非开挖技术在市政给排水管道施工中应用 9页

非开挖技术在市政给排水管道施工中应用　　摘要:市政给排水管道是城市重要的基础设施，其施工技术措施也不断完善，近年来，越来越多的非开挖施工技术得到了应用。本文结合具体工程实例，介绍了一种非开挖拉管施工技术，对该非开挖技术施工中的技术难点、注意事项进行了分析，为非开挖技术在市政给排水管道工程中的推广应用提供参考。关键词:市政给排水；非开挖；施工；质量控制中图分类号：TU99文献标识码：A文章编号：给排水管道是城市基础设施的重要组成部分，是城市水污染防治和城市防内涝的主体工程，被称为城市的生命线。传统的给排水管道建设施工采取的方法主要是明开槽施工，其优点是工艺简单，技术成熟，可选用多种管材等，但缺点也很明显，其施工期长，占用道路面积大，容易产生路堵、噪音和扬尘，对周围居民、学校、单位等生活和工作产生严重干扰，工地易塌方引发多种安全事故。采取非开挖手段解决市政给排水管道中的开挖问题，这种方法能够有效的减少在给排水管道施工过程中所带来的众多负面影响和对城市交通方面带来的额压力。因此，非开挖技术已成为城市给排水管道施工中的主要手段和重要方式。1工程概况9\n某工业区的环境综合整治项目涉及30多家企业,约2.8km长的生活污水、生产废水管网及纳入城市给排水管网的部分支管管网改造。为了最大程度地减少对企业的道路影响,厂区内外的污水纳管工程广泛使用了非开挖拉管技术,避免了因拆迁、断路而所需的手续办理；并且施工周期很短，不破坏现况管线，取得了显著的经济效益和社会效益。2拉管施工技术特点非开挖拉管技术具有如下特点：(1)综合造价低。拉管施工工艺能降低大量成本，造价降低。(2)施工工期短。非开挖拉管施工工艺无须拆迁，可连续施工，受季节变化的影响小；占用施工场地极小，减少或杜绝了地表交通、人群干扰，从而加速了施工进度。(3)环保。噪声污染及振动低，地下施工无粉尘，不破坏周边环境，非开挖从一定程度上减少了建筑垃圾的数量，而且地表完好，因此不阻断交通，方便居民出行。(4)施工难度低。拉管施工工艺使明开槽施工难以逾越的障碍变得简单；无须破除原路面，不阻断交通；能轻松避让地下管线及地表构筑物，可穿越河流、铁路等，且不影响其使用功能。拉管施工法使明开槽施工难以逾越的障碍变得简单，并且在造价、施工速度、环境保护等方面有着非常明显的优势。9\n3拉管主要施工工艺非开挖技术是指通过导向、定向钻进等手段，在地表极小部分开挖的情况下(一般指入口和出口小面积开挖)，敷设、更换和修复各种地下管线，对地表干扰小的施工新技术。拉管施工技术是非开挖技术中的一种，主要施工工艺有导向钻进、回拉扩孔、热熔焊接、管线回拉。3.1导向钻进拉管工艺成败的关键是导向钻孔的好坏。导向钻头可比喻为一只导向的眼睛，关键的问题是如何运用这只眼睛为施工服务。3.1.1工艺流程将探测仪的探头置于导向钻头上，测试探头反射信号是否正常，再将导向钻头钻入土中，通过给进和钻进过程直到接收井。在导向钻孔过程中，技术人员根据所测获数据，判断钻孔位置是否偏差，再指示钻机操作人员进行调整。3.1.2注意问题(1)施工前须对导向仪进行校准，严格按照导向孔轨迹预布控制桩。(2)为使钻机操作人员能更好地控制导向钻头的空间走向，需严格控制导向仪的校核频率。9\n(3)施工过程中须避开信号干扰强的地段，如交通信号线路、有线电视；在附近使用相同频率的其他信号源也可能会干扰远程显示器的操作。对于一般性的干扰地段，应采取屏蔽等措施；对于强烈的干扰地段，需应用地磁导向仪。(4)钻机操作人员应依据地层的转变和深度的变化调整钻进参数。由于导向钻进过程中，现场的地下状况有许多的不可预见性，如未探明的地下管线、不可逾越的障碍物等，因此钻机操作人员务必集中精力，密切注视钻进数据，发现异常需立即停机，查明原因，待采取解决方案后方可开工。(5)导向孔完成后须对工作坑出入口标高和方位进行复核，以确保按设计轴线成孔。3.2回拉扩孔3.2.1工艺流程导向钻进结束后，卸下传感器，换成规定尺寸的钻头，拉管机对钻头施以旋转拉力，拖动钻头沿着导向轨迹进行修边扩孔，在钻机对面的出口处将回扩钻头连接于钻杆上，再回拉回扩，在其后不断地加接钻杆，如此反复，最终将钻孔扩大到适合铺设管道的孔径。3.2.2注意问题(1)严格按照扩孔级别进行扩孔，禁止越级扩孔。逐级扩孔应尽可能减少对土体的扰动，这对于防止管线的沉降起到巨大作用。9\n(2)扩孔孔径要严格控制在设计管径的1.2～1.5倍之间。若孔径大于1.5倍，容易发生塌孔事故，且增加注浆工程量，增加施工成本，甚至还会影响管道的高程。若孔径小于1.2倍，拉管过程中泥浆不易排出，在拉管施工时容易发生抱管的事故，严重时导致工程失败。(3)在钻进回扩过程中，机械操作人员若发现轴线角度、扭矩、顶拉力等异常情形，应立刻停止施工，查明原因，待采取相应措施后再继续施工。