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【摘要】非开挖技术属于市政排水工程建设中关键的技术,其有效维护了地表道路,且操作方便,对周边环境影响很小。市政排水项目中引入非开挖施工技术,要加强每个环节的项目管理与控制,在施工阶段充分挖掘非开挖技术的作用,提升市政排水项目建设质量。文章介绍了非开挖技术的使用优势,簡述了非开挖技术类型,并阐述了市政排水项目中非开挖方法的使用。
【关键词】非开挖技术;市政工程;排水项目;应用分析
排水管道长期处在高水位内,受软土层不均衡下降的干扰,管道常出现大面积损坏情况。传统一般采取开槽埋管抢修,既费时费力、成本高,并且还会封闭工路,对城市交通及环境造成极大影响。近几来,因受到交通条件的限制,选择非开挖方法抢修沉管得到认可。非开挖技术具备施工速度快、经济利益与社会价值好等优势,将在今后城市发展中扮演关键的角色。
1、非开挖法的优点
1.1作业效率很高
非开挖技术在具体使用中,能很精确地管理水下管线敷设方向,绕开结构物、廊道等物体,作业效率很高,不会因没有看到地下障碍物而造成误工或是项目延期等情况,极大缩减了施工时间。
1.2穿越化优势
开挖敷管法在施工阶段若遇到部分交融干线、河湖等情况时,应当停止施工或是被迫绕道,不能顺利开展开挖工作,而非开挖法就有效规避了该问题,其能从关键路径下方把管道穿透过去,得到排水管路的穿越化,该种施工方法操作时间短,成本造价少,在市政排水工程建设中使用较普遍。
2、非开挖技术种类
2.1顶管工艺技术
顶管工艺技术属于市政排水项目施工中非开挖法中的常用方式之一。在实际具体中,值得注意的是,需要在管道预计路线上规划符合该项目要求的多个小基坑,由此用作顶管作业井,进而有效采用该方法完成工作。顶管作业井承担着一段顶管的起止点功能,且在它的侧壁处会设置圆孔,得到预留预制管节出入口的目的,出口孔壁的侧墙就是工程内的承压墙,能在其上方安装液压千斤顶和承压垫板。顶管工艺技术形式多样,最常用的为敞开式、泥水均衡式、土压均衡式和气压平衡式等,随着社会及施工工艺的进步,施工工艺也演变成小口径、手挖式、挤密型和挤压式等各种顶管技术。
2.2 钻进法
市政排水项目施工阶段,非开挖法中的钻进法也是常见的方式。一般采取导向性,即方向可控性钻进法,其关键是以水射击破土方式处理。具体使用中,在市政排水工程建设的地面安装钻机,首先根据排水工程设计要求,顺着设计轨迹打一个导向孔,再以此导孔为前提,在扩孔与回拉时安装管线。但值得注意的是,需充分兼顾到钻机水平、铺管直径和目前的地层环境,可结合实际情况操作,比如,进行一次和两次增孔后再拉管,该方法在钢管、塑料管极中更适用。
2.3 微型小铺管法
微小隧道铺管法是近些年非开挖方式发展阶段的一种高新技术,因该技术的使用要求很严格,针对工作经验、施工技巧和工艺规程的要求很高。微小隧道铺管法在实际应用过程要注意的是,除高精确的工艺规则外,其重点适用在安装精度很严格的非进出管道施工中,微小隧道铺管法是自动遥控功能的导向性顶管方式,其排渣系统包含干式与湿式两类,实际应用中根据施工情况确定[1]。该技术针对软、硬的土层,甚至岩中均能使用,在有水下操作要求都能使用,针对砼、铸铁、强性树脂、钢材、PVC管等材料均适用,且使用控向精度远远高出其他技术精度,这种技术使用范围与适用材质均是施工项目的首选,但其系统非常复杂,相关设备与施工成本也很高。
3、市政排水项目中非开挖技术的使用
3.1地质勘探
市政排水项目施工以前,要做好地质勘探工作,全面记录施工场地的水文、地质等信息,研究非开挖工艺技术是不是适用在该种地质条件下,尤其是管道走向与出人土坑牵引状况下,为非开挖顶管作业做好准备工作,针对部分软土土层很广泛的区域,还应清理施工现场,保证后续非开挖操作质量。
3.2检验管材
市政排水项目施工阶段,主要使用PE管材和HDPE管,认真检验管材质量达标证、出厂证等,保证非开挖操作质量。其中,HDPE管有很好的防刮痕、抗拉与韧性,为保证管材施工质量,能使用热熔对接法和电熔连接法,衔接管材,施工阶段要注意如下几点:①检验管材外表是否干净清洁;②搭接固定是否严密;③焊接施工阶段时间与电流是否准确;④管材焊接完成后是否取掉紧箍件。此外,妥善处理管材连接加固,增加管材衔接强度,保证管材具备很好的抗拉性,令管道容易根据施工轨道安全稳定地转换方向。
