1、倒虹吸施工工艺设计13.5 倒虹吸施工工艺标准13.5.1工艺概述当水渠穿越道路等障碍时，利用连通器的原理，让水流在道路下面的封闭管道利用高差流过。这样流水和交通各行其道，互不干扰，这种管道像倒置的虹吸管，称为“倒虹吸”。因路堑边坡上倾斜管节在后期养护过程中不易于清淤及维修，在客专线设计中，倒虹吸均设计成水平管与竖井配合，其结构要素见图13.5.1。图13.5.1 倒虹吸结构要素13.5.2作业容倒虹吸施工主要作业容有：基坑开挖、管座基础施工、管节吊装、竖井基础及竖井施工、基坑回填、出入口沟槽施工等。13.5.3质量标准及验收法1、倒虹吸水平管节各部位偏差及检验法应符合表13.5.3-1和13
2、.5.3-2的规定，混凝土和砂浆强度应符合设计要求。2、管身直顺，混凝土表面平整坚实，无蜂窝、麻面。3、进、出口流水顺畅，整洁美观。表13.5.3-1 水平管节预制的允偏差和检验法序号项 目允偏差（mm）检验法1长 度0，-10尺量检查不少于5处2 径103壁 厚+10，-5检验数量：施工单位每10节检查不少于1节。表13.5.3-2 倒虹吸的允偏差和检验法序号项 目允偏差（mm）检验法1轴线位置20测量检查不少于4处2流水面高程203管长度+100，-50尺量检查不少于2处4管壁侧面及底面管节错台3尺量检查不少于5处5竖井尺寸206竖井顶面高程20测量检查不少于4处检验数量：施工单位每座倒虹
3、吸全部检查。13.5.4工艺流程图倒虹吸施工工艺流程见图13.5.4。图13.5.4 倒虹吸施工工艺流程图13.5.5工序步骤及质量控制说明一、施工准备1.技术准备认真阅读和审核设计图纸及相关设计要求，熟悉并分析施工现场地质资料及水文情况，调查了解季节和地下水位的关系。编制倒虹吸单项施工案，对开挖超过2m的深基坑，应编制安全专项施工组织设计，对开挖超过5m的深基坑，应组织相关专家进行案的评审后实施。做好相关施工技术交底，并向作业人员进行技术交底和相关知识的培训教育。测量放样：平整场地后粗测倒虹吸的平面位置。基坑开挖前认真阅读设计提供的地质资料及水文状况，掌握地下常水位及施工水位情况。调查开挖区
4、域及边地下管线分布情况，对影响施工的管线做好改移和保护案，重要管线需提前向有关部门提报施工案并取得批复。2.材料准备钢筋、钢材、水泥及混凝土粗骨料必须符合设计要求和具有产品质量证明。预制管节一般采用离心式工艺施工，需外购，进场时检查各部位偏差必须在规允围，管节必须具有产品合格证和产品质量证明。在采用泵送混凝土施工时，对需掺加的外加剂必须进行试验确定配合比，同时应具备产品质量证明。3.机具准备倒虹吸施工需要的机械主要有：挖掘机、混凝土运输车、钢筋加工机具、木工机具、混凝土浇筑机具、管节吊装机具等。4.作业条件试验室符合资质条件，混凝土配合比、钢筋试验等报批工作已完成。混凝土搅拌站安装调试完成，水
5、泥、砂、等材料进场。具备钢筋加工、存储和运输条件。施工现场供水、供电条件达到开工要求。施工技术人员和作业人员的培训学习、考核、技术交底工作已完成。编制完成环境保护措施及具备使用功能的环保设备的运行条件。二、施工工艺1.测量放样测量放样时应选取经联测后符合要求的基准水准点和平面控制点为依据，测定基坑中心线、向和高程。涵洞基坑临时放样点应在场地平整完成以后进行，临时平面点位应距离基坑开挖上边缘5m左右，并设置明显的标志，避免开挖和运输机械的破坏。根据测量放样的临时平面点，采用灰粉等绘出基坑开挖的上口边线，基坑开挖交底中应明确开挖坡度，以便控制基底开挖边线满足施工需要。2.基坑开挖按地质水文资料，结
