3.4-管沟开挖[优教课堂]

1、第三章 管道线路基本施工工艺管道线路基本施工工艺 1课堂教育 第四节第四节 管沟开挖管沟开挖 2课堂教育 一、管沟的形状和尺寸一、管沟的形状和尺寸 n管沟的断面形状主要取决于管沟所在处的土壤性质、 挖沟方式、地下水水位、管径和埋深等，归纳起来， 管沟的断面形状有以下四种 。 n对于粘土等粘结力强的土壤和岩石地带的管沟，在地 下水位较低时可以采用直沟断面；对于土壤较松、粘 结力较小，地下水位较高时，可采用梯形沟断面；当 沟深范围内各层土壤特性不同时，可以采用混合沟断 面。 n管沟的尺寸取决于沟底宽度、埋深和边坡比。 3课堂教育 1管沟的沟底宽度 n管沟沟底宽度应根据管沟深度、钢管的结构外径及所

2、采取的施工措施确定，并应符合下列规定： n（1）当管沟深度小于5m时，沟底宽度应按下式计算： n式中 B沟底宽度，m； nD0钢管的结构外径（包括防腐、保温层厚度）， m； nb沟底加宽裕量，m。应按表中的规定取值。 0 BDb 4课堂教育 沟底加宽余量b值 5课堂教育 n（2）当管沟深度大于或等于5m时，应根 据土壤类别及土壤的物理力学性质确定管 沟沟底宽度。 n（3）当管沟开挖需要加强支撑时，管沟 沟底宽度应考虑支撑结构所占用的宽度。 n（4）用机械开挖管沟时，管沟沟底宽度 应根据挖土机械切削尺寸确定，但不得小 于式（3-4-1）计算的宽度。 n（5）管沟沟底必须平整，管子应紧贴沟 底。

3、n（6）管沟的两壁要做成一定坡度，用边 坡比m来表示 6课堂教育 2管沟边坡坡度 n管沟边坡坡度应根据试挖或土壤的内摩擦角、粘聚力、 湿度、密度等物理力学性质确定。当缺少土壤物理力 学性质资料、地质条件良好、土壤质地均匀、地下水 位低于管沟底面标高、挖深在5m以内时，不加支撑的 管沟边坡的最陡坡度宜符合表中的规定（表3-4-2）。 7课堂教育 二、土方机械二、土方机械 n常用的土方机械有推土机、挖掘机、岩 石挖掘机、碎石机、振动筛土机、平地 机、螺旋回填机和压土机等机械。 n挖土机械分为单斗挖掘机和多斗挖掘机 两类。 8课堂教育 单斗挖掘机 n属于循环式挖土机械。每挖一次土就要完成铲 装土、提

4、升、运输、卸土的动作程序，即进行 一次循环，因此挖土是间断的。每次挖土量基 本等于挖斗的容积。根据挖土的方式和装置的 不同，单斗挖掘机可分为：正铲、反铲、拉铲、 抓斗四种。 9课堂教育 多斗挖掘机 n属于连续式挖土机械。多斗挖掘机只能 用于挖沟作业，不能用于其它基坑等的 土方开挖工作，它的型式主要有两种： 轮斗式和链斗式两种。 轮斗 链斗 10课堂教育 挖土机械性能和适用范围 机械名称特 性适用范围 单 斗 挖 掘 机 正铲 只能挖停机面以上土方，一机多用， 机身可转360 14类土，无地下水，适于大面 积土方开挖 反铲 可开挖停机面以下土方，一机多用， 机身可转360，挖深较大 14类土，适

5、于挖独立基坑，基 槽或管沟 拉铲 可开挖停机面以下土方，一机多用， 挖深、范围大 12类土，适于挖独立基坑，基 槽或管沟 抓斗 可开挖停机面以下土方，一机多用， 挖深大 14类土，适于开挖独立深坑， 可挖水下土方 多 斗 挖 掘 机 轮斗 单机专用，连续挖土，效率高，开挖 面平整，可自行 12类土，适于开挖管沟、运河， 装松散材料 链斗 单机专用，连续挖土，效率高，多不 能自行 12类土，适于开挖管沟、运河， 装运松散材料 11课堂教育 三、管沟开挖三、管沟开挖 n1准备工作准备工作 （1）业主要求管线工程完成的工期计划； （2）由业主负责提供的防腐成品管的供应计划； （3）为提高工效，降低工

6、程成本，施工承包商应依据施工现场的开 挖试验确定管沟的边坡比，只要保证管沟深度，可以对设计和规 范进行现场修订（国外一般只要求管沟深度、沟底宽度而不要求 管沟边坡比）。 （4）各类地质状况和地貌的管沟开挖最佳开、竣工日期； （5）在山前区、冲刷段、特殊地段，管沟开挖与管道组装焊接、下 沟回填工序的衔接； （6）在山区石方地段、沼泽地段，管沟开挖与施工作业带相结合的 最佳方案； （7）除石方地段外，为保证管线组焊时，在管道两侧有顺畅的机械 化流水作业面，应是先组焊管线后开挖管沟，管沟开挖工序滞后 管道组焊工序的距离相差以80m500m为宜，这样，与先开挖管 沟，后管线组焊相比，可以提高工效405