3.3导向孔规划
非开挖施工阶段,应科学规划导同孔,让市政排水项目形成管线孔,与其
它管线不一样,重力管对设计偏差有很高要求,为提升市政排水项目建设质量,根据排水管路的排水压力及排水量,采用外径与壁厚适宜的排水管路,保证排水管路引导精准度,在市政排水工程建设期间,要严格管理拖拉管的施工长度与水平埋深。
3.4配备泥浆
在市政排水项目中引入非开挖工艺技术,根据施工长队的土壤地层条件,合科学配备泥浆。比如,在黏结土地质环境下施工时,因该种土质颗粒很松软,极易成孔,使用非开挖工艺技术较易实现穿越[2]。在具体使用中,黏结土遇水将极易出现膨胀,并堵塞钻头,为保证市政排水项目的顺利施工,要科学配被水泥浆液,根据相关施工设计标准,加入适当的表面活性剂、加固剂及混合膨润土,如果市政排水项目建设现场基本上为砂性土,要全面兼顾到砂性土易坍方性,该种土层成孔性偏差,在配备水泥浆液时,要加入适当的降水剂。
3.5扩孔
根据市政排水项目不同作业区域的地质土层,采用科学的扩孔参数。比如,黏结土施工阶段,能适当增加泵压及泵量,加快作业进度,把回扩速度保证在0.3/nun;砂性土建设环节,要适当下降转速,减小泵压及泵量,提高回扩速度,把回扩速度保证在0.5/nun,确保排水顺畅[3]。导向孔作业设计完成后,清除起始杆与导向钻头,采用扩钻头,根据市政排水项目施工要求,采用合理的水泥浆液,不定期检查砂浆质量,合理调整砂浆性能[4]。非开挖处理中,分4-6次展开扩孔,采用挤扩式钻头实现回扩操作,加大孔壁的安全性及可靠性。 3.6回拖管材
待管材焊接完全冷却之后,再开展拖管处理,根据施工设计标准,管路回拖施工阶段要密切重视孔内状况和钻机扭矩及回拖力,管材回拖阶段,禁止用力过大,尽可能维持稳定性,并在成型孔洞内要一次性拖进管材,防止施工过程停顿,能适当加速管材回托速率。
3.7管线轨迹规划
为加大管线轨迹规划的精准度,要充分兼顾到工程施工的科学性与可行性,根据市政排水项目建设现场的具体情况,科学设置作业坑,精准设计标高与人土角度,合理增加测绘频率,精准计算管位深度,尽可能减少测绘干扰,在汽车通行短的时间展开管线轨迹规划。
3.8成孔管理
与其它种类管材对比,重力流管道在诸多方面均存在差异,促使市政排水项目施工难度很大,排水管道直线段要保持适当坡度,尽可能规避设计曲线段,为处理市政排水项目建设难点,根据施工现场的具体情况,挖出作业井中适当的土,坚持小入出土角与设计坡度标准,控制出入土点,保证非开挖操作成孔效果。
3.9防范下沉
市政排水项目施工过程中,使用非开挖技术,由于受异常地质、回扩头性能等因素的干扰,导致水管外侧产生缝隙,尤其是在埋深很浅或是大管径方面,极易产生沉降坍塌现象[5]。为有效防范非开挖施工下沉,针对一些关键道路的地下管路,要加大管理与控制力度,采用非开挖工艺技术时,穿越道路工程时,要逐次开展扩管施工,尽可能避免扰动及形变情况。
结语:
综上所述,近些来伴随市政排水项目施工与维护工作的推进,日益受到人们的广泛关注,非开挖方法的使用,给排水项目的建设、维护等带来了重要的支撑,且非开挖方法的内容较多,尤其独特的优缺点,在具体使用中应充分坚固度各种技术的使用范围与特征,这样方可保证施工进度,采用最佳的施工技术,因地制宜,方可确保施工工作的正常开展。
参考文献:
[1]汪高峰,郝华文.市政排水工程中的非开挖技术运用及其注意事项[J].四川水泥,2017(11):132.
[2]赵宝东.非开挖拉管技术在市政排水施工中的应用探究[J].四川水泥,2017(06):252.
[3]石玉东,李丽.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].黑龙江科技信息,2013(08):302.
[4]明艳.非开挖管道安装技术在市政管道维护中的应用[J].科技情報开发与经济,2011,21(17):217-218+221.
