅铸铁、磁性氧化铁 (Fe304)等。 常用的是废钢铁和石墨阳极，在海水中采用的有铅、银合金、镀铂钛等。  ：绝缘法兰一般设置在被保护管道与其他非保护设备的支管的连接处，以防止电流流失或对其他金属构筑物产生不良影响。 泵站的进出口处，排空支管连接处，不同管材连接处，以及大型跨越及有杂散电流等处均应设有绝缘法兰盘。  绝缘法兰是在法兰中间采用绝缘垫圈以及在螺栓外加绝缘套筒及垫片以达到法兰的完全绝缘。 绝缘材料可采用酚醛或环氧层压板、丁腈橡胶及聚四氨乙烯塑料等。  为了便于维修、管理及达到绝缘效果，绝缘法兰应安装在井内并保持干燥，切勿浸入水中。 此外，为了保证绝缘性能，一般采取领先组装，在法兰两侧各焊接一短管，进行绝线检查及试压，合格后再整体焊接在管道上。  ：为了检验管道是否得到保护，每隔一定距离在管道上焊接一测试导线并引至地面桩上，测量管地电位。 测试桩一般采用钢筋混凝土、钢管、塑料管等制作。 在较大河流和穿越铁路处，绝缘法兰两侧，与其他管道交叉等处，必须没立田试桩。  ：为了定量地了解电化学保护效果，可在管道沿线选择儿处典型地段，埋设几组钢试片，材质与管道相同，以备检查。  2)外加电源的计算  保护长度计算分无限长保护及有限长保护两种。  ：即在一条披保护管道上没有一个阴极保护站，两端无绝缘法兰，如图 619所示。  计算公式：  (62)  式中 L1— 保护长度的一半 (m)；  a— 传播系数或衰减系数 (1/m)。  (63)  式中 R— 钢管纵向电阻 (/m)。  (64)  式中 P— 钢管比电阻；取 (mm2/m)  D— 钢管外径 (mm)； )m(ln1 01保EEaL rRa )(  DR  δ — 钢管壁厚 (mm)；  r— 管道单位长度绝缘电阻 (m)。  (65)  式中 Rt— 管道绝缘层电阻率 (/m2)，其值参考表 68，一般采用 5000~10000/m2(对石油沥青、环氧煤沥青 )。  E0— 通电点通电前后对地电位变化值 (V)，即最高保护电位与钢管自然电位的差值 c相对 CuS04电极 (下同 )。  E0＝ ()=(V)  E保 — 被保护管道末端通电前后电位变化 (V)，即最小保护电位与钢管自然电位的差值。  E保＝ ()=(V) DRr t  ：在被保护管道上设有一个站或几个站，站两端有绝缘法兰，如图 620所示。  计算公式：  (66)  (67)  式中 ch1— 反双曲线余弦函致，其余各参数同前。  (2)牺牲阳极法  1)原理与设备  牺牲阳极法是利用不同金属间的电位差得到防蚀电流的方式。 在地下金届体上安装比其电位低的金属作阳极，使其构成大地电流，以牺姓阳极来防止地下 保EEchaL 012 1 保EEchRrL 012  金属腐蚀的方法。 见图 621所示。  牺牲阳极法由阳极、阳填包、测试桩组成。  :要求要有足够的负电位；每单位消耗量所发生的电量要大；自腐蚀小；电流产率高；在使用过程中，很少发生极化等。 用于埋地金属管道的牺牲阳极系列有镁、铝、锌合金 3种。  ：为了使埋置的阳极能正常，持续地输出电流，减少周围土壤介质电阻中，同时起到活化阳极表面的作用，防止腐蚀产物的结垢现象，必须将阳极埋置在填包料中。  (2)牺牲阳极计算   计算公式  I=Si (68)  式中 i— 所需保护电流密度 (mA/m2)参见表 69所示；  S— 所需保护面积 (m3)。   计算公式  (69)  式中 ρ — 土壤电阻率 (/cm)；  f— 系数 (见表 610)；  y— 管地电位调整数 (见表 611)。   计算公式  (610) fyI1 5 0 0 0 0I WT   式中 W— 阳极重量 (lb)；  I— 输出电流 (mA)；  η — 系数 (取 )；  T— 国内一般采用 10~30a。  3)阳极布置要点  ，低洼潮湿的地段。  、小集中的方式，即根据计算每200~300m设置一处，每处布置 2~4支阳极，支数太多，会引起电流屏蔽作用。  ，距管道 2~5m，布置在管道的一侧或两侧。  ，顶端高度不超出管中心。  ，另一端引入测试桩杖，固定在测试盒的接线柱上，可测试阳极的工作状况及管道的保护程度。  ，所需保护电流大小等因素进行技术经济比较，且可用单系列或多系列并用。  五、混凝土管和钢筋混凝土管及其接口  预制的混凝土管和钢筋混凝土管的直径为200~2600mm。 管口形状有平口、企口承插口等，如图 622所示。  室外埋设钢筋混凝土管多用于排水管道，即重力流管道。 接口有刚性及柔性两种。 为防止横向断裂及减少对地基的压力，应设留基础和管座。 基础材料有砂基、砾石基础及混凝土基础等；基础型式有通基及枕基。 管座根据管道覆土深度和地基上性质有 90、 135、 180、360等中心角。 中心角角愈大，基础所受的单位面积压力和地基对管子单位面积反作用力愈小。 如图 623所示。  (一 )抹带接口   这种接口为刚性。 一般在雨水管道或地基较好、管径较小的情况下使用。 如图 624中所示为弧形抹带。 水泥砂浆配比为：水泥：砂＝ 1： (重量比 )，这种接口的抗弯性能差。 抹带前，应将管口刷洗洁净，抹完后加强养护，防止开裂。