3.3泥浆护壁无论是导向钻进还是扩孔、铺管，泥浆的作用都极为重要，泥浆使用的好坏，几乎能左右整个工程的成败。泥浆具有吸附、凝聚和悬浮的特性。拉管施工过程中，泥浆能迅速流动，减小拖管回拖阻力，起到润滑及清除孔中钻屑的作用。同时泥浆能吸附在刚成形的孔壁，并迅速凝结，形成较坚固的护壁，防止泥土、沙石塌落，堵塞孔洞，出现事故。3.3.1工艺流程施工中，将水、膨润土、聚合物等加入混合仓，进行充分搅拌形成钻液，再由钻液泵将钻液通过中空钻杆输送至孔底钻头，并与孔中钻屑混合形成泥浆。在泥浆搅拌机内搅拌成糊状，用高压注浆机在第二次扩孔时一并注入，形成泥浆套。3.3.2注意问题9\n(1)根据地质情况的变化应及时调整泥浆配合比，在同一施工段可注入不同种类的泥浆。在粘土层中施工，应选用清水泥浆：水75%+膨润土24%+钻液宝1%。在粘性土层、老黄土层中施工，应选用碱水泥浆：膨润土22%+钻液宝1%+水75%+工业纯碱2%。(2)泥浆使用过程中，不可中断泥浆的注入，保持在整个钻进过程中有“返浆”。泥浆在土层中容易流失，而泥浆流失后，孔中缺少泥浆，钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大，导致管线回拖力增加，加重钻机负荷，甚至出现塌孔等事故。(3)对于有可能发生管线下沉的地段，短距离拉管工艺可采用随管注浆，避免管线下沉情形的发生。(4)泥浆的清理要规范。应临时搭建一个泥浆处理池，不可随意排放；要依据工程实际，有选择地进行人工清理或机械抽除。人工清理外弃泥浆量较少，但费时费力；机械清理因抽取时需注水使泥浆变稀，增大泥浆外弃量，对于缺少泥浆排放场地的工程不宜采用。3.4热熔焊接热熔焊接是一种用化学反应作为热源的焊接方法，其化学反应速度特别快，仅几秒钟就可完成焊接。本工程选用的管材为PE管，PE管线具有易施工、速度快、耐腐蚀、无污染、使用寿命长等特点，是拉管工艺中最常用也是最为理想的管材。3.4.1工艺流程9\n将管固定在热熔机上，管头齐平且管头削切干净后，对管头两端用加热板加热。当温度达到210℃左右时，抽出加热板，端口接触，恒压稳定，直至焊口冷却。3.4.2注意问题　　(1)热熔对接时密切控制温度、时间和压力3个因素，防止焊口处出现拉断事故。(2)寒冷或大风天气进行操作时应采取保护措施，雨天严禁操作。(3)焊接结束后，检查焊口质量。3.5管线回拉3.5.1工艺流程扩孔结束后，在钻杆末端接上回扩器，其后连接分动器和锥形铁头进行接管，钻机操作人员对管道进行回拉(图1)。图1管线回拉3.5.2注意问题(1)操作人员应平稳牵引管线，切不可生拉硬拽。(2)管材尽可能一次性拖入孔洞中，回拖过程中，除发生不可抗力外，严禁中途停机，以减小回拖的阻力以及泥浆、钻液流失与浪费。(3)管线回拖时要做好管线的保护工作，尤其要避免非金属管线损伤。4拉管工艺质量控制9\n拉管工艺能否应用于排水工程中，关键在于施工过程中能否将成孔的坡度和标高控制在一定范围内。(1)前期准备阶段。应严格控制工作坑间距，依据管线的设计标高，开挖相应深度的工作坑，以便以较小的坡度控制出入土点。(2)导向钻进阶段。务必做到勤于复测，实时调节导向钻头，保证成孔的空间位置。务必减少其他信号干扰，可采取夜间施工或采取其他防干扰措施。(3)回拉扩孔阶段。必须分级扩孔，减少对土体的扰动，防止管线发生沉降。5拉管工艺的局限性5.1期待解决的问题(1)砂石基层施工难度大。由于砂石影响，导向钻头钻进异常困难，而且精度差；即使导向成功，砂石类土没有可塑性，扩孔施工时，钻孔易塌陷，甚至不成孔。(2)难以逾越坚硬障碍物。在导向钻进和扩孔施工中，遇到地下比较坚硬的障碍物时，导向钻进和扩孔根本过不去，导致最终失败。5.2在给排水管线施工中的特殊性(1)非开挖导向轨迹的设计因施工工艺的特点，不可避免地需采用曲线段，而重力流给排水需要的是带有一定坡度的斜线段，因此管线的坡度不易控制。9\n(2)在整个施工过程中，尤其是在回拉扩孔阶段，受钻头自重的影响，将不可避免地导致导向轨迹的弯曲程度加深。(3)注浆加固的牢固性堪忧，管线最终的标高位置不易控制。(4)其他一些不可预知的因素，如地下地质状况不明等，对成孔质量将造成巨大影响。6结语随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强，开挖路面进行市政给排水管道施工导致的社会问题、交通问题和环境污染问题已越来越受到人们的关注，非开挖施工技术由于具有不污染环境、不影响交通、施工周期短、综合成本低等优点，无疑会在地下管道施工中获得广泛的应用，其技术和工艺将得到不断的优化和提高。参考文献[1]王守立.非开挖拉管技术在市政排水施工中的应用[J].中国给水排水,2009年04期[2]庄钟敏.非开挖技术在给水中的应用[J].中国城市经济,2011年24期9