6、合现场情况，决定开挖坡度和支护案、开挖围和防、排水措施。基坑可采用垂直开挖、放坡开挖，支撑加固或其他加固的开挖法。无水土质基坑底面，宜按基础设计平面尺寸每边放宽不小于50cm。适宜垂直开挖且不立模板的基坑，基底尺寸应按基础轮廓确定。基底应避免超挖，松动部分应清除。使用机械开挖时，不得破坏基底土的结构，可在设计高程以上保留30cm厚度由人工开挖。基坑开挖完成后，应进行平面和水准测量，采用模板进行混凝土基础施工的基底边线应比管节外径外放50cm，保证基础施工的工作面，基底抹5cm厚水泥砂浆找平以便后期施工。3.管座施工为便管节安装，事先设置好管座，根据管节布置形式测量放样，每节管节下设前后两个管座
7、，确保管节安放后标高正确且不移位。4.管节安装(1) 管节长度一般为2m，进场管材要有出场材质证，并且抽验管材尺寸是否合格或符合设计要求。(2) 管节安装采用吊车稳放，用水平尺逐节调整管底水平且调整管节中心线与管涵中心吻合。(3) 管节缝隙不得大于规或设计要求，管缝用环氧砂浆封口。5.外套管施工绑扎外套管钢筋，浇筑外套管砼，外套管砼模板采用土模，基坑满灌，由于倒虹吸水平管一般较短，不设沉降缝。砼采用搅拌站供料，砼搅拌车运输，插入式振捣棒振捣密实。6.基坑回填外套管砼强度达到设计强度的70%以上时进行基坑回填，倒虹吸管所有回填土均要格夯实，其密实度达到95以上，管节两侧1m及管顶50cm围用灰土
8、(含灰量9)分层夯实，分层厚度10cm。7.竖井开挖竖井采用人工开挖，分层护壁支护，护壁一般为20cm厚C20砼，开挖应考虑竖井结构尺寸，保证竖井壁厚。遇岩等坚硬土质需放炮开挖时应编制专项的爆破案。8.竖井模板安装首先在井底铺设10cm厚砂砾垫层，然后用20号混凝土浇筑水井的基础部，并要格控制井底高程。在基础上支设立墙的模板，模板要求如下：模板应有足够的强度、刚度和稳定性，能承受新浇筑混凝土的侧压力及施工中可能产生的各项荷载。接缝不漏浆，制作简单，安装便。模板材料能与混凝土结构和构件的特征、施工条件和浇筑法相适应。模板与混凝土相接触的表面应涂刷隔离剂。钢模板用隔离剂应同时具有防锈作用。模板使用
9、后应按规定修整保存。钢模板制作和安装应符合铁道部现行标准铁路组合钢模板技术规则（TBJ 212）的规定。模板与混凝土的接触面应平整光滑。9.竖井砼浇筑砼采用搅拌站供料，砼搅拌车运输，插入式振捣棒振捣密实。竖井砼拆模后进行管道及竖井的防渗漏试验，如不能满足要求时，采取防渗漏补救措施。10.出入口渠道施工人工开挖沟渠，立模浇筑出入口渠道砼。11.水系接顺与既有水系顺接，倒虹吸投入使用。13.5.6施工机械及工艺装备倒虹吸主要施工机械设备见下表13.5.6-1。表13.5.6-1 倒虹吸主要施工机械设备表序号机械名称规格型号单位数量备注1吊 机8t辆12钢筋加工机械/套13电焊机500台14木工机械
10、/套15振捣棒50台413.5.7作业组织一、人员组织倒虹吸开工前应明确技术负责人员和现场管理人员。技术人员负责施工技术交底和施工过程安全、质量控制以及技术资料的准备、签认等工作；现场管理人员负责施工进度安排、机械和材料的调配及其他面的协调等工作。倒虹吸施工作业人员配置见表13.5.7-1。表13.5.7-1 倒虹吸施工作业人员配置表序号工 种单位数量备注1钢筋工人22电焊工人13木 工人44混凝土工人45起重工人16普 工人1015二、施工组织倒虹吸开工前，应密切注意天气变化情况，尽量选择在天气较好的时期进行施工，避免已开挖完成的基坑长期受雨水浸泡。钢筋加工应在钢筋棚进行，原材料、成品和半成
