4.5.2.1 混凝土管与钢筋混凝土管及其接口
混凝土管的规格为DN300~600、长为1m;为了抵抗外力,管径较大时一般配以钢筋,制成钢筋混凝土管,钢筋混凝土管的规格为DN300~2400、长为2m。混凝土管与钢筋混凝土管的管口型式有承插口、平口、圆弧口、企口几种(图4.68),广泛用于排水管道系统,亦可用作泵站的压力管及倒虹管,两种管材的主要缺点是抗酸碱侵蚀及抗渗性能较差、管节多、接头多。在地震强度大于Ⅷ度地区及饱和松砂、淤泥、充填土、杂填土地区不宜使用。
图4.68 管口型式
混凝土管和钢筋混凝土管的接口型式分刚性接口和柔性接口两种。为了减少对地基的压力及对管子的反力,管道应设置基础和管座,管座包角一般有90°、135°、180°3种,应视管道覆土厚度及地基土的性质选用。
1.抹带接口
(1)水泥砂浆抹带接口。是一种常用的刚性接口,如图4.69所示。此接口的抗弯折性能差。一般在地基较好、管径较小时采用。水泥砂浆抹带接口施工程序为:浇筑管座混凝土→勾捻管座部分管内缝→管带与管外皮及基础结合处凿毛清冼→管座上部内缝支垫托→抹带→勾捻管座以上内缝→接口养护。
图4.69 水泥砂浆抹带接口
水泥砂浆抹带材料及重量配合比:水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥,砂子应过2mm孔径筛子过筛,含泥量不得大于2%。质量配合比为水泥∶砂=1∶2.5,水灰比一般不大于0.5。勾捻内缝为水泥∶砂=1∶3,水灰比一般不大于0.5。带宽k=120~150mm,带厚f=30mm,抹带采用圆弧形或梯形。
水泥砂浆抹带接口工具有浆桶、刷子、铁抹子、弧形抹子等。
抹带接口操作:
1)抹带。
a.抹带前将管口及管带覆盖到的管外皮刷干净,并刷水泥浆一遍。
b.抹第一层砂浆(卧底砂浆)时,应注意找正使管缝居中,厚度约为带厚的1/3,并压实使之与管壁黏结牢固,在表面划成线槽,以利于与第二层结合(管径400mm以内者,抹带可一次完成)。
c.待第一层砂浆初凝后抹第二层,用弧形抹子捻压成形,待初凝后再用抹子赶光压实。
d.带、基相接处三角形(如基础混凝土已硬化需凿毛洗净、刷素水泥浆)灰要饱实,大管径可用砖模,防止砂浆变形。
2)DN≥700管勾捻内缝。
a.管座部分的内缝应配合浇筑混凝土时勾捻;管座以上的内缝应在管带缝凝后勾捻,亦可在抹带之前勾捻,即抹带前将管缝支上内托,从外部用砂浆填实,然后拆去内托,将内缝勾捻子整平,再进行抹带。
b.勾捻管内缝时,人在管内先用水泥砂浆将内缝填实抹平,然后反复捻压密实,灰浆不得高出管内壁。
3)DN<700管,应配合浇筑管座,用麻袋球或其他工具在管内来回拖动,将流入管内的灰浆拉平。
(2)钢丝网水泥砂浆抹带接口,如图4.70所示。由于在抹带层内埋置20号10mm×10mm方格的钢丝网,因此接口强度高于水泥砂浆抹带接口。
图4.70 钢丝网水泥砂浆抹带接口
施工程序:管口凿毛清洗(管径不大于500mm者刷去浆皮)→浇筑管座混凝土→将钢丝网片插入管座的对口砂浆中并以抹带砂浆补充肩角→勾捻管内下部管缝→勾上部内缝支托架→抹带(素灰、打底、安钢丝网片、抹上层、赶压、拆模等)→勾捻管内上部管缝→内外管口养护。
抹带接口操作:
1)抹带。
a.抹带前将已凿毛的管口洗刷干净并刷水泥浆一道;在抹带的两侧安装好弧形边模。
b.抹第一层砂浆应压实,与管壁粘牢,厚15mm左右,待底层砂浆稍晾有浆皮儿后将两片钢丝网包拢使其挤入砂浆浆皮中,用20号或22号细钢丝(镀锌)扎牢,同时要把所有的钢丝网头塞入网内,使网面平整,以免产生小孔漏水。
c.第一层水泥砂浆初凝后,再抹第二层水泥砂浆使之与模板平齐,砂浆初凝后赶光压实。
d.抹带完成后立即养护,一般4~6h可以拆模,应轻敲轻卸,避免碰坏抹带的边角,然后继续养护。
