非开挖技术在排水管道中的应用

非开挖施工技术是指在不开挖地表的条件下铺设尧修复和更换各种地下公用设施的任何一种技术和方法遥与传统的施工方法相比袁具有不影响交通尧不破坏环境尧施工周期短尧综合成本低尧安全性好等优点遥排水管道的非开挖技术主要有三大类袁一为非开挖施工袁如顶管法施工尧盾构法施工尧定向钻进法施工等曰二为旧管线更换袁如吃管法尧爆管法等曰三为非开挖修理袁主要是指采用非开挖的方式对已有排水管道进行修理遥非开挖技术排水管道铺设技术1.顶管法顶管施工法主要用于跨越孔施工时顶进钢套管袁随着技术的改进袁顶管法也可用于无套管情况下顶进永久性的公用管道袁主要是重力管道遥一个完整的顶管施工主要包括以下几个部分院工作坑和接受坑尧顶管掘进机尧主装置中继间尧顶铁尧基坑导轨尧后座墙尧顶进用管尧输土装置尧地面起吊设备尧测量和校正系统尧注浆系统尧供电和照明系统尧通风和换气系统辅助施工遥2.导向钻进铺管技术采用方向可控和以水射流破土为主的钻进技术袁使用地表放置的钻机袁按设计轨迹钻一个导孔袁然后在扩孔和回拉的同时铺入管线遥根据钻机能力尧铺管直径和地层条件袁也可先进行一次或两次扩孔后再拉管遥采用带斜面的钻头袁通过对其回转状态的控制袁进行钻孔方向的调控遥钻头的定位和导航通过采用手持式仪器测量钻头附近探头发出的电磁信号来实现遥导向钻进主要用于小口径管线的施工袁适用管径渊50~350冤mm遥施工长度渊20~400冤m遥适用管材院钢管尧塑料管遥本方法不适用于砂层和砾石且深度受到限制遥3.定向钻进铺管法定向钻进铺管是利用定向钻进技术来钻孔而后铺管的施工方法遥一般采用定向钻进按设计轨迹钻出一先导孔袁然后经过一次尧二次或多次回拉扩孔袁最后拉管的技术方法遥该方法施工原理同导向钻进铺管法大体相似遥4.冲击矛铺管技术冲击矛铺管技术是以气动冲击矛为动力袁靠挤密成孔的铺管方法遥气动冲击矛核心为一气动冲击锤袁施工中它不需要钻杆袁它在孔中能自行前进袁它与孔外的唯一连接是输送压缩空气的胶管遥该方法具有配套机具简单袁操作尧维修尧运输尧安装方便袁施工成本低和铺管速度快等优点遥主要适用于可挤密的地层袁用于各类管线的分支管线的施工遥适用于不含水的均质土袁如粘土尧粉质粘土等遥适用管径渊30~250冤mm袁施工长度渊20~100冤m遥适用于钢管尧塑料管遥冲击矛法要求复土厚度大于矛体外径的10倍遥5.夯管锤铺管法夯管锤铺管技术是用夯管锤直接将钢管夯入土层的施工方法遥该方法铺管是靠一个低频尧大冲击功的气动锤(夯管锤)将欲铺设的钢管直接夯入地层遥夯管锤的工作原理与气动矛相似袁有的气动矛也可兼做夯管锤遥该方法只能用于铺设钢管袁钢管非开挖技术在排水管道中的应用喻靖重点工程60重点工程间靠焊接连接遥铺管的直径最大可达2m袁铺管长度根据地层和夯管锤的不同袁在渊10耀80冤m之间变化遥该方法对地层适应性较强袁可在含水或不含水的砂尧上层或含少量砾石(直径须小于钢管内径)的软层中使用遥其特点是简单易行尧设备投资低尧效率高袁铺管时不产生地面沉降遥6.微型隧道铺管法微型隧道铺管是非开挖铺管领域中的一项高新技术袁要求有较高的操作水平和严格的工艺规程遥微型隧道铺管技术主要应用于铺设精度较高的非进人管道遥微型隧道铺管是一种遥控的尧可导向的顶管施工遥整个系统由钻掘系统尧激光导向系统尧顶管系统尧泥浆润滑系统尧出渣系统和操作控制系统6部分组成遥排渣方式分为螺旋(干式)和冲洗循环(湿式)两种遥该方法适应地层范围广袁在软尧硬岩中皆可使用袁并可在水施工袁可用于铺设混凝土尧铸铁尧强化树脂尧钢尧PVC等各种材质的管道遥铺管直径为渊250~3000冤mm袁铺管长度一般为渊90~200冤m袁有时长达500m或更多遥该方法的另外一个特点是控向精度高袁曾有铺设456m管道袁偏差仅为25.4mm的记录遥由于系统较复杂袁设备和施工成本都比较高遥7.