城市市政中非开挖技术给排水管道的施工工艺和方法.docx

城市市政中非开挖技术给排水管道的施工工艺和方法摘要随着城市人口的扩张和人们生活水平的提高各种资源日益紧张环境保护力度的加大人们对市政公用设施的建设和管理的要求也越来越高而非开挖铺管修管和换管技术不影响交通铺管速度快无环境破坏不影响人们正常工作生活等这些优点使得非开挖施工具有较大的市场潜力因此本文针对城市市政中非开挖技术给排水管道的施工工艺和方法进行了探讨关键词城市市政中非开挖技术城市给排水管道引言城市市政中的非开挖施工解决了常规开挖施工对居民正常生活的干扰和对交通环境周边建筑基础的破坏及不良影响在这一前提和要求下非开挖技术由国外引入国内并在最近几年得到了较大的推广和应用非开挖施工技术作为一种新型的地下管线建设方法是在地表面不开沟的情况下通过探测勘查铺设更换修复各种地下公用设施管道的一种技术或方法非开挖技术在发达国家应用非常广泛而我国对非开挖技术正在逐步推广最近几年来得到了迅猛发展其中主要是非开挖管道铺设而管道更换及修复还刚刚起步非开挖技术是指利用少开挖或不开挖的方法对地下管线管道进行铺设维修或更换探测的一门施工技术目前广泛用于穿越高速公路铁路建筑物河流湖泊以及在古迹保护区农作物和植被保护区等区域内进行地下管线的施工常规开挖管线安装施工工艺难度小易于掌握无技术风险属成熟工艺国家有明确的技术规范及严格的定额管理修复期间停水时间短管线敷设好后只在驳接时停水对城市供水影响较小但是常规的开挖施工存在着不容忽视的缺陷如破坏了原有的道路环境阻塞交通机械污染和粉尘污染机械和管材长期占道路面恢复慢路面破坏后无法恢复原貌城市市政中非开挖技术的工程应用城市市政中非开挖技术在给排水工程中主要有铺设新管线和修复置换旧管线两方面的应用通常铺设管线采用的施工技术包括水平导向钻进法夯管法推挤顶进法盾构法微型隧道法和顶管法修复旧管线施工技术包括原位固化法缠绕法滑动内插法变形再生法原位换管法局部修复法等施工工艺中铺设新管线中的应用水平导向钻进法水平导向钻进法是一种无需挖掘工作井就能快速铺设地下管线的钻进方法是将钻探技术与控向技术巧妙结合的现代非开挖施工新技术是非开挖施工法中应用较广的一种其原理是通过预先设计的铺管线路由钻机驱动装有锲形钻头的钻杆从地面钻入再按照预定的方向绕过地下障碍直至抵达目的地然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩孔器使之能够在拉回钻杆的同时水平钻孔至所需直径并将需要铺设的管线同时返程牵回至钻孔入口处以保证铺设管线不会由于空间不足或钻榍摩擦而受到破坏在扩孔的同时注入化学泥浆以保证钻孔不致坍塌该方法的工艺流程为施工准备测量定位钻机就位导向孔钻进扩孔回拉管线检查井砌筑工作坑回填地貌恢复工程施工配套的设备主要有导向钻机导航仪随车吊辅助动力助推装置管线探测仪电法勘测仪夯管设备等水平导向钻进法工艺可铺设钢管管管等刚性连接的管道在施工前应将待铺管道于地面上完成管道连接曲线段可采用的借转角度一次钻进最长可达米的距离导向定位系统可测至米的深度它的另一优势是可以灵活处理施工中遇到的地层复杂情况在导向或扩孔过程中如遇到大块石或其他障碍物不能形成一条合格的孔道时大不了再换一个位置另打一条不会造成管材的损失它的局限就是对施工场地有一定要求所铺设管道的两端都必须有足够长的空地一端