非开挖技术在给水排水工程中的应用

　　关键词：非开挖技术，管线，修复

 

　　非开挖施工技术是指在不开挖地表的条件下探测，检查、修复，更换和铺设各种地下公用设施(管道和电缆等)的一种实用技术。非开挖施工技术的推进，已经成为衡量一个国家地下管线施工科技含量高低的重要标志之一。

　　给水排水非开挖施工方法按其用途可分为管线铺设、管线更换和管线修复三大类。

 

　　管道修复是指，对破损，泄漏的输送管道采取各种技术使其恢复正常的使用功能，其修复包括外防腐层修复与内修复两中技术：对于内外防腐修复是指，对于管道外防腐层进行外防腐层检测与评估然后再根据评估报告进行修复；内修复技术难度比较大，一般有软管翻转法内衬技术：是把带防渗膜的纤维软管经树脂充分浸渍后，采用气压或水压使之翻转紧贴在旧管道内壁上，热固成型后形成光滑的内衬玻璃钢管，从而完成对旧管道的修复。

　　1.1 复合软管翻转内衬

　　复合软管翻转内衬是采用水压或气压将柔韧的内衬材料翻转进入管道的内壁，然后在热水或蒸汽的作用下，使内衬材料固化形成坚硬的管道内壁。该法的优点是：施工交通影响小，速度快，不受管道曲率半径的限制。能解决老管道局部渗漏，防止因管道锈蚀对水质的污染，延长管道的使用寿命。该技术在上海浦东环龙路DN500自来水旧管网改造中得到应用，并取得良好的效果。

　　1.2 PE管缩颈或压U内衬

　　该技术是利用PE材料具有恢复“记忆”的特性，将PE采用缩颈或压U型的方法穿入旧管中，经气压或自然恢复使PE管紧贴在旧管壁上，从而达到旧管内衬修复的目的。此法的优点是：适用范围广、施工速度快,一次修复距离长，能解决老管道局部渗漏，防止因管道锈蚀对水质的污染，延长管道的使用寿命。2006年上海自来水特种工程有限公司与山东邦柯林瑞尔管道工程有限公司合作，在上海松江区场西路自来水管道修复中成功采用了该技术，并取得较好的效果。

　　1.3 高压射水清洗

　　输水管产生积垢的原因很多，金属管线清垢的方法很多，应根据积垢的性质来选择。对于松软的积垢，可提高流速进行冲洗，冲洗时的流速比平时流速提高3~5倍，其压力应控制在允许范围之内。而高压射水是指高压清洗车的喷头能够进入管道内部喷射出高压射水流，强力的射水流能够将管道内的结垢、沉积物冲刷干净，使管道恢复正常运行。冲洗工作应经常进行，以免结垢变硬后难以用水冲去。

　　1.4 不锈钢薄板内衬

　　运用不锈钢薄板内衬对旧管道进行修复的工艺是上海上水自来水特种工程有限公司的一项新技术创举，运用该技术成功改造了番禹路DN1500mm供水管道。不锈钢内衬具有对水质无污染、耐腐蚀、修复后使用寿命长的特点。

　　1.5 橡胶涨环局部防漏

　　该技术利用吸水膨胀橡胶，它可以在保持橡胶高弹性、耐压缩变形的同时，具有吸水膨胀和保水功能。该技术在2006年上海市复兴公园泵站自来水虹吸管修复中对管道接口渗漏问题的解决发挥了较大的作用。免费论文网。

　　1.6 管道CCTV内窥检测

　　由于各种管道是埋设于地下，对于管道内部的情况不能采用挖开检查，对于人员可以进入的大管径管道，从经济上考虑，可以派施工人员直接进入检查记录。而对于人员无法进入的管道，必须采用其他方法。现今使用最普遍的检测工具是管道闭路电视检测系统（简称CCTV）。而管道CCTV技术即是让CCTV(管道机器人)进入管道，这样通过CCTV探测头，对管道各种情况一目了然，该技术是目前检查各种管道内部状况的最佳设备，然后根据检查的结果采用相应的修复技术。该技术不仅适用于上下水，还适用于燃气、输油、供热等管道的故障排查和新管验收。

