论文部分内容阅读
摘要：水资源供需矛盾日益凸显，管道泄漏高已成为供水企业面临的难题。中国是世界上人均水资源消耗量最大、人均水资源最穷的国家之一。结合目前城市供水管网的技术案例，经过多年的研究和实践，介绍了城市给水管道的维修技术，并对管道的维修和更新问题进行了分析和探讨。
关键词：城市供水管网;非开挖修复;更新技术
前言
在一些老城区，由于前期统筹规划，没有地下供水、供热、供气管网和供电，通信网络复杂，配上地面建筑，街道狭窄，大部分被摧毁或替换重建，在这些老城市重建管道是非常困难的。
一、非开挖技术
1、含义
顾名思义，挖掘技术或不挖掘意味着通过更少的挖掘和不挖掘来完成管道安装和管道构筑物的砌筑、更换、维护和检修。
现阶段在地下管线铺设，开挖技术是一项施工简单、难度低、掌握舒适、风险低的尖端技术。同时，国家对未损坏的技术有明确的管理规定，例如限制维修期间的水电中断时间;沟渠技术虽然具有其他技术手段所不具备的优点，但其缺点不容忽视，如破坏城市正常交通、产生粉尘和机械污染、长期占用道路、对道路环境造成破坏等。
2、特点与分类
特点：提高施工人员作业效率;对原有地下管线进行测量与控制;优化传统传统地下管线铺设水平;完成地下管线维修和复位工作;改变地下复杂结构层作业条件。
分类：根据技术措施的不同，非开挖技术分为三种类型：导向钻孔铺管技术、顶管掘进机铺管技术、地面梭矛铺管技术和顶管铺管技术。其中导向钻杆敷设技术具有效率高、精度高、钻孔方向控制简单、对施工现场要求低等优点。在电力、通讯、自来水、煤气等管道的敷设中普遍采用。在此期间，管道主要为PE管和钢管;顶管掘进机铺管技术的优点：可完成大口径管道的铺设，效率高，动力大，无任何环境污染和噪声污染。在隧道、大直径管道和涵洞中铺设地下管道时非常常见;铺管工艺也可分为拔管法和顶管法。从形式上看，该铺管工艺具有穿透力强、工期短、冲击力强、管材选型范围广等特点。管道敷设较宽，管径13mm-150mm;顶管敷设技术以导向探测器、导向钻机、液压顶管机为铺管设备，结合液压顶管技术、人工开挖技术、导向悬挂技术为铺管技术标准。根据成本低、定位标准、精度高、无噪聲、操作范围广等优点，其应用范围控制在管径300mm以上的管道敷设中。
三、城市供水管网改造中非开挖技术的应用
1、工程案例
某城市的交通桥位于两条河流的中心，据了解，两岸河岸宽114m，水深6m。为了在涨潮时维持居民的交通和日常供水，城市供水管道的铺设是在非开挖技术的前提下完成的。本工程所用钢管型号为273×9，长度约280m，最深为地下10m。因此，为了更好地提高城市供水管网的敷设质量，满足居民的日常用水需求，采用非开挖技术手段对其进行严格控制。
2、定向钻孔技术
总的来说，定向钻技术广泛应用于700mm以下的管道敷设。其管线分为曲线和直线。管道敷设材料采用钢管、PE管、PVC管，具有扰动小、维护费用低、工期短、成本低、效率高等特点。根据不同的施工阶段，定向钻进技术分为导向孔和扩孔两个阶段。首先是导向孔。钻井前，应对实际施工现场进行勘察，以免在钻井过程中威胁到其他原有管线的安全;合理选择钻头和导板，使其能在钻机的连续作用下连续前进;钻孔工作完成后，应及时调整钻头方向，并对导板曲线进行规范控制。此外，为了更好地控制钻井方向的精度，可以利用无线电传感器通过电磁波的传播，准确判断钻头深度、倾角、温度、角度和水平位置，终端操作员和接收中心的向导根据电磁波传输数据。第二，扩孔。市政给水管网采用200mm管径，管径大于350mm时，应结合扩孔技术的应用。扩孔的数量和直径应根据钻机型号和现场地质环境综合判断;管道与扩孔设备完全连接后，方可进行管道后支撑工作。主要采用钻机内钻杆连续旋转作业，完成后支管道作业。在管道回支撑过程中，为降低管道回支撑阻力，增加管道防腐保护层，可进行钻孔悬浮控制和泥浆润滑，避免管道腐蚀对城市供水质量和效果的干扰。一般情况下，管道后支撑直径应大于钻孔直径，即后支撑直径约为钻孔直径的1.3～1.5倍。铰孔直径定义为孔开挖点和土壤插入点之间的距离。
