城市供水管網(wǎng)非開挖修復(fù)更新技術(shù)

王顥

摘要：水資源供需矛盾日益凸顯，管道泄漏高已成為供水企業(yè)面臨的難題。中國是世界上人均水資源消耗量最大、人均水資源最窮的國家之一。結(jié)合目前城市供水管網(wǎng)的技術(shù)案例，經(jīng)過多年的研究和實(shí)踐，介紹了城市給水管道的維修技術(shù)，并對(duì)管道的維修和更新問題進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：城市供水管網(wǎng);非開挖修復(fù);更新技術(shù)

前言

在一些老城區(qū)，由于前期統(tǒng)籌規(guī)劃，沒有地下供水、供熱、供氣管網(wǎng)和供電，通信網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，配上地面建筑，街道狹窄，大部分被摧毀或替換重建，在這些老城市重建管道是非常困難的。

一、非開挖技術(shù)

1、含義

顧名思義，挖掘技術(shù)或不挖掘意味著通過更少的挖掘和不挖掘來完成管道安裝和管道構(gòu)筑物的砌筑、更換、維護(hù)和檢修。

現(xiàn)階段在地下管線鋪設(shè)，開挖技術(shù)是一項(xiàng)施工簡單、難度低、掌握舒適、風(fēng)險(xiǎn)低的尖端技術(shù)。同時(shí)，國家對(duì)未損壞的技術(shù)有明確的管理規(guī)定，例如限制維修期間的水電中斷時(shí)間;溝渠技術(shù)雖然具有其他技術(shù)手段所不具備的優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)不容忽視，如破壞城市正常交通、產(chǎn)生粉塵和機(jī)械污染、長期占用道路、對(duì)道路環(huán)境造成破壞等。

2、特點(diǎn)與分類

特點(diǎn)：提高施工人員作業(yè)效率;對(duì)原有地下管線進(jìn)行測(cè)量與控制;優(yōu)化傳統(tǒng)傳統(tǒng)地下管線鋪設(shè)水平;完成地下管線維修和復(fù)位工作;改變地下復(fù)雜結(jié)構(gòu)層作業(yè)條件。

分類：根據(jù)技術(shù)措施的不同，非開挖技術(shù)分為三種類型：導(dǎo)向鉆孔鋪管技術(shù)、頂管掘進(jìn)機(jī)鋪管技術(shù)、地面梭矛鋪管技術(shù)和頂管鋪管技術(shù)。其中導(dǎo)向鉆桿敷設(shè)技術(shù)具有效率高、精度高、鉆孔方向控制簡單、對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)要求低等優(yōu)點(diǎn)。在電力、通訊、自來水、煤氣等管道的敷設(shè)中普遍采用。在此期間，管道主要為PE管和鋼管;頂管掘進(jìn)機(jī)鋪管技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：可完成大口徑管道的鋪設(shè)，效率高，動(dòng)力大，無任何環(huán)境污染和噪聲污染。在隧道、大直徑管道和涵洞中鋪設(shè)地下管道時(shí)非常常見;鋪管工藝也可分為拔管法和頂管法。從形式上看，該鋪管工藝具有穿透力強(qiáng)、工期短、沖擊力強(qiáng)、管材選型范圍廣等特點(diǎn)。管道敷設(shè)較寬，管徑13mm-150mm;頂管敷設(shè)技術(shù)以導(dǎo)向探測(cè)器、導(dǎo)向鉆機(jī)、液壓頂管機(jī)為鋪管設(shè)備，結(jié)合液壓頂管技術(shù)、人工開挖技術(shù)、導(dǎo)向懸掛技術(shù)為鋪管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)成本低、定位標(biāo)準(zhǔn)、精度高、無噪聲、操作范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍控制在管徑300mm以上的管道敷設(shè)中。

三、城市供水管網(wǎng)改造中非開挖技術(shù)的應(yīng)用

1、工程案例

某城市的交通橋位于兩條河流的中心，據(jù)了解，兩岸河岸寬114m，水深6m。為了在漲潮時(shí)維持居民的交通和日常供水，城市供水管道的鋪設(shè)是在非開挖技術(shù)的前提下完成的。本工程所用鋼管型號(hào)為273×9，長度約280m，最深為地下10m。因此，為了更好地提高城市供水管網(wǎng)的敷設(shè)質(zhì)量，滿足居民的日常用水需求，采用非開挖技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2、定向鉆孔技術(shù)

