给排水管道非开挖施工新技术

给排水管道非开挖施工新技术

中国建筑第八工程局有限公司天津分公司天津300171

摘要:随着给排水管道应用要求的不断提高,研究其非开挖施工新技术凸显出重要意义。本文从概述相关内容着手本课题的研究,分析了给排水管道非开挖施工新技术的应用,并结合相关实践经验,研究了非开挖技术的提高,阐述了个人看法。

关键词:非开挖技术;施工;给排水管

随着我国城市化进程加快,市政给排水管道建设量猛增。目前,国内大部分城市仍采用开槽埋管的作业方式。开挖路面施工会影响交通、污染环境,给市民生活带来诸多不便,也容易造成路面质量下降,缩短使用寿命。政府部门将出台限制开挖政策以消除路面“拉链”现象。城市的给排水管道超期服役,管道往往要铺设在车道下或穿过构筑物,按传统的施工方式不仅耗资巨大,实施上也有一定的难度,这就使得管道更新改造无法完成。非开挖施工技术的发展为解决上述问题提供了有效的途径。厦门水务集团有限公司在管网的建设中,应用水平非开挖技术完成了多项给排水管道穿越工程,均取得较好效果。

1非开挖技术的概念和发展

我们通常所说的非开挖技术就是指在不破坏地面完整性的情况下,在地下开展管线的铺设和一些修复性的工作。在非开挖施工受到了地理环境或者是技术因素限制的时候,通常,铺设的过程中地下管线的直径为40—2500mm。市政的给排水管道施工的过程中已经开始使用非开挖技术,这种技术在应用的过程中体现出了非常明显的优越性,和传统的技术相比,其在施工的准确性和施工的效率方面都要更好,因此,这种技术在我国的市政给排水管道建设当中也有非常好的发展前景。

2常用的非开挖技术

2.1导向孔

导向孔通常是在水平方向上根据预定的角度沿着已经设定的截面完成钻进,导向孔方向的控制主要是钻头后面的钻杆内控制器来完成。

2.2预扩孔

导向孔完成后,要将该钻孔进行扩大到合适的直径以方便安装成品管道,此过程称为预扩孔,依最终成孔尺寸决定扩孔次数。通常,在钻机对岸将扩孔器连接到钻杆上,然后由钻机旋转回拖入导向孔,将导向孔扩大,同时要将大量的泥浆泵入钻孔,以保证钻孔的完整性和不塌方,并将切削下的岩屑带回到地面。

2.3回拖管道

预扩孔完成以后,成品管道即可拖入钻孔。管道预制应在钻机对面的一侧完成。扩孔器一端接上钻杆另一端通过旋转接头接到成品管道上。旋转接头可以避免成品管道跟着扩孔器旋转,以保证将其顺利拖入钻孔。回拖由钻机完成,这一过程同样需要大量泥浆配合,回拖过程要连续进行直到扩孔器和成品管道自钻机一侧破土而出。

2.4盾构法

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。

3施工中应注意风险的防范

相比传统的施工方法,采用水平定向钻铺管技术的优越性是显而易见的。地下施工的复杂性和不可视性使得管道穿越面临失败的风险,要表现为管孔的报废、回拖的失败以及钻坏现有设施造成的损失。实践表明:根据不同的工程情况采取相应的风险防范措施,是确保管道穿越成功的关键。

3.1获取详尽准确的地下资料

施工单位常因为主观疏忽和一些客观的因素,对钻孔沿途土层结构和管线情况了解不够准确,钻进轨迹上遇到障碍物而导致钻进失败,甚至发生损毁现有设施的事故。一般可采用查阅相关资料、实地开挖和钻探方法获取有关地层和地下水的情况,主要是土层的标准分类、孔隙率、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等信息,为评估施工风险、选择钻进方法和配制钻液提供依据。在老城区施工,获得有关地下管线和其它埋设物的详细资料尤为重要。现存资料可能不够准确完整,为保证钻进施工安全,在对场地周围各管线井室、标志以及相关资料有初步了解的基础上,采用物探的技术手段进行探测,防止发生事故。

3.2选用合适钻

机钻机是定向钻的核心设备,依靠其产生的推拉力、旋转扭矩完成钻进、扩孔和回拉管道。在钻机的选择上考虑不周是造成工程失败的重要因素。推拉力和最大输出扭矩是钻机最重要的性能参数,也是钻机选定时首先要考虑的。钻机的回拖力必须足够克服管道、钻杆与地层之间产生的摩擦阻力。好的地质条件,成孔质量好,回拖力小;管径越大、长度越长,回拖力越大。一般情况下,钻机最大回拉力应大于回拖管段自重的1/2。另外采取较大的扩孔直径,回拉过程保证泥浆流顺畅等措施,可有效减小回拖力。预扩孔的扭矩主要与地质条件、扩孔器直径、扩孔速度和上一级扩孔的质量有关。土质的硬度和扩孔器的直径越大,扩孔速度越快时,扭矩越大。上一级扩孔的质量越好,扭矩越小。其次,钻机具有良好的连续工作性能,可避免施工中途停钻而发生危险,提高工程成功率,这对于较大口径、长距离的钻进施工有重要意义。同时应注意钻机检查保养工作,保持良好使用状态。

3.3钻进监控手段

导向孔钻进过程中#为了防范钻头偏离设计轨迹发生事故,必须对其进行有效监控。通过随钻测量技术获取孔内钻头的有关参数,发现偏差做出相应的调整,确保钻进的精确度。反馈信息的准确性是精确定位和及时控向的基础,传递信息的手段主要有电磁波法和电缆法两种。电磁波法有效范围在300m以内,测量深度在15m左右,缺点是需要随钻跟踪,所接受的信号质量会受周围磁场干扰#影响信息的准确性,一般用于中小型工程。电缆法依靠缆线作为传输信息的手段,缆线在增加操作复杂性的同时,抗干扰能力大为提高#也不需随钻跟踪,适宜在长距离和地形复杂的项目中采用。

3.4应对精度要求应采取的施工措施

由于排水管线需要的施工精度较一般的拉管施工技术更高,因此可以采用设置工作坑、增加监控检测频率、选择人员活动较少的夜间施工避免干扰等手段来提高施工精度。特别是在检测及检定管位深度、方向及岩层突破上,需要增加检定次数,采用及时进行钻进调整,尽量规避钻进施工误差。

3.5应对沉降问题应采取的施工措施

如果在工程施工的过程中遇到了一些不良的土质,就会经常出现沉降的问题,这个时候,我们就应该根据工程的需要设置工作井,这样就可以分段完成工作,这样就能有效的减少土体自身的变形情况,此外还要在这一过程中采取有效的处理措施,对其加以加固,在回拖管的过程中,要使用外侧附带灌浆管封堵的形式。

4结束语

给排水管道的施工中应用非开挖技术已经比较常见,并随着实际施工经验的增长,施工技术也有了提升。在非开挖技术的应用上,能给城市的给排水管道施工带来更多的好处,不仅能节约施工成本的投入,还能保证地面不受到任何的破坏,不影响公共交通的运行,还可以有效缩短施工的时间。此外,在施工技术方面,也要根据实际的管线铺设条件进行技术的选择,还有材料的选择上,一定要控制质量,这样才能保证给排水管道的施工能顺利完成。

参考文献

[1]陈家骏.非开挖技术在排水工程中的应用研究[D].同济大学2008.

[2]周慧青.浅谈市政工程非开挖施工技术[J].建材与装饰.2017.

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