 

　　2.1 爆管法（胀管法）

　　爆管法是在世界范围内使用最广的一种非开挖管道更换工艺，典型的爆管法施工工艺是将一个圆锥型的爆管工具插入到待换旧管道中并通过拉或顶入的方法使它通过管道并将管道破裂，破碎的管道碎片被挤入到管道周围的土体里面，与此同时，接在爆管头后面的新管道也通过拉或推的方法铺设到原管道的位置。大部分的管道安装都是采用拉力的方法铺设的。

　　爆管法管道更换工艺根据爆管头的爆管方式的不同可以分为：气动冲击爆管、液压爆管和静拉力爆管。气动冲击爆管工艺所采用的爆管头是靠里面的气动冲击锤在压缩空气作用下产生冲击力进行爆管；液压爆管工艺首先将爆管头插入到需要替换的管道中，然后通过液压使爆管头有规律的张缩来爆裂管道，静拉力爆管工艺是靠拉力来使爆管头通过挤压破碎管道的。

　　爆管法可使管道的过流能力不变或增 大，施工效率高，成本低。但施工中要注意旧管破碎下来的碎片可能会对新管造成破坏。免费论文网。

　　2.2. 吃管法

　　在微型隧道掘进方法中有一种变通方法叫“吃管法”，即原位管线替换法。吃管法是以专门的隧道掘进机，以旧管为导向，将旧管破碎，形成更大的孔，同时顶入直径更大的管道。该技术能增大管道的过流能力，主要主要用于更换埋深较大(大于4m)的非加筋污水管道。

 

　　3.1 顶管法

　　隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。

　　3.2 微型隧道施工法

　　微型隧道施工法的工作原理是依靠安装在管道头部的钻掘系统不断切削土屑，由出渣系统将切削的土屑排出，边顶进、边切削、边输送，将管道逐段向前铺设，在顶进过程中通过激光导向系统和操作系统纠偏来凋节铺管方向。根据钻掘系统不同，可分为先导式微型隧道施工法、螺旋式微型隧道施工法和泥水式微型隧道施工法。

　　3.3 螺旋钻进法

　　螺旋钻进法是将螺旋钻机水平地安放在预先掘好的工作坑内，依靠螺旋钻杆传递钻压、扭矩并排除土屑。免费论文网。欲铺设的钢管套在螺旋钻杆外，由钻机的顶管油缸顶进，钢管靠焊接连接。该方法一般只用于铺设钢管，铺管的长度一般在90 m以内，铺管直径100~1500mm，适用于不含水的土层。铺管的方向一般不可控，不过方向可控的水平螺旋钻系统也有应用。通过控向，可增加铺管长度。

 

　　非开挖技术在城市道路负荷日益严重的情况下，具有明显的优点：

　　1）不阻断交通，避免了对居民正常生活的影响；

　　2）采用非开挖技术进行管道的各种施工，可较好控制管线的埋深和铺设方向；

　　3）施工周期短，环境影响小；

　　4）综合成本低，具有良好的社会效益和经济效益。

　　综上所述，由于非开挖技术的一系列的优势，可以预见，非开挖技术将在市政等行业越来越多的应用于城市管道施工中。

 

　　参考文献：

　　[1] 颜纯文，蒋国盏，叶建良．非开挖铺设地下管线工程技术【M】.上海：上海科学技术出版社，2005，1．

　　[2] 张健.非开挖技术在市政道路施工中的应用【J】．南宁: 广西城镇建设，2008，10.

　　[3] 盛恩宁.非开挖施工技术在城市排水管网施工和管理中的应用【J】.工程技术，2008，1