總的來說，定向鉆技術(shù)廣泛應(yīng)用于700mm以下的管道敷設(shè)。其管線分為曲線和直線。管道敷設(shè)材料采用鋼管、PE管、PVC管，具有擾動(dòng)小、維護(hù)費(fèi)用低、工期短、成本低、效率高等特點(diǎn)。根據(jù)不同的施工階段，定向鉆進(jìn)技術(shù)分為導(dǎo)向孔和擴(kuò)孔兩個(gè)階段。首先是導(dǎo)向孔。鉆井前，應(yīng)對(duì)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，以免在鉆井過程中威脅到其他原有管線的安全;合理選擇鉆頭和導(dǎo)板，使其能在鉆機(jī)的連續(xù)作用下連續(xù)前進(jìn);鉆孔工作完成后，應(yīng)及時(shí)調(diào)整鉆頭方向，并對(duì)導(dǎo)板曲線進(jìn)行規(guī)范控制。此外，為了更好地控制鉆井方向的精度，可以利用無線電傳感器通過電磁波的傳播，準(zhǔn)確判斷鉆頭深度、傾角、溫度、角度和水平位置，終端操作員和接收中心的向?qū)Ц鶕?jù)電磁波傳輸數(shù)據(jù)。第二，擴(kuò)孔。市政給水管網(wǎng)采用200mm管徑，管徑大于350mm時(shí)，應(yīng)結(jié)合擴(kuò)孔技術(shù)的應(yīng)用。擴(kuò)孔的數(shù)量和直徑應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)型號(hào)和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境綜合判斷;管道與擴(kuò)孔設(shè)備完全連接后，方可進(jìn)行管道后支撐工作。主要采用鉆機(jī)內(nèi)鉆桿連續(xù)旋轉(zhuǎn)作業(yè)，完成后支管道作業(yè)。在管道回支撐過程中，為降低管道回支撐阻力，增加管道防腐保護(hù)層，可進(jìn)行鉆孔懸浮控制和泥漿潤滑，避免管道腐蝕對(duì)城市供水質(zhì)量和效果的干擾。一般情況下，管道后支撐直徑應(yīng)大于鉆孔直徑，即后支撐直徑約為鉆孔直徑的1.3～1.5倍。鉸孔直徑定義為孔開挖點(diǎn)和土壤插入點(diǎn)之間的距離。

3、頂管施工技術(shù)

管徑大于700mm時(shí)，采用直管敷設(shè)工藝;如果管道性質(zhì)為混凝土，則應(yīng)選擇頂管施工工藝，以便對(duì)管道鋪設(shè)質(zhì)量進(jìn)行規(guī)范化管理。頂管技術(shù)以密封式機(jī)械頂管技術(shù)為主要作業(yè)過程，即采用土壓平衡、泥水平衡等施工方法。頂管施工技術(shù)往往選用鋼管、玻璃硬砂管和混凝土管作為施工管道，尤其是鋼筋混凝土管的使用技術(shù)，已逐漸成熟。首先，頂管施工的技術(shù)特點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)，管道連接少，管徑適用范圍廣，施工風(fēng)險(xiǎn)低，工期短。二是頂管施工的技術(shù)缺陷：作業(yè)深度深，管道曲線直徑大。特殊情況下，采用全氣壓頂管敷設(shè)技術(shù)。三、頂管施工技術(shù)的工作原理：頂管前，合理規(guī)劃開挖工作坑，并在坑內(nèi)安裝導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)頂管條件的準(zhǔn)確測(cè)量;有效控制頂管的坡度、標(biāo)高、中心線和方向;以工作井為頂管施工的起點(diǎn)，結(jié)合液壓千斤頂?shù)氖褂?，為頂管施工提供水平推力，保證預(yù)制鋼筋混凝土管能按漸進(jìn)的原則連續(xù)開挖工作井內(nèi)的土體。同時(shí)，頂管施工中產(chǎn)生的夾渣類型分為濕渣和干渣。此外，在復(fù)雜地質(zhì)條件下采用頂管施工技術(shù)，需要綜合研究各種因素，結(jié)合應(yīng)用輔助技術(shù)手段，如氣壓頂管技術(shù)、中繼站設(shè)置技術(shù)、泥漿套潤滑技術(shù)、激光糾偏技術(shù)等。根據(jù)管道現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，減少施工井的數(shù)量和次數(shù)。

結(jié)束語

供水運(yùn)輸管網(wǎng)的安全失效不僅直接給這些供水管網(wǎng)企業(yè)自身造成了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，而且直接造成了社會(huì)水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。供水管網(wǎng)的滲漏治理需要我們長期不斷地努力，學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，提高對(duì)滲漏的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步完善修補(bǔ)技術(shù)，避免出現(xiàn)拉鏈;根據(jù)中國國情，采取更多的環(huán)保措施和程序，對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)和更新;盡量減少供水管網(wǎng)的滲漏，為市民提供優(yōu)質(zhì)的供水服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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