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涂层是保护埋地管道免遭外界腐蚀的 道防线,其保护效果直接影响着电法保护电流的工作效率,NACE1993年年会第17号论文指出:“正确涂敷的涂层应该为埋地构件提供99 %的保护需求,而余下的1%才由阴极保护提供”。因此要求涂层具有良好的电绝缘性、黏附性、连续性及耐腐蚀性等综合性能,对其完整性的维护是至关重要的。涂层综合性能受许多因素的影响,诸如涂层材料、补口技术、施工质量、腐蚀环境以及管理水平等,并且管道运行一段时间后,涂层综合性能会出现不同程度的下降,表现为老化、龟裂、剥离、破损等状况,管体表面因直接或间接接触空气、土壤而发生腐蚀,如果不能对涂层进行有效的检测、维护,终将导致管道穿孔、破裂破坏事故。
涂层检测技术是在对管道不开挖的前提下,采用专用设备在地面非接触性地对涂层综合性能进行检测,科学、准确、经济地对涂层老化及破损缺陷定位,对缺陷大小进行分类统计,同时针对缺陷大小、数量进行综合评价并提出整改计划,以指导管道业主对管道涂层状况的掌握,并及实践性维护,保证涂层的完整性及完好性。
国内实施管道外检测技术始于20世纪80年代中期,检测方法主要包括标准管/地电位检测、皮尔逊(Pearson)涂层绝缘电阻测试、管内电流测试等。检测结果对涂层的总体评价到了重要作用,但在缺陷准确定位、合理指导大修方面尚有较大的差距。近年来,通过世界银行贷款以及与国外管道公司交流,管道外检测设备因价格相对较为便宜,操作较为方便,国外管道外间的技术已广泛应用于国内长输油气管道涂层检测,目前国内管道外检测技术基本上达到先进发达 水平,在实际工作中应用较为广泛的外检测技术主要包括:标准管/地电位检测、皮尔逊检测、密间距电位测试、多频观众电流测试、直流电为梯度测试。
该技术主要用于监测阴极保护效果的有效性,采用万用表测试接地CU/CuSO4电极与管道金属表面某一点之间的电位,通过电位距离曲线了解电位分布情况,用以区别当前电位与以往电位的差别,还可通过测得的阴极保护电位是否满足标准衡量涂层状况。该法快速、简单,现仍广泛用于管道管理部门对管道涂层及阴极保护日常管理及监测中。
皮尔逊监测技术(PS)该技术是用来找出涂层缺陷和缺陷区域的方法,由于不需阴极保护电流,只需要将发射机的交流信号(1000 Hz)加载在管道上,因操作简单、快速曾广泛使用与涂层监测中。但检测结果准确率低,以受外界电流的干扰,不同的土壤和涂层段组都能引起信号的改变,判断是缺陷以及缺陷大小依赖于操作员的经验。(zi8v8kra)
在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。用该方法修建地下隧道时,对地面干扰小,工程投资也相对较小,已经积累了比较成熟的施工经验,工程质量也可以得到较好的保证。使用此方法进行施工时,对于岩石地层,可采用分步或全断面一次开挖,锚喷支护和锚喷支护复合衬砌,必要时可做二次衬砌;对于土质地层,一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌,在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。
在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法,尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。新奥法的支护原则是:围岩不仅是载物体,而且是承载结构;围岩承载圈和支护体组成隧道的统一体,是一个力学体系;隧道的开挖和支护都是为保持改善与提高围岩的自身支撑能力服务。
新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段,因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层,与围岩紧密粘结的可缩性支护结构,允许围岩有一定的协调变形,而不使支护结构承受过大的压力。
施工顺序可以概括为:开挖→一次支护→二次支护。开挖作业的内容依次包括:钻孔、装药、 、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行。 次支护作业包括:一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土。一次支护后,在围岩变形趋于稳定时,进行第二次支护和封底,即 性的支护(或是补喷射混凝土,或是浇注混凝土内拱),起到提高度和整个支护承载能力增强的作用,而此支护时机可以由监测结果得到。
浅埋暗挖法针对我国城市地下工程的特点和地质条件, 新奥法经过多年的完善与发展,又开发了“浅埋暗挖法”这一新方法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性,而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性,因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程。用小导管注浆加固土层,分部开挖,架钢筋格栅拱、喷混凝土法施工初次衬砌,然后做防水层, 用模注混凝土做二次衬砌。(zi8v8kra)
浅埋暗挖法又称矿山法,起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程,是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上,针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。与新奥法的不同之处在于,它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下,隧道埋深小于或等于隧道直径,以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通,无污染、无噪声,而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用,不漏水,其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm,潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm),每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。
泥浆制备,钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆,应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度,泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。钻孔灌注桩
钻孔,钻孔是一道关键工序,在施工中必须严格按照操作要求进行,才能保证成孔质量,首先要注意开孔质量,为此必须对好中线及垂直度,并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用),还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时,附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔,下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
清孔,钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此,除了钻孔过程中密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm;当孔壁不易坍塌时,不大于20cm。对于柱桩,要求在射水或射风前,沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。
通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔,所需设备不多,操作方便,清孔也较彻底,但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。灌注水下混凝土,清完孔之后,就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内,定位后要加以固定,然后用导管灌注混凝土,灌注时混凝土不要中断,否则易出现断桩现象。
随着高层建筑的不断增加,在旧城区施工采用井点降水,引起邻近建筑、管线、路面开裂下沉的现象屡见不鲜。因此,采用井点降水要特别慎重并采取相应对策。我们认为,井点降水,一是要在挖至设计基底标高时不出现流砂,保证基坑内正常施工作业;二是要防止基坑外的地下水位下降对周围已建建筑物、管线、道路路面所造成的各种危害。根据工程实践经验,长期井点降水时,降水曲面坡度为降水影响半径的1/10,如井点主管埋深为S(指地下水位以下),则 的影响半径可达10S.若已建建筑物、管线、道路路面位于影响半径范围内,而不采取防护措施的话,就会引起不均匀沉陷,造成倾斜、裂缝。为了保证高层建筑深基础的正常施工,减少对周围邻近建筑、管线、路面的不利影响,几年来,我们采取了一些措施,并取得了较好的技术经济效果。(zi8v8kra)
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