城市供水管道非开挖修复施工技术的探讨

　　摘要：由于城市建设的步伐逐渐加快，使得建筑施工的技术变得更加复杂化。在城市供水管道施工过程中，常常运用到非开挖修复方法，其优点主要是修复的不良影响小，占用场地范围少，几乎不会对地面、交通、环境、及周围地下管线带来较大的影响，这些使得非开挖修复施工技术在供水管道修复中得到了广泛的运用。基于此，本文结合实例对城市供水管道非开挖修复的施工技术进行了探讨。
　　关键词：城市供水管道；非开挖修复；施工技术
　　积极推广非开挖修复还存在一定得阻碍，修复费用持续上升是最大的障碍，这让大部分小城市无法采用该施工方法。但笔者经过严格分析后认为，若将交通、线开挖危险、市民的生活质量、资金投入等要素综合考虑后，非开挖修复的费用还是比较合理的。因而非开挖修复在我国的使用将会随着时间的延长而变得更加普遍。该技术的发展趋势是能够得到预见的，在未来时间里，非开挖修复技术必定会得到更多部门和行业认可，其在城市管道的修复中也将会得到更为广泛的使用。因而，在城市供水管道中积极研究非开挖修复的施工技术是很有必要的一项工作。
　　1非开挖技术施工
　　现代技术运用于城市供水管道非开挖地下管线施工过程中，所涉及到的范围包括了：水平导向钻进、冲击矛、夯管锤、水平定向钻进、方向可控的水平螺旋钻、微型逐道、旧管更具有较多的特点与优势：(1)选择管线轨迹的测量和调制；(2)不断增强了铺管能力(长度2000m，直径3m)；(3)速度快、效率高、操作好；(4)对于复杂的地层条件能够增强施工能力，使得施工效果更好；(5)让管道的原位修复变得更加快速便捷。
　　1.1导向钻进铺管技术
　　（1）施工优点：采用导向仪作为工具进行导向，能够以较快的速度提高施工效率；能够很好的把握钻孔的方向与位置，对于施工场地的条件要求不高；导向探测与管线探测配合工作后对调整钻头有一定的帮助，能够绕开管线，能够满足复杂地层的施工要求。（2）适用范围：主要运用于铺设电力、通信、煤气和自来水管线，铺管直径、长度和材料范围较宽，对于1000mm以下管径比较适合，通常用作PE管铺设和钢管铺设。
　　1.2遁地穿梭矛铺管技术
　　（1）施工方法：其方法包括了拉管法和顶管法两种。（2）施工优点：冲击力巨大，穿透性能好；速度快，耗时短；能够穿越越流泥流沙和卵石带；适合运用在各类管材。(3)适用范围：能够用在各类13～150mm的铺设；小管径长度＜50m或距离较长的；钢管或铸铁管的最大口径达1.5m，最大长度可达100m。
　　1.3顶管掘进机铺管技术
　　(1)优点：功率大、性能好、效率高；利用泥水平衡掘进法进行施工，也能实施大管径的超长度施工；噪音少、无污染。(2)适用范围：对于隧道、涵洞和大口径管道的施工比较适用。
　　1.4顶管铺管技术
　　(1)设备：导向探测仪；导向钻机；液压顶管机。(2)施工方法：导向钻孔定向；液压顶进、人工挖掘。(3)优点：投资少；准确好、精度高、安全可靠、噪音污染少；对于各种地质条件均适合；在大口径小场地的管道施工中得到广泛的使用。(4)适用范围：能够满足3000mm以内钢管、混凝土管、铸铁管、其它材质管道的铺设要求，一般选择套管法进行铺设。
　　2应用实例
　　2.1工程概况
　　某城市供水管道长分别为3.8km和3.5km,运行近30年,由于管道老化再加上负荷增加,近几年出现了多处爆管,相关决定对其进行更换改造。考虑到交通、城市环保及更换成本等问题,经充分调研论证,最终选择了HDPE管穿插修复技术。
　　2.2HDPE管的特性及穿插修复管道的综合特性
　　2.2.1HDPE管的特性
　　(1)HDPE管的强度高,使用寿命长,在额定的温度压力下可使用50年。(2)有卓越的耐腐蚀性和抗磨损性能。(3)较宽的温度适用范围,-60~+60℃为HDPE管的安全使用范围,HDPE的软化温度为126℃,熔化温度为170℃。(4)超低的磨阻性能,HDPE管壁光滑,不结垢,具有超低磨阻,可降低管道内的沿程阻力损失。(5)HDPE管在加工过程中不添加重金属盐稳定剂,无毒性,不腐蚀,不易结垢和滋生细菌,可解决自来水的二次污染问题。