3、顶管施工技术
管径大于700mm时，采用直管敷设工艺;如果管道性质为混凝土，则应选择顶管施工工艺，以便对管道铺设质量进行规范化管理。顶管技术以密封式机械顶管技术为主要作业过程，即采用土压平衡、泥水平衡等施工方法。顶管施工技术往往选用钢管、玻璃硬砂管和混凝土管作为施工管道，尤其是钢筋混凝土管的使用技术，已逐渐成熟。首先，顶管施工的技术特点：适应性强，管道连接少，管径适用范围广，施工风险低，工期短。二是顶管施工的技术缺陷：作业深度深，管道曲线直径大。特殊情况下，采用全气压顶管敷设技术。三、顶管施工技术的工作原理：顶管前，合理规划开挖工作坑，并在坑内安装导轨，实现顶管条件的准确测量;有效控制顶管的坡度、标高、中心线和方向;以工作井为顶管施工的起点，结合液压千斤顶的使用，为顶管施工提供水平推力，保证预制钢筋混凝土管能按渐进的原则连续开挖工作井内的土体。同时，顶管施工中产生的夹渣类型分为湿渣和干渣。此外，在复杂地质条件下采用顶管施工技术，需要综合研究各种因素，结合应用辅助技术手段，如气压顶管技术、中继站设置技术、泥浆套润滑技术、激光纠偏技术等。根据管道现场地质情况，减少施工井的数量和次数。
结束语
供水运输管网的安全失效不仅直接给这些供水管网企业自身造成了巨大的社会经济损失，而且直接造成了社会水资源的严重浪费。供水管网的渗漏治理需要我们长期不断地努力，学习发达国家的技术经验，提高对渗漏的认识，进一步完善修补技术，避免出现拉链;根据中国国情，采取更多的环保措施和程序，对管道进行检测和更新;尽量减少供水管网的渗漏，为市民提供优质的供水服务。
参考文献
[1]苗永健，刘金岚.燃气管道非开挖修复更新技术特点[J].煤气与热力，2012，32（4）：78-81.3969
[2]汪建国.燃气管道非开挖修复及更新技术[J].上海煤气，2006，（5）：18-20.09-4709.2006.05.007.
[3]王国辉，王陆军，王昂.非开挖修复技术在城市排水管道更新改造工程中的应用[J].市政技术，2020，38（z1）：109-112，116.
关键词：城市供水管网;非开挖修复;更新技术
前言
在一些老城区，由于前期统筹规划，没有地下供水、供热、供气管网和供电，通信网络复杂，配上地面建筑，街道狭窄，大部分被摧毁或替换重建，在这些老城市重建管道是非常困难的。
一、非开挖技术
1、含义
顾名思义，挖掘技术或不挖掘意味着通过更少的挖掘和不挖掘来完成管道安装和管道构筑物的砌筑、更换、维护和检修。
现阶段在地下管线铺设，开挖技术是一项施工简单、难度低、掌握舒适、风险低的尖端技术。同时，国家对未损坏的技术有明确的管理规定，例如限制维修期间的水电中断时间;沟渠技术虽然具有其他技术手段所不具备的优点，但其缺点不容忽视，如破坏城市正常交通、产生粉尘和机械污染、长期占用道路、对道路环境造成破坏等。
2、特点与分类
特点：提高施工人员作业效率;对原有地下管线进行测量与控制;优化传统传统地下管线铺设水平;完成地下管线维修和复位工作;改变地下复杂结构层作业条件。
分类：根据技术措施的不同，非开挖技术分为三种类型：导向钻孔铺管技术、顶管掘进机铺管技术、地面梭矛铺管技术和顶管铺管技术。其中导向钻杆敷设技术具有效率高、精度高、钻孔方向控制简单、对施工现场要求低等优点。在电力、通讯、自来水、煤气等管道的敷设中普遍采用。在此期间，管道主要为PE管和钢管;顶管掘进机铺管技术的优点：可完成大口径管道的铺设，效率高，动力大，无任何环境污染和噪声污染。在隧道、大直径管道和涵洞中铺设地下管道时非常常见;铺管工艺也可分为拔管法和顶管法。从形式上看，该铺管工艺具有穿透力强、工期短、冲击力强、管材选型范围广等特点。管道敷设较宽，管径13mm-150mm;顶管敷设技术以导向探测器、导向钻机、液压顶管机为铺管设备，结合液压顶管技术、人工开挖技术、导向悬挂技术为铺管技术标准。根据成本低、定位标准、精度高、无噪聲、操作范围广等优点，其应用范围控制在管径300mm以上的管道敷设中。