顶杆法顶杆接在小直径钻杆前端的钻头在顶推力作用下挤开土层成孔遥待钻头在另一端的工作坑中出露后袁换接扩孔器扩孔袁然后铺入直径较大的管线遥该方法的主要特点是简单易行尧占地少尧施工成本低袁但只适合于在土层中铺设小直径和短距离的水平管线袁一般用来铺设直径200mm以下尧一次铺管长度20m以内的各种管线遥近年来袁导向钻进的控向原理引入了该方法袁使其铺管长度明显增加遥可达到100m或更多遥排水管道旧管线更换技术传统的改造方法是开挖敷设一条新的管道(旧管道报废)袁但由于这些超龄管大都敷设在人口稠密尧商业繁荣的市区袁雨尧污水管道的周边充塞着煤气尧热力尧电力尧通讯电缆等其他市政管道和设施袁因此改造工程的实施存在着相当的难度遥原位换管法是一种以欲更换的旧管道为导向袁将其切碎或压碎袁同步将新管道拉入或推入的换管技术遥该技术用于原位更换同直径或加大直径的管道袁可用来更换PE(聚乙烯)尧PVC尧铸铁尧水泥尧陶土等管道遥该方法根据破碎旧管及新管置入方式不同袁可再分成院淤爆管法院气动锤在绞车钢绳的牵引下袁冲击破碎旧管并同时拉入新管曰于吃管法院微型隧道设备掘进破碎旧管并铺入新管遥员.爆管法爆管法又称碎管法或胀管法袁是使用爆管工具从进口坑进入旧管管口袁在动力作用下挤碎旧密袁并用扩孔器将旧管的碎片挤入旧管周围的土层中袁同时牵引等口径或更大口径的新管即时取代旧管的位置袁以达到去旧换新的目的遥根据地层条件的不同袁更换的新管直径最大可为旧管直径的150%遥该方法可使管道的过流能力不变或增大袁施工效率高袁成本低遥爆管法在近几年得到了广泛使用遥爆管施工法一般分为三个步骤院准备工作尧爆管更换和清洗遥具体施工方法是将碎管设备放入旧管中袁由卷扬机拉动沿旧管前进袁沿途由碎管设备将旧管破碎袁在碎管设备后连着扩管头袁扩管头的管径比原有旧管大袁负责将破碎的旧管压入到周围的土壤中袁紧跟着是内衬管线袁一般为HDPE管材袁管径小于扩管头袁在卷扬机的拉动下拖入原有管道的管位遥2.吃管法吃管法是使用特殊的隧道掘进机袁以旧管为导61表2管道整体修理技术分类向袁将旧管连同周围的土层一起切削破碎袁形成相同直径或更大直径的孔袁同时将新管顶入袁完成管线的更换遥该技术能增大管道的过流能力袁主要应用于深的污水管道的更换遥该法是由微型隧道施工法演变而来的袁主要用于更换埋深较大(大于4m)的非加筋污水管道遥吃管法适用于管径为渊100耀800冤mm袁管线长度为200m左右的陶土管尧混凝土管或加筋的混凝土管等的更换遥非开挖修理技术管道的非开挖修复一般分为点状修复和线状修复遥点状修复即对管线中已损坏的某一部分进行修复施工的技术袁又称部分修复技术曰线状修复技术即对检查井之间的整段管进行修复的技术遥1.非开挖点状修理技术有许多损坏管道的使用年限还不到10年袁管体结构完好袁只是接口出现渗漏遥对这类管道采用点状修理显然是合理的遥早期点状修理的方法比较简单袁主要靠人员进入管内进行修理袁因此该技术只能用于直径800mm以上的管道遥点状修理详见下页表1遥2.非开挖整体修理技术整体修理就是对两个检查井之间的管段整段加固修理袁可分为两大类院一类是涂层法袁另一类是内衬管法遥整体修理详细的分类如表2所示院结论从最近几年非开挖技术的发展和应用来看袁非开挖技术确实非常适合于城市排水管道的铺设尧更换及修理遥但在工程施工以及材料和设备的研究尧人员的培训等方面还有很多的工作要做遥一方面要加强材料和工程设备的研究袁争取早日利用国产材料和设备袁另一方面加强非开挖技术人员的培训袁这样才可以用较小的代价获得较大的收益袁才可以改变目前非开挖技术因为造价太高而不易推广的状况遥可以肯定的说:由于工程建设在社会和环境方面所付出的代价袁把非开挖技术应用于排水工程的铺设袁修复和更新袁是我们的最佳选择遥渊作者单位院厦门市安兜自来水有限公司冤表1点状修理技术分类重点工程62