王沁
(中國水利水電第八工程局有限公司,湖南 長沙 410000)
城市化進程越來越快,城市建設越來越完善,這要求城市的基礎建設也要跟上經(jīng)濟發(fā)展的步伐。作為重要的基礎設施之一,給排水工程的作用不言而喻,尤其是在市政排水工程施工中,采用合理的現(xiàn)代化施工技術(shù)十分重要。對于市政排水管道的新建、改建以及擴建等工程而言,傳統(tǒng)的開挖施工會對城市周邊環(huán)境帶來嚴重的影響,因此非開挖拉管技術(shù)的優(yōu)勢顯而易見。如圖1所示,非開挖拉管技術(shù)施工現(xiàn)場。
圖1 非開挖拉管技術(shù)施工現(xiàn)場
任何工程施工之前,都要把握好施工環(huán)境周圍的情況,進行全面的調(diào)查工作,市政排水施工也不例外。調(diào)查時,應當事先查明拉管施工區(qū)域范圍內(nèi)的地面和地下的情況,在充分了解拉管施工現(xiàn)場周圍的具體施工情況后,才可以據(jù)此設計管線的排布以及進出洞口的位置。調(diào)查工作一般分為3 部分,首先是進行地下既有管線的探查,通過專業(yè)的儀器設備保證管路施工不會對現(xiàn)有的管線造成影響。第二是地質(zhì)情況的探查,通過調(diào)查土層的性質(zhì)和地下設施,避免施工造成問題。第三是地表情況的探查,確保施工現(xiàn)場周圍可以保證施工中的導航設備能夠有效使用。
拉管施工技術(shù)中采用的擴孔拉管,其導向孔沿著管的母線。在市政排水管道中,重力管具有對導向孔更高的要求,如果控制不好施工時的深度和坡度,會造成導管無法正常使用,因此需要對施工中的導向孔進行合理的設計,根據(jù)施工現(xiàn)場周邊情況進行具體的施工設計,保證管線鉆進沿著最小的入土角度。工作井間的距離也要保證在100~200m 之間。如圖2 所示,非開挖拉管技術(shù)施工時的工作坑設計圖。
圖2 工作坑設計
在市政排水工程的非開挖拉管施工中,管材的選擇對施工的質(zhì)量有著重要影響。目前應用較廣的是HDPE管,這種管材具有較高的韌性和抗拉能力,同時也具有一定的抗刮碰能力,最為重要的是,由于管材連接時采用熱熔對接的方法,而這種管材具有很好的熱熔密封特點,連接處的強度可以得到很好的保證。這種管材還具有很好的變形能力,可以根據(jù)不同的施工情況,適應各種管道的走向,保證施工的順利進行。此外這種管材對于裂紋的發(fā)展具有很好的抵抗能力,可以保證在使用壽命期間,不會發(fā)展為管道開裂等嚴重的事故。
拉力的設計在市政排水工程的非開挖拉管技術(shù)施工中,對鉆機的選擇具有重要的指導意義,進行回拉力設計時,可以根據(jù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)程或行業(yè)設計規(guī)范來進行?;乩τ嬎愎揭娤率剿尽?/p>
其中,F(xiàn)拉是拉力(kN), f 是摩擦系數(shù),L 是穿越長度(m),D 是生產(chǎn)管直徑(m),γ泥是泥漿密度(kg/m3),1δ 代表生產(chǎn)管厚度(m),K粘是粘滯系數(shù)。
泥漿在非開挖拉管技術(shù)施工中起到護壁和潤滑的作用,隨著施工技術(shù)的不斷進步,目前較多的采用的是聚合物加強性泥漿,這種泥漿由優(yōu)質(zhì)的膨潤土泥漿和一定量的聚合物混合而成,配制過程中要嚴格控制膨潤土和添加劑的比例,這樣才能將其用于拉管的拖拉之中。良好的泥漿可以起到很好的潤滑作用,從而保證施工的順利進行。
導向管可以保證拉管施工中的定位精度,在進行施工時,要嚴格按照定位軸線來進行,將鉆機按照預定的方向水平推進,利用各類的導向裝置,如控向儀等,對鉆進方向加以控制。在進行鉆進時,速度的控制十分重要,注意速度不可以過快,只有到了平直段才可以進行輕壓快轉(zhuǎn)的鉆進方式,保證鉆進的穩(wěn)定性,確保鉆機方向的正確性。此外在鉆機的過程中,要根據(jù)地層的變化及時調(diào)整鉆進的參數(shù)。最為重要的是監(jiān)測施工中的各類異常情況,及時針對各類異常情況,采取相關(guān)的有效措施,嚴重時要立即停止施工,查明問題原因后,重新開始施工。
在導向孔完成后,便要進行回擴工作,具體操作是將起始桿和導向鉆頭利用回擴鉆頭進行替換,再進行回擴工作?;財U時,需要密切注意泥漿的質(zhì)量,通過及時檢查泥漿的各項工作性能,及時調(diào)整泥漿的參數(shù)?;財U過程中,需要保證排渣工作的順利進行,就要根據(jù)鉆機中的土層性質(zhì),及時調(diào)整回擴鉆孔的速度。擴孔中可以通過多次擴孔保證擴孔的質(zhì)量,通常將擠擴式鉆頭作為最后一次擴孔工作中使用。擴孔中如果發(fā)現(xiàn)回拖力和回擴扭矩仍然較大,就要增加回擴次數(shù)。
對于非開挖拉管技術(shù)中常用的HDPE 管材而言,由于管材拼合采用電熱熔的方法,因此在回拖之前,要求嚴格控制電熱熔的焊接質(zhì)量,同時要在焊接冷卻之后才能進行管材的回拖?;赝线^程中,必須密切注意鉆孔內(nèi)部的情況,保證回拖過程的平穩(wěn)進行,通常要求在回拖中,對管材盡量一次拖拉到位,防止出現(xiàn)中途停頓,這樣可以大大降低阻力。
拉管技術(shù)在施工中,有著明顯與其它管線不同的特點,這主要是由于市政工程排水管道中的重力流現(xiàn)象明顯,對施工參數(shù),如坡度和標高等要求高。因此在市政排水工程中,應用非開挖拉管技術(shù)就要嚴格注意施工中的誤差控制工作。進行誤差控制,通常在以下幾方面加以注意,首先是設計階段對施工中的可行性進行充分的分析,其次要在工作坑的設計中,充分考慮鉆機角度和標高的控制,另外還要保證測量工作的及時性和準確性,保證測量工作不受干擾。
成孔質(zhì)量對于市政工程中的非開挖拉管技術(shù)的應用有著重要影響,由于這類工程中的管道不同于其它管線,如直線段也具有一定的坡度等,因此就要嚴格控制出入土位置的開挖,保證出入土點位置和角度的準確性。此外,還要確保管線在施工中沿著既定的方向,保證管線的順直和坡度要求。
社會經(jīng)濟不斷發(fā)展,帶來城市建設中對市政工程施工質(zhì)量的要求越來越高。當前在市政地下管線的建設與施工中,非開挖拉管技術(shù)已經(jīng)逐漸得到越來越廣泛的應用,非開挖拉管技術(shù)以其獨特的優(yōu)點,在市政排水工程中起到了加快工期,降低對周邊環(huán)境影響的效果。未來非開挖拉管技術(shù)將會得到進一步的發(fā)展,提高拉管技術(shù)的應用,為我國市政工程建設提供更為有效的施工手段。