非开挖管道施工在水利工程中的应用研究

非开挖管道施工在水利工程中的应用研究

王占

深圳市深水兆业工程顾问有限公司 深圳市光明区 518107

摘要：随着非开挖管道施工技术的发展，使主城区内无法进行大范围放坡开挖或支撑开挖施工的问题得以解决。排水管道作为城市重要基础设施，承担着城市污水收集及雨水排放的重要任务。近年来，城市部分排水管道由于服役年限较长、道路外部荷载的变化、管道材质以及施工质量等因素，造成管道老化破损严重，已经影响到其正常的使用功能，亟需对排水管道进行维修和修复。本文主要对非开挖管道施工技术中的顶管与定向钻托管技术在水利工程中的应用案例进行研究，并对两种技术的造价进行分析，为工程施工方案的比选提供一定的参考。

关键词：非开挖管道施工；水利工程；应用

中图分类号：TU990     文献标识码：A

引言

   传统的非开挖管道工作井施工方法有预制沉井法及逆作法，上述两种施工方法虽已发展成熟，但是其施工工期长，造价相对较高。现介绍一种钢制沉井施工工艺。该工艺施工速度快，技术可靠且钢沉井可重复利用，能够广泛适用于淤泥土、粉砂土等软弱土层中，具有较高的应用价值。

1 非开挖修复技术的优势分析

随着城市化进程的加快，部分排水管道由于管龄较长、道路外部荷载的变化、管道材质以及施工质量等因素，造成排水管道老化破损严重，已无法满足其正常的使用功能，市政排水管道建设施工和修复维护的需求也与日俱增。非开挖修复技术的整体优势在于施工负面影响小，且所占用场地比较少，对地面、交通、环境以及周围地下管线等的影响较小。当前，虽然非开挖修复技术推广的难度在于其施工费用的居高不下，使得很多中小城市望而止步。但综合考虑交通影响、周围管线开挖的危险、市民的生活质量等因素，非开挖修复的费用对于经济条件较好的大中型城市是可以接受的。现阶段，将非开挖修复技术应用到工程施工过程中，通过应用先进的“微创”施工技术与设备，减小管网体系更新在施工时的影响面积，降低管网体系施工区域的修复难度，在提升工程施工效率、保障工程施工质量、降低施工成本的同时，降低工程施工给城市环境造成的不利影响。另一方面，在管网体系的应用过程中，受排水管网内水体与周围土壤腐蚀、环境、工程施工磕碰等因素的影响，管网体系可能会出现渗漏的问题，需要应用修补技术进行处理。相较于管网体系整体优化或者整段排水管更新工作，这种轻微缺陷修复工作需要进行养护处理的区域相对较小，为了减少问题处理成本、缩短问题处理时间，可以将非开挖修复技术应用到管网体系微小缺陷的修复处理工作中，将对城市管道、交通的破坏性降到最低，为城市健康可持续发展提供有效的支持。

2非开挖管道施工在水利工程中的应用

2.1不锈钢内衬修复法

传统型排水管道多使用不锈钢为主要建设材质，但在长期以来的应用研究中发现，即使使用不锈钢材料也会出现严重的锈蚀情况，为解决这一问题，排水管理部门也在原有不锈钢修复技术的基础上创新出了不锈钢内衬修复技术，采用不开挖的方式对不锈钢管道进行内衬修复，保障排水管道的最终应用效果。进行不锈钢内衬修复施工前，工作人员应对不锈钢板选型进行严格化审查，选择全板式不锈钢板材。接着，工作人员还需使用焊枪对锈蚀严重的部分进行修复，保障排水管道正常应用效果。管道耐压能力一直是限制不锈钢排水管道应用发展的条件，不锈钢内衬修复技术能进一步加强管道的耐压效果，赋予管道内壁更高的完整性，避免排水过程中水流受到阻碍，提升排水管道应用整体安全性，避免产生额外的管道损耗，延长管道使用寿命，也降低了管道更换带来的成本消耗。

2.2合理选择顶进管

本项目中顶进区域分为4部分：第一部分的顶进距离为166 m，这段距离的地层结构为黏性土，没有地下水；第二部分的顶进距离为1 263 m，地层结构为淤泥质粉黏土；第三部分的顶进距离为1 530 m，地层结构为粉砂层；第四部分的顶进距离为1 133 m，地层结构为碎石层。由于顶进路段地层情况比较复杂，所以，顶进管的选择必须符合实际要求。常见的顶进管管材有钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢夹砂管。钢筋混凝土管单节长度为2~3 m，能抵抗的内水压力为0.2 MPa，虽然管道比较笨重，但无须做防腐处理；钢管单节长度为4~6 m，具有良好的密封性与抗渗性，但容易变形，且造价相对较高；玻璃钢夹砂管具有良好的抗拉强度，内壁光滑，重量较轻，单次顶进长度大，但价格相对较高，无法再生回收。最终本项目通过综合考虑，决定采用钢筋混凝土管。

2.3测量放线

在施工现场使用经纬仪进行测量，保证精准放出管道铺设的中线控制桩，使用混凝土保护好控制桩，工作坑挖好之后使用经纬仪将管道中线控制桩引到工作坑，确保管道中线在施工期间保持准确性。

2.4顶管顶进

1）选用顶管机。结合地质结构及施工实际情况，选择具有保水性好的顶管机。2）初始顶进。拆除洞口的砖石，避免在顶进期间洞口的泥水压力过大，在工作井内涌入泥水，可以将单法兰穿墙钢套管安装在洞口内，做好止水密封。拆除封门后，开动顶管机的刀盘，在土中慢慢推入顶管机，并连接机头后方的两节混凝土管与机头管。3）正常顶进。严格按照标准安装顶铁，使用开油泵让千斤顶伸出活塞，开启阀门回油，开始下管。4）顶进时间。顶进需连续进行，暂停时间不宜超过12 h。如果暂停时间超过12 h，需每隔12 h注浆1次。5）注浆减阻。注浆减阻会对非开挖顶管施工质量产生影响，所以，要合理调整灌注浆中润滑液的配比。同时要合理布置注浆孔，保证注浆工艺的可靠性。在混凝土管节上做3孔处理，出口压力需控制为1×105~1.25×105Pa。补浆与布浆在非开挖顶管施工过程中，需采用多种浆液灌注系统完成，浆液灌注泵的选择需合理，要求流量与压力符合要求。同时进行管道顶进与管道浆液灌注工作，保证补浆与注浆能有效融合。

2.5纠偏

在顶进过程中会受到振动、沉降等因素的影响而产生误差，所以，要及时校正顶管，对机头偏离位置进行调节。调节工作要在施工过程中动态化进行，保证管线推进符合要求与标准。管道调节机头的偏离角可以使用千斤顶慢慢顶起调节，减小偏离误差。管道纠正偏差需少量多次进行，并采取合理的校正方法。具体方法有挖土修正法、专业校准工具管校准等。

结束语

   综上所述，市政管道工程的安全性、高效性受到了人民群众的广泛关注与重视，并且对其提出了更高的要求与期望。非开挖修复技术能将施工破坏效果控制在最低范围，同时，再加上施工周期短、成本消耗低等优势，在排水管道施工中获得了优质应用成效。应积极对其进行开发与完善，提高管道修复质量，必要时对排水管道进行更换，保障排水管道的应用效果。要求施工人员严格执行设计方案，有效控制施工全过程的细节与质量，同时也要采取科学合理的监测与质量控制方案，满足项目工程的实际需求。

参考文献

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