三、城市供水管网改造中非开挖技术的应用
1、工程案例
某城市的交通桥位于两条河流的中心，据了解，两岸河岸宽114m，水深6m。为了在涨潮时维持居民的交通和日常供水，城市供水管道的铺设是在非开挖技术的前提下完成的。本工程所用钢管型号为273×9，长度约280m，最深为地下10m。因此，为了更好地提高城市供水管网的敷设质量，满足居民的日常用水需求，采用非开挖技术手段对其进行严格控制。
2、定向钻孔技术
总的来说，定向钻技术广泛应用于700mm以下的管道敷设。其管线分为曲线和直线。管道敷设材料采用钢管、PE管、PVC管，具有扰动小、维护费用低、工期短、成本低、效率高等特点。根据不同的施工阶段，定向钻进技术分为导向孔和扩孔两个阶段。首先是导向孔。钻井前，应对实际施工现场进行勘察，以免在钻井过程中威胁到其他原有管线的安全;合理选择钻头和导板，使其能在钻机的连续作用下连续前进;钻孔工作完成后，应及时调整钻头方向，并对导板曲线进行规范控制。此外，为了更好地控制钻井方向的精度，可以利用无线电传感器通过电磁波的传播，准确判断钻头深度、倾角、温度、角度和水平位置，终端操作员和接收中心的向导根据电磁波传输数据。第二，扩孔。市政给水管网采用200mm管径，管径大于350mm时，应结合扩孔技术的应用。扩孔的数量和直径应根据钻机型号和现场地质环境综合判断;管道与扩孔设备完全连接后，方可进行管道后支撑工作。主要采用钻机内钻杆连续旋转作业，完成后支管道作业。在管道回支撑过程中，为降低管道回支撑阻力，增加管道防腐保护层，可进行钻孔悬浮控制和泥浆润滑，避免管道腐蚀对城市供水质量和效果的干扰。一般情况下，管道后支撑直径应大于钻孔直径，即后支撑直径约为钻孔直径的1.3～1.5倍。铰孔直径定义为孔开挖点和土壤插入点之间的距离。
3、顶管施工技术
管径大于700mm时，采用直管敷设工艺;如果管道性质为混凝土，则应选择顶管施工工艺，以便对管道铺设质量进行规范化管理。顶管技术以密封式机械顶管技术为主要作业过程，即采用土压平衡、泥水平衡等施工方法。顶管施工技术往往选用钢管、玻璃硬砂管和混凝土管作为施工管道，尤其是钢筋混凝土管的使用技术，已逐渐成熟。首先，顶管施工的技术特点：适应性强，管道连接少，管径适用范围广，施工风险低，工期短。二是顶管施工的技术缺陷：作业深度深，管道曲线直径大。特殊情况下，采用全气压顶管敷设技术。三、顶管施工技术的工作原理：顶管前，合理规划开挖工作坑，并在坑内安装导轨，实现顶管条件的准确测量;有效控制顶管的坡度、标高、中心线和方向;以工作井为顶管施工的起点，结合液压千斤顶的使用，为顶管施工提供水平推力，保证预制钢筋混凝土管能按渐进的原则连续开挖工作井内的土体。同时，顶管施工中产生的夹渣类型分为湿渣和干渣。此外，在复杂地质条件下采用顶管施工技术，需要综合研究各种因素，结合应用辅助技术手段，如气压顶管技术、中继站设置技术、泥浆套润滑技术、激光纠偏技术等。根据管道现场地质情况，减少施工井的数量和次数。
结束语
供水运输管网的安全失效不仅直接给这些供水管网企业自身造成了巨大的社会经济损失，而且直接造成了社会水资源的严重浪费。供水管网的渗漏治理需要我们长期不断地努力，学习发达国家的技术经验，提高对渗漏的认识，进一步完善修补技术，避免出现拉链;根据中国国情，采取更多的环保措施和程序，对管道进行检测和更新;尽量减少供水管网的渗漏，为市民提供优质的供水服务。
参考文献
[1]苗永健，刘金岚.燃气管道非开挖修复更新技术特点[J].煤气与热力，2012，32（4）：78-81.3969
[2]汪建国.燃气管道非开挖修复及更新技术[J].上海煤气，2006，（5）：18-20.09-4709.2006.05.007.
[3]王国辉，王陆军，王昂.非开挖修复技术在城市排水管道更新改造工程中的应用[J].市政技术，2020，38（z1）：109-112，116.