　　2.2.2HDPE管修复混凝土管供水管道的综合特性
　　(1)内衬HDPE管可形成整体性能良好的管中管,衬入的HDPE管外径稍大于混凝土管内径,经特殊施衬技术处理后可使HDPE管紧贴混凝土管内径,使混凝土管承压能力大大提高。同时HDPE管耐腐蚀且整体密封性能好,经过施衬体现了长距离内衬施工管中管的完美性能。(2)施工快捷,周期短,一次穿插的距离长达300～800m。(3)施工成本低,管道寿命长。修复一条旧管道的成本约为新建钢管或球墨铸铁管造价的60%,使用寿命可达50年。(4)HDPE管形成衬里层连续完整,不会有腐蚀的薄弱点;对管道三通、弯头经过特殊处理,可保证防腐安全可靠。(5)在线修复,无需全线开挖,特别适于在城市建筑物林立、地下管网错综复杂的街区施工。
　　2.3HDPE管穿插修复工艺
　　旧管道定位→开挖操作坑→机械断管→旧管道内窥摄像勘测→管道内清洗、排障→检验清洗质量→混凝土管头加承插式钢法兰→HDPE管焊接→HDPE管恒温缩径→HDPE管穿插→HDPE管胀管→端头翻边→衬管质量检测→端头连接→试压、投产。
　　(1)旧管道定位。混凝土管供水管道使用多年,应了解清楚其弯头、变径、三通的准确位置,特别是经常爆管位置及修复的准确位置,以便确定施衬时挖操作坑的位置及数量。
　　(2)按可施衬长度并考虑弯头、三通等情况及地面允许开挖的位置,开挖操作坑。
　　(3)在管道停水后,采用砂轮断管机将混凝土管切断。
　　(4)将内窥摄像勘测仪放入管内,将管内壁腐蚀及障碍等情况勘测清楚,以便衬管时采取必要的施工措施。
　　(5)用清管器清理管内污物和积水,特别是管内有障碍物时,应用加重钢丝刷强制性清除障碍,以达到施衬的管面要求。对于废弃的三通口或混凝土管内表面较大凹陷部位,应采用水泥砂浆填平抹光,对于凸起的部位,应用钢丝刷或刀具削平,以便施衬。
　　(6)用管内摄像勘测仪对清洗、排障质量进行检测。
　　(7)在混凝土管口制作钢质承插式钢法兰。
　　(8)按施衬管段长度,焊接HDPE管,焊接时应在避风、保温的施工环境中进行,采用专用焊管机进行对焊,并保证焊口强度不低于塑料管本身强度。
　　(9)HDPE管必须采用特制的恒温缩径机进行缩径施工,缩径应在20~50℃气温下进行。
　　(10)将缩径的HDPE管由牵引机直接穿插进入原管道,牵引力小于HDPE管拉伸屈服极限的50%,匀速前进。
　　(11)穿插完成后,向已就位的HDPE管内充气增加压力,帮助衬管恢复原状,并使之与外管紧紧贴合。
　　(12)将胀管后的HDPE管从法兰端口一定长度处切齐,端口用靠模加热煨制法兰,使之与钢法兰紧紧贴合形成复合法兰。
　　(13)将摄像勘测仪器置入管中,对管内壁衬管质量进行全面检测。
　　(14)各施衬段管道用法兰短管进行连接,有支线部位在此处开孔作三通,钢质短管内用饮水涂料防腐,管外也作绝缘防腐。
　　(15)按设计要求进行压力试验,合格后投入使用。
　　3结束语
　　综上所言，非开挖在地下管线建设过程中是一种新型的施工方法，在近十年的发展过程中得到了很大的推广与使用。随着社会主义现代化建设的加强，我国城市化建设步伐加快，大大提高了人们的生活水平，这也促进了人们环保意识的增强，积极倡导绿色施工。而传统的开挖方式由于自身的缺陷和不足之处，逐渐无法满足现代化建设形式的要求，而非开挖铺管，修管和换管技术具有铺管速度快，效率高，无环境破坏的优点，且对人们的正常工作不会带来影响，因而得到了各施工技术的广泛运用。
　　参考资料：
　　[1]颜纯文等.非开挖地下管线施工技术及其应用[M].地震出版社,2003.
　　[2]叶建良等.非开挖铺设地下管线施工技术与实践[M].中国地震大学出版社2000.