2)勾捻内缝及接口养护方法与水泥砂浆抹带接口相同。
钢丝网水泥砂浆接口的闭水性较好,常用于污水管道接口,管座采用135°或180°。
2.套环接口
套环接口的刚度好,常用于污水管道的接口。分为现浇套环接口和预制套环接口两种。
(1)现浇套环接口。采用的混凝土的强度等级一般为C18;捻缝用1∶3水泥砂浆;配合比(质量比)为水泥∶砂∶水=1∶3∶0.5;钢筋为Ⅰ级。
施工程序:浇筑管基→凿毛与管相接处的管基并清刷干净→支设马鞍形接口模板→浇筑混凝土→养护后拆模→养护。
捻缝与混凝土浇筑相配合进行。
(2)预制套环接口。套环采用预制套环可加快施工进度。套环内可填塞油麻石棉水泥或胶圈石棉水泥。石棉水泥配合比(质量比)为水∶石棉∶水泥=1∶3∶7;捻缝用砂浆配合比(质量比)为水泥∶砂∶水=1∶3∶0.5。
施工程序为:在垫块上安管→安套环→填油麻→填打石棉水泥→养护。
3.承插管水泥砂浆接口(www.xing528.com)
承插管水泥砂浆接口,一般适合小口径雨水管道施工。
水泥砂浆配合比(质量比)为水泥∶砂∶水=1∶2∶0.5。
施工程序:清洗管口→安第一节管并在承口下部填满砂浆→安第二节管、接口缝隙填满砂浆→将挤入管内的砂浆及时抹光并清除→湿养护。
4.沥青麻布(玻璃布)柔性接口
沥青麻布(玻璃布)柔性接口适用于无地下水、地基不均匀沉降不严重的平口或企口排水管道。
接口时,先清刷管口,并在管口上刷冷底子油,热涂沥青,做四油三布,并用钢丝将沥青麻布或沥青玻璃布绑扎,最后捻管内缝(1∶3水泥砂浆)。
5.沥青砂浆柔性接口
这种接口的使用条件与沥青麻布(玻璃布)柔性接口相同,但不用麻布(玻璃布),成本降低。
沥青砂浆质量配合比为石油沥青∶石棉粉∶砂=1∶0.67∶0.69。制备时,待锅中沥青(建筑10号石油沥青)完全熔化到超过220℃时,加入石棉(纤维占1/3左右)、细砂,不断搅拌使之混合均匀。浇灌时,沥青砂浆温度控制在200℃左右,使其具有良好的流动性。
施工程序:管口凿毛及清理→管缝填塞油麻、刷冷底子油→支设灌口模具→浇灌沥青砂浆→拆模→捻内缝。
6.承插管沥青油膏柔性接口
这是利用一种黏结力强、高温不流淌、低温不脆裂的防水油膏,进行承插管接口,施工较为方便。沥青油膏有成品,也可自配。这种接口适用于小口径承插口污水管道。沥青油膏质量配合比石油沥青∶松节油∶废机油∶石棉灰∶滑石粉=100∶11.1∶44.5∶77.5∶119。
施工程序为:清刷管口保持干燥→刷冷底子油→油膏捏成圆条备用→安第一节管→将粗油膏条垫在第一节管承口下部→插入第二节管→用麻錾填塞上部及侧面沥青膏条。
塑料止水带接口是一种质量较高的柔性接口。常用于现浇混凝土管道上,它具有一定的强度、很好的柔性和较好的抗地基不均匀沉陷性能,但成本较高。这种接口适用于敷设在沉降量较大的地基上,一般须修建基础,并在接口处用木丝板设置基础沉降缝。
4.5.2.2 塑料类排水管及其接口
城镇塑料类排水管主要有排水硬聚氯乙烯管、大口径硬聚氯乙烯缠绕管、玻璃钢管等,管内径在100~2000mm范围内。其接口方式主要有承插橡胶圈连接、承插粘接、螺旋连接等。
大口径硬聚氯乙烯缠绕管适用于污水、雨水的输送,管内径在300~2000mm范围内,管道一般埋地安装。其覆土厚度在人行道下一般为0.5~10m,车行道下一般为1.0m~10m。管道允许5%的长期变形度而不会破坏或漏水。
大口径硬聚氯乙烯缠绕管采用螺旋连接方式,即利用管材外表面的螺旋凸棱沟槽以及接头内表面的螺旋沟槽实现螺旋连接,螺纹间的间隙由聚氨酯发泡胶等密封材料进行密封。连接时,管口及接头均应清洗干净,拧进螺纹扣数应符合设计要求。