放置钻机另一端开挖下管坑如果有一端靠近建筑物没有开挖下管坑的场地就不能单独运用定向钻进完成铺管夯管法的应用夯管法是采用低频大冲击力的气动夯管锤将待铺设的钢管沿设计路线直接夯入地层夯管设备一般是引进国外的大口径夯管锤可以铺设直径在米以内长度米以内的各种钢管与水平导向钻进法相比夯管法只要求一端有下管坑的场地既可对于直径较大的钢管的铺设工作效率更高夯管法所用的主要设备有发电机组空压机夯管锤等施工时夯管锤的冲击力直接作用在钢管的后端通过钢管传递到前端的管靴上切削土体并克服土层与管道之间的摩擦力使钢管不断进入地层随着钢管的前进被切削的土芯进入钢管内在第一节钢管夯入地层后后一节钢管与其焊接在一起如此反复直到夯入最后一节钢管待钢管全部夯入后可采用压缩空气高压射流螺旋钻杆人工掏土等方法将管内的土体排出夯管过程中用经纬仪和水准仪控制进管的方位高程和角度保证夯进精度该项技术靠动荷载夯进在施工时不需要靠背支撑施工时不掏土也不会发生局部沉降其地层适应性广泛施工周期短不过夯管法也存在明显的局限一是只能铺设钢管二是一次施工长度有限最多只有多米三是如遇到地层复杂情况如较大块石混凝土块等导致夯管无法进行下去夯进去的钢管又难拔出造成管材的损失盾构法的应用微型隧道法盾构就是一种在地下由前端掘进后端衬砌的施工设备为钢制壳体主要由三个部分组成即前部的切削环中部的支撑环和尾部的衬砌环切削环可作为保护罩能将其刃脚插进土层中人工或机械在环内挖土出土在支撑环内安装有液压千斤顶等推动装置千斤顶的前端固定在切削环上当切削环内挖土工作完成后它负责将整个盾构壳体向前移动当千斤顶回程后端收缩后就留出了衬砌环在衬砌环内人工或机械衬砌预制砌块当砌完一环砌块后千斤顶又可以将砌块傲为后背向前推动盾构壳体开始下一个挖土和衬砌的循环顶管施工技术的方法顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法适用于埋设直径在之间的管道我国最早采用的非开挖施工法就是顶管法过去顶管法作为一种特殊的施工手段一般不轻易采用现在顶管施工作为一种常规施工工艺已被业主所接受顶管施工最早主要用在下水道施工近年来越来越多地运用到自来水管煤气管动力电缆通信电缆等许多管道的施工中且使用愈来愈普遍顶管技术最主要的优势是在交通繁忙的城市道路下进行给排水管道施工时可以在不切断正常交通的情况下实现管道的铺设难题管道修复旧管线中的应用管道修复在城市地下给排水管道管理中将占据一个非常独特而且重要的角色管道出现破坏时可采取局部修复独立管段修复全管道整体修复以及废弃旧管铺设新管等多种技术措施不论采用何种方式从整体意义及广义来讲都可称之为管道修复由于受设备和技术水平的限制在我国非开挖管道修复技术刚刚起步用于管线修复的设备基本依靠进口诸如爆管法吃管法内衬法缠绕法等管线修复和更换的方法还不成熟部分工法甚至处于空白状态亟待填补据报道美国年在旧管线修复中用非开挖修复的占了污水管和自来水管与之相比我国在旧管线修复中的非开挖技术的使用比例要低得多从我国已有地下管线庞大的数量和非开挖管线修复的技术经济效果分析预计大量的旧管线的非开挖修复和更换工程将很快开展起来下面主要就非开挖管线修复诸多方法中的原位固化法和缠绕法进行较为详细地叙述原位固化法原位固化法是由英国于年研制成功当时主要用于修复英国的下水道在发展初期仅是一种管线施工的普通工法用于在不