7、0。 12课堂教育 2下发管沟开挖通知单 n管道施工单位应根据管沟开挖整体计划，向管沟开挖 单位发出每段管沟开挖的通知单，并派专人进行协调 和指导。管沟开挖通知单应包括如下内容： （1）施工区间、进度和设计要求； （2）管沟深度、沟底宽度及管沟边坡比的要求； （3）特殊地段管沟开挖弃土与施工作业带清理的结合措 施； （4）管沟开挖的弃土方位和暂留的不开挖段的位置； （5）地面沟渠位置及地下构筑物位置情况； （6）管道防腐涂层及各类标志桩的保护要求。 n管沟开挖单位应根据管沟开挖通知单的要求，向施工 人员做好技术交底，并做好安全教育工作。 13课堂教育 3验桩及核对 n在管沟开挖通知单发出后，由

8、监理、管道施工 单位和管沟开挖单位组成联合小组，依照设计 图纸和管沟开挖通知单对开挖管段的所有标志 桩（已平移到距离堆土侧边界线内0.3m）进行 验收和核对，确认无误后在管沟开挖通知单上 联合签字，承担责任。 n应对各类标志桩作明显标记，避免管沟开挖弃 土掩埋标志桩。 14课堂教育 4管沟开挖 n（1）一般规定 n1）在管沟开挖前，应进行移桩。转角桩按转 角的角平分线方向移动，其余桩应平移至堆土 侧边界线内0.3m处。对于移桩困难的地段可采 用增加引导桩、参照物标记等方法来确定原位 置。 n2）管沟开挖行进方向应按管道中心灰线进行 控制。管沟开挖深度应按开挖通知书的要求并 结合线路控制桩、标志

9、桩标示及设计图纸综合 考虑进行开挖控制。管沟开挖应制定切实可行 的施工安全措施，并加以落实。 15课堂教育 （1）一般规定 n3）沼泽地段、沙漠地段、湿陷性软土地段、地下水位 小于沟深地段及深度超过5m的管沟坡比，可根据相邻 工序的施工方案，采用明渠排水、井点降水、管沟加 支撑等方法，在管沟开挖前做试验，由业主或监理现 场认定，批准后方可实施。 n4）有地下障碍物时，障碍物两侧3m范围内，应采用 人工开挖。对于重要设施，开挖前应征得其管理方的 同意，并应在其监督下进行管沟开挖。 n5）对不同的土质，在开挖初始阶段做试验时，应考虑 施工机械的侧压、震动、管沟暴露时间等因素。 16课堂教育 （1）

10、一般规定 n6）深度在5m以内（不加支撑）的一般地段， 管沟最陡边坡的坡度和管沟沟底加宽裕量可分 别参考表3-4-1和表3-4-2中的规定。深度在5m 以内的管沟沟底宽度可参考式3-4-1中确定。 n7）管沟开挖时，应将挖出的土石方堆放在与 施工便道相反的一侧，距沟边不小于1m。 n8）对于地势平坦、土质松软且能连续施工的 地段，应尽量采用轮斗挖掘机，除此之外则用 单斗挖掘机。管沟开挖工序宜滞后管道组对工 序，二者距离相隔宜为80m500m。 17课堂教育 （1）一般规定 n9）有地下设施或石方地段宜先进行管沟 开挖。 n10）在靠近道路、建筑物地段开挖管沟 时，必须设置明显的标志，夜间必须设

11、 置照明设施。 n11）当开挖的管沟土质比施工图土质等 级高时，承包商应通知业主或监理现场 确认。 18课堂教育 （2）农田耕作区管沟的开挖 n在农田耕作区开挖管沟时，表层不小于 0.5m深的耕作土应靠边界线堆放，下层 土应靠近管沟堆放。 19课堂教育 （3）山前区平原地段的管沟开挖 n山前区平原地段管沟开挖，应尽量避开雨季施工，若 在雨季施工，应加强与当地气象部门的联系，防止洪 水对管沟的冲刷，避免将管沟变成排水沟，冲走已布 好的管子，将大量淤泥冲进焊好的管线内。 n近年来我国大部分管线施工时都出现了这种情况，所 以要高度重视山前区管沟在雨季的开挖工作。 n在雨季施工时，管沟开挖应与管道组对

12、、焊接、下沟、 回填紧密结合，开挖一段，完成一段，每段长度不宜 超过5km，每段回填后应及时进行水工保护施工，进 行有序排水。 20课堂教育 （4）山区管沟开挖 1）一般要求 对石方段的管沟，为保护管体防腐涂层，其爆破开挖 管沟的工序应先于布管、管线组焊工序；石方管沟开 挖时，应与施工作业带清理工序一同考虑。 山区石方段管沟开挖，宜采用松动爆破与机械清沟相 结合的方法，也可采用岩石挖掘机开挖。 石方、卵石段管沟深度应比设计要求的深度超挖 200mm，以便设置铺垫层来保护管道防腐层。管沟沟 壁不得有欲坠落的石头。 施工机械在纵坡上挖沟，必须根据坡度的大小、土壤 的类别、性质及状态计算施工机械的稳

