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PE管在城市污水管網(wǎng)的工程實(shí)踐

2017-12-01 17:07:32 

PE管在城市污水管網(wǎng)的工程實(shí)踐

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市規(guī)模的擴(kuò)大和居民生活水平的提高,人們對(duì)環(huán)境的要求也越 來越高,建設(shè)城市污水管網(wǎng),實(shí)現(xiàn)雨污分流,對(duì)水源保護(hù)、減少污染、改善水體環(huán)境起到重 要作用。傳統(tǒng)的污水管道施工方法大多采用開槽埋管和頂管形式,這兩種方法均存在一定的 局限性,特別是開槽埋管,由于城市污水管道埋設(shè)深度深、溝槽開挖斷面較大,常常給城市 道路、周邊建筑物及其它地下管線帶來影響和破壞。而頂管工藝費(fèi)用高、難度大,又必須做 好接口堵漏、管壁防腐等繁瑣的后續(xù)工作。應(yīng)用非開挖牽引鋪設(shè)PE管,即用導(dǎo)向鉆機(jī)安裝管 道的方法,在解決這些難題時(shí)顯露出明顯的優(yōu)勢(shì),具有施工占地等干擾影響小,施工進(jìn)度快 等優(yōu)點(diǎn)。


1.工程概況

嘉興市市區(qū)污水管網(wǎng)工程,是連接社區(qū)收集管網(wǎng)和郊區(qū)輸送管網(wǎng)的管道工程,管線大多 位于市區(qū)道路下,管徑〇300~0>2000,其中d)300-0600大部分分布于市區(qū)范圍,0800-02000 主要分布于郊外。管材一般為UPVC管(0300、①400)和鋼筋砼管(0400以上),管道最 大埋深:8.5米,現(xiàn)場(chǎng)最不利土質(zhì)有:淤泥質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土等。我市城市污水管網(wǎng)工程大部分埋設(shè)于繁華城區(qū),沿街有店面、工廠、學(xué)校、菜場(chǎng)等,同 時(shí)污水管道穿越城市河道和道路也很多,如采用開槽埋管,需要全線開挖路面,勢(shì)必造成嚴(yán) 重交通壓力,對(duì)地下管線和周邊構(gòu)筑物也有較大影響甚至破壞,如采用頂管需解決工作井、 接收井占地問題和對(duì)周邊構(gòu)筑物的保護(hù)問題,難度也很大。結(jié)合實(shí)際情況,我們通過認(rèn)真比 較,從施工難度、質(zhì)量控制、工期、造價(jià)以及對(duì)周邊影響等方面綜合考慮,擬定采用非開挖 牽引鋪設(shè)PE管。為此,我們?cè)跂|升路、禾興北路、城東路、文昌路、中山路等十幾條城市主 要道路的污水管道工程中采用了該項(xiàng)技術(shù),管材采用高密度聚乙烯(HDPE)直壁管,該管具 有單位重量輕,抗外壓性和抗拉性能好,柔韌性強(qiáng)等特點(diǎn),因此它能承受較大拉力,能較好 適應(yīng)沉降、彎曲、抗震要求,很適合非幵挖牽引施工。目前,在我市城市污水管網(wǎng)工程中, 采用非開挖牽引鋪設(shè)PE管道累計(jì)施工長(zhǎng)度己超過5000米,管徑為〇315~〇630,管道埋深一 般在地下5-6米,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和工程效果。非開挖牽引鋪設(shè)PE管污水管道(水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法)是一種無需開挖溝槽和下沉工作井就 能快速敷設(shè)地下管線的鉆進(jìn)方法。其主要特點(diǎn)是根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的鋪管線路,驅(qū)動(dòng)裝有鍥形鉆 頭換裝適當(dāng)尺寸和特殊類型的回程擴(kuò)孔器,在拉回鉆桿時(shí)將導(dǎo)向孔逐級(jí)擴(kuò)至所需孔徑,并在 最后一次擴(kuò)孔時(shí),將管線牽引至鉆孔入口處,完成管道鋪設(shè)。該技術(shù)首先在石油輸送、電力 電信等系統(tǒng)得到應(yīng)用,特別是在過河輸油管、通信電纜管施工時(shí),發(fā)揮了重要作用。近年來 隨著非開挖牽引設(shè)備的動(dòng)力的擴(kuò)大和施工精度的提高,最大牽引鋪設(shè)PE管道口徑可達(dá) 630mm,因此在供水、污水、煤氣等管道施工中也被廣泛采用