[5]许海榆.广州市旧城区排水系统雨污分流改造技术研究[D].广州大学,2011.
作者简介:
王永晓,广州三凤建筑工程有限公司。
【关键词】非开挖技术;市政工程;排水项目;应用分析
排水管道长期处在高水位内,受软土层不均衡下降的干扰,管道常出现大面积损坏情况。传统一般采取开槽埋管抢修,既费时费力、成本高,并且还会封闭工路,对城市交通及环境造成极大影响。近几来,因受到交通条件的限制,选择非开挖方法抢修沉管得到认可。非开挖技术具备施工速度快、经济利益与社会价值好等优势,将在今后城市发展中扮演关键的角色。
1、非开挖法的优点
1.1作业效率很高
非开挖技术在具体使用中,能很精确地管理水下管线敷设方向,绕开结构物、廊道等物体,作业效率很高,不会因没有看到地下障碍物而造成误工或是项目延期等情况,极大缩减了施工时间。
1.2穿越化优势
开挖敷管法在施工阶段若遇到部分交融干线、河湖等情况时,应当停止施工或是被迫绕道,不能顺利开展开挖工作,而非开挖法就有效规避了该问题,其能从关键路径下方把管道穿透过去,得到排水管路的穿越化,该种施工方法操作时间短,成本造价少,在市政排水工程建设中使用较普遍。
2、非开挖技术种类
2.1顶管工艺技术
顶管工艺技术属于市政排水项目施工中非开挖法中的常用方式之一。在实际具体中,值得注意的是,需要在管道预计路线上规划符合该项目要求的多个小基坑,由此用作顶管作业井,进而有效采用该方法完成工作。顶管作业井承担着一段顶管的起止点功能,且在它的侧壁处会设置圆孔,得到预留预制管节出入口的目的,出口孔壁的侧墙就是工程内的承压墙,能在其上方安装液压千斤顶和承压垫板。顶管工艺技术形式多样,最常用的为敞开式、泥水均衡式、土压均衡式和气压平衡式等,随着社会及施工工艺的进步,施工工艺也演变成小口径、手挖式、挤密型和挤压式等各种顶管技术。
2.2 钻进法
市政排水项目施工阶段,非开挖法中的钻进法也是常见的方式。一般采取导向性,即方向可控性钻进法,其关键是以水射击破土方式处理。具体使用中,在市政排水工程建设的地面安装钻机,首先根据排水工程设计要求,顺着设计轨迹打一个导向孔,再以此导孔为前提,在扩孔与回拉时安装管线。但值得注意的是,需充分兼顾到钻机水平、铺管直径和目前的地层环境,可结合实际情况操作,比如,进行一次和两次增孔后再拉管,该方法在钢管、塑料管极中更适用。
2.3 微型小铺管法
微小隧道铺管法是近些年非开挖方式发展阶段的一种高新技术,因该技术的使用要求很严格,针对工作经验、施工技巧和工艺规程的要求很高。微小隧道铺管法在实际应用过程要注意的是,除高精确的工艺规则外,其重点适用在安装精度很严格的非进出管道施工中,微小隧道铺管法是自动遥控功能的导向性顶管方式,其排渣系统包含干式与湿式两类,实际应用中根据施工情况确定[1]。该技术针对软、硬的土层,甚至岩中均能使用,在有水下操作要求都能使用,针对砼、铸铁、强性树脂、钢材、PVC管等材料均适用,且使用控向精度远远高出其他技术精度,这种技术使用范围与适用材质均是施工项目的首选,但其系统非常复杂,相关设备与施工成本也很高。
3、市政排水项目中非开挖技术的使用
3.1地质勘探
市政排水项目施工以前,要做好地质勘探工作,全面记录施工场地的水文、地质等信息,研究非开挖工艺技术是不是适用在该种地质条件下,尤其是管道走向与出人土坑牵引状况下,为非开挖顶管作业做好准备工作,针对部分软土土层很广泛的区域,还应清理施工现场,保证后续非开挖操作质量。
3.2检验管材
市政排水项目施工阶段,主要使用PE管材和HDPE管,认真检验管材质量达标证、出厂证等,保证非开挖操作质量。其中,HDPE管有很好的防刮痕、抗拉与韧性,为保证管材施工质量,能使用热熔对接法和电熔连接法,衔接管材,施工阶段要注意如下几点:①检验管材外表是否干净清洁;②搭接固定是否严密;③焊接施工阶段时间与电流是否准确;④管材焊接完成后是否取掉紧箍件。此外,妥善处理管材连接加固,增加管材衔接强度,保证管材具备很好的抗拉性,令管道容易根据施工轨道安全稳定地转换方向。
3.3导向孔规划