扰动土层的情况下更新老化或失效的地下管线随着不断的发展该技术逐渐成为国外维护城市地下管线设施的首选方案原位固化法可以修复不同大小不同形状以及不同过渡区的地下管线原位固化法在的管径范围内都可以安装使用即现有的旧管内壁上衬一层液态的热固性树脂通过加热利用热水蒸汽使其固化形成与旧管紧密配合的薄层管而管道的过流端面损失很小但流动性能则大大改善使用这项技术修复的管道寿命可达年该技术可以修复弯曲变直径管线以及重力和压力管线连续修复的长度可达几千米衬管和紧贴在旧管上的树脂材料完全可以满足市政污水管线的使用要求同时在含有高温及高浓度化学物质的工业管道中也可正常使用缠绕法中的管道修复缠绕法主要用于修复污水管道该技术发明于澳大利亚缠绕法是利用聚氯乙烯或高密度聚乙烯制成的带型筋和边缘公母扣的板带用安装在井内的制管机将板带卷成螺旋形圆管并送人管内相嵌并锁结同时用硅胶加以密封制管完成后再在螺旋管和混凝土母管之间灌注水泥浆具体施工工艺流程为准备管道清洗检测缠绕机具就位加润滑剂管道缠绕就位张拉钢丝空隙灌浆支管井修复检测浸水试验缠绕法修复管道时可带水作业该法在各大国家的下水道管道修复中已广泛使用在我国内地城市亦有成功使用的工程实例缠绕法适用于管径为管线长度为左右的各类污水管道的修复在中国大城市直径较大的污水管线中有很大的应用前景非开挖管道施工工艺及方法的选择非开挖地下管道施工成功的关键是选择合适的施工方法和施工机械管道施工方法和施工机械的选择主要根据工程地质条件水文地质条件管道埋深管道端面形状及尺寸施工技术条件和施工技术水平及工期要求等诸多因素综合确定例如软弱的粘土宜采用挤压冲击掘进对于土体较松软含水量较大的砂质粉土可采用水冲式顶管机施工方法与施工机械相辅相成一定的施工方法对应着一定的施工机械以顶管法为例手掘式顶管法只适用于能自立的土中采用手掘式工具头进行施工泥水式顶管法采用的是泥水平衡式工具头土压式顶管法的适用范围最广可以称得上是全土质型小刀盘的土压平衡顶管机和大刀盘的土压平衡顶管机在工程中经常被采用因此管道施工方法的选择应根据工程地质和水文地质条件选择合适的施工方法采用相应的设备在科学管理下进行信息化施工结束语非开挖施工技术的整体优势在于施工负面影响小且所占用场地比较少对地面交通环境以及周围地下管线等的影响很微弱因此非开挖施工技术推广的难度在于费用的居高不下使得很多中小城市望而止步其实综合考虑交通影响周围管线开挖的危险市民的生活质量等因素非开挖修复的费用是可以接受的随着城市化进程的加快市政施工设施投资建设和修复维护也与日俱增但苛刻的现实条件也使得市政施工设施建设和管理必须探索新的施工工艺和方法综上所述非开挖施工技术的含义及应用范围归纳了非开挖技术在城市给排水铺设新管线和修复旧管线工程应用中的常用方法并对施工工艺和主要使用的设备进行了简述针对目前非开挖技术中存在的问题并结合我国实际情况探讨了我国发展非开挖技术的方向参考文献潘树仁杨柳杨文光非开挖技术的应用及前景分析中国煤田地质夏建国乌效鸣胡郁乐对中国非开挖技术发展趋势的若干见解非开放技术陈健李粮纲非开挖更换管道技术综述非开挖技术李小杰孙友宏刘迎娟浅析非开挖地下管线施工技术非开挖技术夏建国乌效鸣胡郁乐对中国非开挖技术发展趋势的若干见解非开挖技术任凤呜袁兵朱艳峰等非开挖技术在城市管道工程中的应用广东工业大学学报陈礼吉吕为照非开挖技术优势及应用建设科技