非開挖牽引鋪設(shè)PE管道施工工藝過程一般分三個(gè)階段:鉆進(jìn)、擴(kuò)孔、回拖,施工時(shí)須加 注特配泥漿,擴(kuò)孔一般為PE管口徑的1.2~1.4倍。

現(xiàn)將施工工藝簡(jiǎn)介如下:


2.1施工準(zhǔn)備
開工前要對(duì)施工范圍內(nèi)地下管線的管位、標(biāo)高進(jìn)行調(diào)查并做出標(biāo)記,注意避讓。

根據(jù)設(shè)計(jì)資料,復(fù)核導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn),并進(jìn)行管線放樣,再根據(jù)土質(zhì)、埋深、管徑、場(chǎng) 地情況和污水管道檢查井的井位,進(jìn)行管道方向定位和確定污水PE管道分段牽引長(zhǎng)度。


2.2鉆孔

將安有探測(cè)棒的導(dǎo)向頭與鉆桿連接,頂管機(jī)旗壓,導(dǎo)向頭入土;用導(dǎo)向儀隨時(shí)監(jiān)測(cè)導(dǎo)向 頭的方位和深度,頂管機(jī)據(jù)監(jiān)測(cè)信息及時(shí)調(diào)整導(dǎo)向頭以改變導(dǎo)向深度和方向,并形成〇 100mm 的孔道.孔道中心即為欲鋪管道的中心線。鉆孔過程可在安裝鉆機(jī)的場(chǎng)地以小角度直接從地 表鉆進(jìn).也可在預(yù)先挖好的發(fā)出坑和接收坑之間進(jìn)行。


2.3成孔


在導(dǎo)向孔形成后,將導(dǎo)向頭換成鉆頭(鉆頭比孔洞大一號(hào)),回拖至初始位置,再換鉆頭, 逐級(jí)擴(kuò)孔,最終形成滿足所鋪設(shè)PE管道直徑要求的孔道。為減少摩擦、降低回轉(zhuǎn)扭距和回拉 阻力,同時(shí)固化孔壁、防止塌孔、潤(rùn)滑鉆桿,應(yīng)采用TARRA稀釋粉特制泥漿,從鉆桿尾部經(jīng) 鋼管壓至鉆頭,一方面,通過鉆頭上的孔洞注入土體,起到孔道護(hù)壁作用,另一方面,可以 與回?cái)U(kuò)切削下來的泥土形成混合泥漿,流入工作坑便于排出。


2.4鉆孔監(jiān)測(cè)

探測(cè)器或探頭可以安裝在鉆頭內(nèi),也可以安裝在緊靠鉆頭的地方,探頭發(fā)出信號(hào),被地 面接收器接收或跟蹤,從而可監(jiān)測(cè)鉆孔方位、深度和其它參數(shù)。在那些從地表不能穩(wěn)定跟蹤 鉆孔軌道的地方,或因鉆孔深度太大,用無線電頻率方法難以保證定位精度的地方,也可采 用有纜式導(dǎo)向系統(tǒng),其纜線通過鉆桿連接。


2.5管道牽引與熔接

鉆孔完成后,用不可拆卸的焊接接頭方式(即用專用設(shè)備電熱熔連接)將PE管材連接成 需要的長(zhǎng)度,封閉端頭,其中一端與鉆頭相連即可一次性拖入己成形的孔道中,完成整個(gè)拖 管過程。如果受施工場(chǎng)地限制,也可將PE管分段熔接牽引,但的熔接方式必須規(guī)范正確,以 保證接頭質(zhì)量。一般來說PE管熔接接頭的強(qiáng)度都高于管材的自身強(qiáng)度。