非开挖施工阶段,应科学规划导同孔,让市政排水项目形成管线孔,与其
它管线不一样,重力管对设计偏差有很高要求,为提升市政排水项目建设质量,根据排水管路的排水压力及排水量,采用外径与壁厚适宜的排水管路,保证排水管路引导精准度,在市政排水工程建设期间,要严格管理拖拉管的施工长度与水平埋深。
3.4配备泥浆
在市政排水项目中引入非开挖工艺技术,根据施工长队的土壤地层条件,合科学配备泥浆。比如,在黏结土地质环境下施工时,因该种土质颗粒很松软,极易成孔,使用非开挖工艺技术较易实现穿越[2]。在具体使用中,黏结土遇水将极易出现膨胀,并堵塞钻头,为保证市政排水项目的顺利施工,要科学配被水泥浆液,根据相关施工设计标准,加入适当的表面活性剂、加固剂及混合膨润土,如果市政排水项目建设现场基本上为砂性土,要全面兼顾到砂性土易坍方性,该种土层成孔性偏差,在配备水泥浆液时,要加入适当的降水剂。
3.5扩孔
根据市政排水项目不同作业区域的地质土层,采用科学的扩孔参数。比如,黏结土施工阶段,能适当增加泵压及泵量,加快作业进度,把回扩速度保证在0.3/nun;砂性土建设环节,要适当下降转速,减小泵压及泵量,提高回扩速度,把回扩速度保证在0.5/nun,确保排水顺畅[3]。导向孔作业设计完成后,清除起始杆与导向钻头,采用扩钻头,根据市政排水项目施工要求,采用合理的水泥浆液,不定期检查砂浆质量,合理调整砂浆性能[4]。非开挖处理中,分4-6次展开扩孔,采用挤扩式钻头实现回扩操作,加大孔壁的安全性及可靠性。 3.6回拖管材
待管材焊接完全冷却之后,再开展拖管处理,根据施工设计标准,管路回拖施工阶段要密切重视孔内状况和钻机扭矩及回拖力,管材回拖阶段,禁止用力过大,尽可能维持稳定性,并在成型孔洞内要一次性拖进管材,防止施工过程停顿,能适当加速管材回托速率。
3.7管线轨迹规划
为加大管线轨迹规划的精准度,要充分兼顾到工程施工的科学性与可行性,根据市政排水项目建设现场的具体情况,科学设置作业坑,精准设计标高与人土角度,合理增加测绘频率,精准计算管位深度,尽可能减少测绘干扰,在汽车通行短的时间展开管线轨迹规划。
3.8成孔管理
与其它种类管材对比,重力流管道在诸多方面均存在差异,促使市政排水项目施工难度很大,排水管道直线段要保持适当坡度,尽可能规避设计曲线段,为处理市政排水项目建设难点,根据施工现场的具体情况,挖出作业井中适当的土,坚持小入出土角与设计坡度标准,控制出入土点,保证非开挖操作成孔效果。
3.9防范下沉
市政排水项目施工过程中,使用非开挖技术,由于受异常地质、回扩头性能等因素的干扰,导致水管外侧产生缝隙,尤其是在埋深很浅或是大管径方面,极易产生沉降坍塌现象[5]。为有效防范非开挖施工下沉,针对一些关键道路的地下管路,要加大管理与控制力度,采用非开挖工艺技术时,穿越道路工程时,要逐次开展扩管施工,尽可能避免扰动及形变情况。
结语:
综上所述,近些来伴随市政排水项目施工与维护工作的推进,日益受到人们的广泛关注,非开挖方法的使用,给排水项目的建设、维护等带来了重要的支撑,且非开挖方法的内容较多,尤其独特的优缺点,在具体使用中应充分坚固度各种技术的使用范围与特征,这样方可保证施工进度,采用最佳的施工技术,因地制宜,方可确保施工工作的正常开展。
参考文献:
[1]汪高峰,郝华文.市政排水工程中的非开挖技术运用及其注意事项[J].四川水泥,2017(11):132.
[2]赵宝东.非开挖拉管技术在市政排水施工中的应用探究[J].四川水泥,2017(06):252.
[3]石玉东,李丽.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].黑龙江科技信息,2013(08):302.
[4]明艳.非开挖管道安装技术在市政管道维护中的应用[J].科技情報开发与经济,2011,21(17):217-218+221.
[5]许海榆.广州市旧城区排水系统雨污分流改造技术研究[D].广州大学,2011.
作者简介:
王永晓,广州三凤建筑工程有限公司。