引言-厦门科学技术信息研究院.DOC

给排水管道非开挖施工新技术 许文澧 引言 随着我国城市化进程加快，市政管道建设城市管在道下或构筑物不仅耗资巨大，这就使管道。非开挖技术非开挖是指在地表不挖的情况下利用土钻掘手段、修复和更换地下管线的施工。设新管线修复置换旧管线。设管线施工技术：定向钻进、夯管锤法、推挤顶进法、微型隧道法顶管法。修复旧管线施工技术：原位固化法、滑动内插法、变形再生法、原位换管法、局部修复法。探技术与技术巧妙结合随导定位精度提高、施工设备能力增强、管材业的发展，管能力由初期的、钢管发展到长距离种管材的设塑料管(PVC、PE等)钢管铸铁管DN40到DN2000之间；大型钻机铺管长度可达到500 m以上。 （2）钻机布置灵活。钻孔过程可在预先挖好的发射坑和接受坑之间进行，也可在安装钻机的场地，以小角度直接从地表钻进。 （3）施工设备的穿越精度高，可满足管道高程的控制要求。 （4）?施工过程不产生噪音、粉尘，不破坏地貌和环境，满足环保的各项要求。 （5）?机具进出场灵活便捷，对于场地条件要求不高，施工速度快。 （6）适宜于高速路等不允许开挖或管线复杂地区的管道施工，尤其在穿越江河的项目上更显出其独特的优势。 2、施工工艺 （1）前期准备 了解管道穿越范围内的地质条件、现有地下管线的走向及埋深等情况，结合设计要求规划钻进轨迹，选定施工方案 （主要是选定钻机、确定出入土层的角度、扩孔级数和穿越管材等）。 （2）导向钻进 定向钻头在钻机的推力作用下，由钻机驱动旋转（或使用泥浆马达带动钻头旋转）切削地层，按设计钻孔轨迹前进，完成整个导向孔的钻孔作业。钻进过程中，钻头内信号棒发出的信号被接受处理后，显示出钻头的深度、位置、角度等信息，据此及时调整钻头方向，保证所完成的导向孔曲线符合设计要求。 （3）分级扩孔 ? 完成导向孔后，将钻孔扩合适的直径同时泵入钻孔，保证孔完整和不塌方，并将切削下的屑带回到地面管道。1）钻机系统：由钻机主机、转盘等组成。钻机是穿越设备钻进及回拖作业的主体；转盘装在钻机主机前端，连接钻杆，并通过改变转盘转向和输出转速以及扭矩大小，满足不同施工作业的要求。 （2）动力系统：由液压动力源和发电机组成。液压动力源为钻机系统提供高压液压油作为钻机的动力，发电机为配套的电气设备及施工现场照明提供电力。 （3）导向控制系统：通过计算机监控钻头位置，引导钻头正确钻进的方向性设备。 （4）泥浆系统：由泥浆混合搅拌罐和泥浆泵及管路组成，为钻机系统提供适合钻进工况的泥浆。 （5） 钻具及辅助机具：钻机钻孔和扩孔过程中所使用的各种机具。钻具主要有钻杆，钻头、泥浆马达、扩孔器，切割刀等。辅助机具包括卡环、旋转活接头和各种管径的拖拉头。 应用实例 1、 同安轻工食品工业园排污干管工程 （1）工程概况 该工程设计将轻工食品工业园生产污水引入同安污水处理厂，其中有一段DN800污水管需穿越官浔溪。官浔溪河面宽130m，河床表面为中砂层、下部为黏土层。管道设计高程为4.00－4.40，排水坡度3‰，最大埋深6m，距河床最小覆土深度2m，管材为DN820*10的钢管。 （2）施工方案的选择 官浔溪不通航，施工季节正处于河流的枯水期，水深在2.5 m左右。采用分段围堰、大开挖的施工方法，不存在阻断交通和防洪方面的问题，水流和水深条件也较适宜，从技术上讲不失为可行方案之一。但是河面上有大量的围网养殖，围堰施工不可避免要拆除养殖设施，必然要支付数量可观的补偿费用，同时改变河水水质，影响到下游村民正常的生产生活。从工期、环境、工程量、造价等方面考虑，经技术经济比较（下表）m 27 万元 22 万元 须征用田地修筑施工便道；挖运土方和排水工程量大；在围堰上搬运、吊装管道有一定难度；施工周期长，对养殖生产和环境影响大；会破坏河底及堤岸结构。 顶管法（采用钢管） 30天 968 元/m 34 万元 6 万元 须征用田地设置顶管工作井和接受井；管道现场逐节焊接和防腐，工期较长；适宜水下施工的管道顶进设备较少。 水平定向钻（采用HDPE管） 10天 1080 元/m 30 万元 无 设备占地范围小，场地可灵活调整，环境影响小；自动化程度高，施工安全迅速；管道可预先连接成长管，一次性回拉；对于河底或陆上穿越施工均适用。 （3）钻进的实施及效果 铺设钢管需要较大的曲率半径，增加了钻孔距离；接口焊接和防腐会造成回拉作业的停顿，不利于穿越河流施工。征得甲方、设计部门同意改用HDPE缠绕管作为穿越管材。结合设计埋深和管材、钻杆的曲率半径定出钻进轨迹及造斜段长度(L=18m)以及出入土角度( 8°～°)。经计算管道所需回拉力为220KN，确定采用土行孙DDW320型定向钻机系统（最大回拉力320KN，扭距12KN.M）,3m3的撬装式泥浆搅拌站，为钻进工程提供充足的钻液。钻孔分DN500、DN7