13、定性，并采取 相应措施，确保安全操作。 21课堂教育 2）施工方法 n 土质稳定的黄土地段：黄土质管沟开 挖以单斗挖掘机开挖、人工清理为主， 坡度较大或狭窄地段采取人工开挖方式 进行。 n纵向坡度较大的管沟沟底应进行夯实处 理，以保证沟底扰动土层的稳定。 22课堂教育 土覆石和地下水位较高地段 n部分地段表层覆土较薄，下伏卵砾石或基岩。 n先用单斗挖掘机和人工配合方式清除表面覆盖 层，此表层土可装袋储存，以便恢复地表植被。 n对坚硬的基岩，采取爆破法开挖。 n对山脚河谷地段，当地下水位较高时，开挖过 程中可采取明沟排水措施排出管沟内的积水： 在沟底一侧开挖排水沟、集水井，使水流入集 水井中，用

14、水泵排走，用人工对沟底进行修整， 抽水工作持续到整个地段管线下沟、回填工序 结束。 23课堂教育 石方地段 a 对横坡和狭窄的山脊段管沟，管沟开挖与作业 带开拓同步进行，开挖的弃渣直接用于作业带 的填筑，以减少施工作业带宽度，从而相应减 少爆破工作量，减轻对原有地貌的破坏程度。 b 破碎性风化岩采用液压破岩锤破碎，岩石挖掘 机配合挖凿，人工清沟； c 灰质基岩先用人工剥离覆盖层，采用松动爆破， 配以岩石挖掘机挖掘、人工清理的方式成沟； d 对粒径较大的漂石和河谷板岩，先进行爆破， 再以机械配以人工的方式清除后开挖管沟； 24课堂教育 弃渣堆放 a 纵坡坡度小于25的地段，机械设备可以顺作业带行

15、 走配合施工，开挖出的土石方平摊在施工作业带上， 作为作业带降坡填方；作业带两侧横向坡度较大时， 在堆坡底部要先用块石或袋装土堆砌成稳定基础； b 纵坡坡度大于25、坡长小于50m的地段，开挖的土石 方在坡脚处堆放；坡长大于50m时，管沟开挖后土石 方若滑落在坡脚处或全部运走，管沟回填土石方回运 量大，为此，根据坡长情况沿作业带修筑临时土石方 堆放平台；堆放平台的具体面积和设置间距根据实际 地形进行合理设置。 c 横坡段管沟挖方一般用于作业带填方，多余量采取在 作业带外侧修筑临时堆放平台或顺作业带外运至宽阔 处集中堆放。 25课堂教育 （5）山坡上开挖管沟 n山区开挖管沟按管道的埋设走向，主要

16、 分为纵坡挖沟和横坡挖沟两大类。 n常采用推土机和挖掘机进行挖沟。 26课堂教育 1）在纵坡上用机械开挖管沟 n施工机械的稳定性和坡度的 大小、土壤的类别、土壤的 性质及状态、机械和土壤接 触的状态有关。 n机具在斜坡上开始自动打滑 的临界坡度。 n n式中 f钢在泥土上的滑 动摩擦系数； naf计算临界坡度，； naj稳定安全系数采用1.5 时的极限坡度， arctgfa f 27课堂教育 钢在各种土壤上的摩擦系数和 极限坡度表 土壤种类摩擦系数faf（）aj（） 亚粘土、湿粘土0.3016.711.1 干燥亚粘土和粘土0.3820.813.9 砂土和砾石土0.360.4019.821.81

17、3.214.5 压实石质土0.4524.216.2 爆破石质土0.526.617.7 28课堂教育 机具不下滑所需的拉力H n在没有粘性的土上， n n在粘性土上， n n式中 H机具不下滑所需的拉力，N； nK机具稳定安全系数。时，机具稳定；时，不稳定；为保证机具安全 操作，取； n纵坡坡度； n土壤内摩擦角，； ng重力加速度，g =9.81 m/s2； nC机具与土壤之间的啮合力，N/m2； nF机具与土壤的接触面积，m2； nQ机具的质量，kg。 n求出后，就可以计算钢丝绳直径。 (sincos)HKQgaatg (sincos)HK QgaatgCF 29课堂教育 注意： n雨天在松

18、土地面上挖沟时，不论坡度如 何，施工机械必须用拖拉机等拖住施工， 该拖拉机必须放在斜坡顶部。 30课堂教育 2）在横坡上开挖管沟 n在横坡上开挖管沟时，如果横坡等于或 大于8，要先修台基，为线路提供施工 场地，并保证管线运行时所需的正常维 护管线的条件。 n台基一般宽9m左右。内侧3m宽部分供修 筑边沟和管沟，外侧6m宽部分供施工机 械通行。弯曲地段上台基宽度应增加 1.43m。 31课堂教育 台基类型 n第一种类型适用于坡度在18以下的斜坡 n第二类适用于坡度超过18的斜坡地带。 全部开挖台基 32课堂教育 5管沟开挖的检查验收 n管沟开挖允许偏差表 检验项目检验数量检验方法 合 格 标 准 外 观全 部