2.6檢查井砌筑

砌井在拖管完成之后進(jìn)行,檢查井開挖時(shí)要根據(jù)土質(zhì)情況做好相應(yīng)加固措施,避免影響 道路或周圍建筑物的安全,同時(shí)需觀察PE管材變形情況,經(jīng)檢驗(yàn)合格后才可砌井回填。



3.1非開挖牽引設(shè)備的動(dòng)力大小、施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)情況、擴(kuò)孔護(hù)壁的效果等客觀因素對(duì)污 水管道高程、坡度都有一定影響。施工時(shí)要重視泥漿的配制和注入,加強(qiáng)護(hù)壁、勤測(cè)勤糾, 盡可能縮短擴(kuò)孔和PE管道牽引鋪設(shè)的時(shí)間,以確保管材鋪設(shè)后標(biāo)高、坡度符合設(shè)計(jì)要求。
3.2因PE管外壁十分光滑,管道與檢查井連接部位要特別注意做好防漏處理。
3.3由于非開挖鋪設(shè)PE管道沒有基礎(chǔ),土質(zhì)較差地段的管道充水后可能有輕微下沉,造 成PE管段的小量回縮。因此對(duì)PE管與檢查井的連接部位須重點(diǎn)檢查或處理。
3.4牽引鋪設(shè)PE管如埋設(shè)深度過淺或土層結(jié)構(gòu)松軟時(shí),地表可能會(huì)產(chǎn)生小量沉降,因此 在施工時(shí)應(yīng)增大護(hù)壁漿液比重,加大注漿量,確保管道上部土層的穩(wěn)定。
3.5在PE管管段牽引太長(zhǎng)或成孔情況不好時(shí),要防止因牽引阻力過大,管材和鉆桿出現(xiàn) 變形甚至斷裂的現(xiàn)象。可考慮采用與管材同外徑的圓形鋼板封焊管端,中間穿三根牽引鋼筋, 增大抗拉能力。必要時(shí),可在牽引管前端孔道上斜向或豎向打孔排泥卸壓,減小牽引阻力。
4.非開挖牽引鋪設(shè)PE管與開槽埋管和頂管工藝的列表比較
4.1與開槽埋管工藝比較
序號(hào) 項(xiàng)目 非開挖牽引PE管 開槽埋管施工





4.2與頂管工藝比較
序號(hào) 項(xiàng)目 非開挖牽引PE管 頂管施工
1 管材 高密度聚乙烯管(PE管) 鋼管或頂管專用鋼筋砼管
2 防腐 管材防腐能力強(qiáng) 管壁及管接口需防腐處理
3 接口形式 PE管材,熱熔連接 承插口或平接口
4 工作坑、接收坑 簡(jiǎn)易 鋼筋砼沉井、必要時(shí)需降水或設(shè)置 隔水措施
5 機(jī)械設(shè)備 鉆孔牽引設(shè)備、熱熔機(jī)、配液 池、泥漿池或運(yùn)泥車 沉井施工所需設(shè)備、掘進(jìn)機(jī)、頂進(jìn) 成套設(shè)備、泥漿池或運(yùn)泥車、吊機(jī)、 抽水機(jī)
6 轉(zhuǎn)角要求 管材柔度較大 轉(zhuǎn)角不宜過大
7 施工費(fèi)用 相對(duì)較低 相對(duì)較高


5.結(jié)語
與鋪設(shè)鑄鐵管和鋼筋混凝土管相比,非開挖定向鉆牽引鋪設(shè)PE管在耐腐性、耐壓強(qiáng)度、 水力學(xué)性能以及連接、鋪設(shè)等方面均有不同特點(diǎn),從列表比較和工程實(shí)踐表明:在城市污水 管網(wǎng)工程中應(yīng)用非開挖定向鉆牽引鋪設(shè)PE管,具有施工場(chǎng)地小、進(jìn)度快、質(zhì)量高、成本相對(duì) 較低、對(duì)周邊構(gòu)筑物和道路交通影響較小等優(yōu)點(diǎn),尤其在穿越城市河道和高等級(jí)公路時(shí),與 開槽埋管和頂管工藝相比,施工風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小,具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和較好的社會(huì)效益。在 歐美、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用非開挖施工鋪設(shè)地下管道己十分普遍,在我國(guó)同樣也具有廣 闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。

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