管道一般应敷设在承载力不小于0.15MPa的地基基础上。若需铺设砂垫层,则按不小于90%的密实度震实,并应与管身和接头外壁均匀接触。砂垫层应采用中砂或粗砂,厚度应不小于100mm。下管时应采用可靠的软带吊具,平稳、轻放下沟,不得与沟壁、沟底碰撞。
土方回填时,其回填土中碎石屑最大粒径小于40mm,不得含有各种坚硬物,管道两侧同时对称回填夯实。管顶以上0.4m范围内不得采用夯实机具夯实,在管两侧范围的最佳夯实度大于95%,管顶上部大于80%,分层夯实,每层摊土厚度为0.25~0.3m为宜。管顶以上0.4m至地面,按用地性质要求回填。
4.5.2.3 排水铸铁管、陶土管及其接口
1.排水铸铁管及接口
排水铸铁管质地坚固,抗压与抗震性强,每节管子较长,接头少。但其价格较高,对酸碱的防蚀性较差。主要用于受较高内压、较高水流速度冲刷或对抗渗漏要求高的场合。如穿越铁路河流、陡坡管、竖管式跌水井的竖管以及室内排水管道等。
(1)承插式刚性接口。承插式铸铁管刚性接口填料由嵌缝材料-敛缝填料组成。常用填料为麻-石棉水泥;橡胶圈-石棉水泥;麻-膨胀水泥砂浆;麻-铅等几种。
1)麻及其填塞。麻是广泛采用的一种嵌缝材料,应选用纤维较长、无皮质、清洁、松软、富有韧性的麻,以麻辫形状塞进承口与插口间环向间隙。麻辫的直径约为缝隙宽的1.5倍,其长度较管口周长长5~10cm作为搭接长度,用錾子填打紧密。填塞深度约占承口总深度的1/3,距承口水线里缘5mm为宜。
填麻的作用是防止散状接口填料漏入管内并将环向间隙整圆,以及在敛缝填料失效时对管内低压水起挡水作用。
2)橡胶圈及其填塞。由于麻易腐烂和填打时劳动强度大,可采用橡胶圈代替麻。橡胶圈富有弹性,具足够的水密性,因此,当接口产生一定量相对轴向位移和角位移时也不致渗水。
橡胶圈外观应粗细均匀,椭圆度在允许范围内,质地柔软,无气泡,无裂缝,无重皮,接头平整牢固,胶圈内环径一般为插口外径的0.85~0.90倍。
3)石棉水泥接口。石棉水泥是一种使用较广的敛缝填料,有较高的抗压强度,石棉纤维对水泥颗粒有较强的吸附能力,水泥中掺入石棉纤维可提高接口材料的抗拉强度。水泥在硬化过程中收缩,石棉纤维可阻止其收缩,提高接口材料与管壁的黏着力和接口的水密性。
石棉水泥接口的抗压强度甚高,接口材料成本降低,材料来源广泛。但其承受弯曲应力或冲击应力性能很差,并且存在接口劳动强度大,养护时间较长的缺点。
4)膨胀水泥砂浆接口。膨胀水泥在水化过程中体积膨胀,增加其与管壁的黏着力,提高了水密性,而且产生封密性微气泡,提高接口抗渗性能。
接口操作时,不需要打口,可将拌制的膨胀水泥砂浆分层填塞,用錾子将各层捣实,最外一层找平,比承口边缘凹进1~2mm。
膨胀水泥水化过程中硫酸铝钙的结晶需要大量的水,因此,其接口应采用湿养护,养护时间为12~24h。
(2)承插式柔性接口。上述几种承插式刚性接口,抗应变能力差,受外力作用容易产生填料碎裂与管内水外渗等事故,尤其在软弱地基地带和强震区,接口破碎率高。为此,可采用橡胶圈柔性接口。
如图4.71所示,承口内壁为斜槽形,插口端部加工成坡形,安装时由于承口斜槽内嵌入起密封作用的楔形橡胶圈。由于斜形槽的限制作用,橡胶圈在管内水压的作用下与管壁压紧,具有自密性,使接口对于承插口的椭圆度、尺寸公差、插口轴向相对位移及角位移具有一定的适应性。
图4.71 承插口楔形橡胶圈接口
2.陶土管及接口
陶土管内表面光滑,摩阻小,不易淤积,管材致密,有一定抗渗性,耐腐蚀性好,便于制造。但其质脆易碎,管节短,接头多,材料抗折性能差。适用于排除侵蚀性污水或管外有侵蚀性地下水的自流管及街坊内部排水与城乡排水系统的连接支管。
陶土管的接口方式与混凝土管接口方式基本相同。
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