11、品应分类存放，做好加工场地边排水系统。根据工期要求和现场进度情况合理安排各作业面施工顺序，尽量做到流水作业施工。每次混凝土施工前，应对搅拌站原材料的储量进行检查，保证混凝土施工能连续进行。加强施工机械的检查，所有施工机械不得带病作业。13.5.8材料消耗按工程容分：预制、安装钢筋砼圆涵管节：木模制、安、拆，钢筋制作及绑扎，砼制作、灌筑、振捣及养护，管节堆放。钢筋砼圆管倒虹吸管管身：预制及安装钢筋砼圆管管节，灌筑砼外套管，包括钢模安、拆，钢筋制作及绑扎，砼制作、灌筑、振捣及养护。竖井及基础，出入口矩形槽：钢模安、拆，木模制、安、拆，砼制作、灌筑、振捣及养护；铁梯制、安，脚手架搭、拆。附属设施：竖
12、井盖板、闸门板的木模制、安、拆，钢筋制作及绑扎，砼制作、灌筑、振捣、养护及安装；拦污栅的钢筋、角钢制、安，泄水管安装。13.5.9生产效率倒虹吸在机械和人工保证的情况下，总体工期应控制在1个月以，工期效率见表13.2.9。表13.5.9 倒虹吸工期效率表序号工程部位工程细目工期（d）备注1基础基坑开挖22基础混凝土2隔节浇筑，两次浇筑完毕3涵身管座混凝土24管节安装3仅安装工期5外套管模板16混凝土17竖井竖井混凝土58附属工程防水层39出入口铺砌、锥体710合 计2613.5.10安全生产及环境保护一、施工安全措施应遵照执行颁发的建筑安装工程安全技术规程和铁道部铁路既有线施工安全技术规程。每
13、道工序开始前，及时做好安全技术交底，并在实施过程中督促检查，格坚持特殊工种持证上岗。现场道路平整、坚实、保证畅通，危险地点悬挂安全标志，符合安全规定的标牌。施工现场的临时用电格按照施工现场临时用电安全技术规JGJ46-2005的规定执行。进行定期和不定期的安全检查，及时发现和解决不安全的事故隐患，杜绝违章作业和违章指挥现象，同时加大安全教育及宣传力度。基坑开挖时，根据土质情况，及时做好临时支撑，在岩体破碎或土质松软地段，基坑开挖面不能太大，不能暴露太久，防止坍塌伤人。操作人员必须按照机械说明规定，格执行工作前的检查制度和工作中注意观察、工作后的保养制度，禁机械带病运转、超负荷运转。当有爆破作业
14、时，爆破器材使用和存放必须符合爆破安全规程，库存量及平面布置经过当地公安机关批准。二、环境保护措施1、水污染的防治措施施工废水、生活污水按有关要求进行处理，不得直接排放。清洗骨料的水和其他施工废水，采取过滤，沉淀或其他法处理后可排放，以此避免污染河道和围环境。施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。2、噪声污染的防治措施机械车辆途经居住场所时应减速慢行，不鸣喇叭。在比较固定的机械设备附近，修建临时声屏障，减少噪声传播。合理安排施工作业时间，尽量降低夜间车辆出入频率，夜间施工不得使用噪声大的机械。3、固体废物污染的防治措施施工现场的生活垃圾和建筑垃圾，集中堆放，统一弃于指
15、定地点，不得随意弃放。报废材料应立即运出现场并进行掩埋等处理。对于施工中废弃的零碎配件，边角料，水泥袋、包装箱等及时收集清理并搞好现场卫生，以保护自然环境与景观不受破坏。尽量不使用难于降解的材料作为包装物品，施工中用于养护的塑料薄膜在用完后不得随意弃掉，应及时回收，统一处理。4、生态环境保护措施营造良好环境，在施工现场和生活区设置足够的临时卫生设施，经常进行卫生清理，同时在生活区围种植花草、树木，美化生活环境。对有害物质（如燃料、废料、垃圾等）采取焚烧或其他措施处理后运至指定地点进行掩埋，防止对动、植物及水土环境造成损害。13.5.11其他施工过程中发现地下文物，应停止施工，立即上报地文物部门现场处理。
