太仓市水利市政设计有限公司 江苏太仓 215400
摘要:结合上海路(娄江路~常胜路)污水改造工程,剖析牵引管应用特点,介绍了牵引管的施工方法,为市政工程牵引管应用积累经验。
关键词:牵引管;污水管道;倒挂井;
改革开放以来,我国经济发展飞速,城市建设也日新月异。由于早期经济条件所限,很多已建市政管线建设标准较低,使用到现在,很多市政管线开始出现问题。但城市建成区已发展成熟,城市空间利用达到极限,在市政管线维修时往往没有大的作业空间和作业时间,而非开挖牵引管技术因其施工快速、施工作业面小等优点,广泛应用于市政管线的维修及新建,服务于城市发展。本论文以上海路(娄江路~常胜路)污水改造工程为例,浅谈市政工程非开挖牵引管技术应用。
一、工程概况
上海路(娄江路~常胜路)污水改造工程,位于太仓高新区宝龙城市广场。因原污水管道局部损坏导致东侧污水无法向西侧流入娄江路污水提升泵站,污水无法排出,急须对损坏污水管道进行维修,保证受影响区域污水正常排出。
本工程管线位置在宝龙城市广场喜来登酒店大厅前,现状地面为广场花岗岩铺地及林荫停车场,地下管线众多,且距离宝龙地下停车场外墙距离不足5米。基于不能影响酒店正常营业的前提条件,本次施工采用牵引管技术施工。
上海路(娄江路~常胜路)污水改造工程位于娄江路~常胜路之间的宝龙城市广场,须在损坏管线南侧新建主管95m,绕过损坏段后与老管道连接。设计牵引管施工采用De630PE100实壁管(不小于1.25MPa),热熔接口。设计管底坡度为0.15%,管道埋深深度在4.15m~4.30m。上海路(娄江路~常胜路)污水改造工程污水管道位于粉土层,牵引施工时两端设置2座内径4m砖混结构倒挂工作井。
二、牵引管技术简介
1、牵引管工作原理
牵引施工是利用钻机等工具将管道按设计位置和高程拖拉铺设的方法。可以水平牵引,也可以曲线牵引。牵引施工两端工作坑可采用土坑,地质较差情况下也可设置砖砌、砖混和钢筋砼工作井防护施工。
牵引施工管材一般分为塑料管和钢管,其中PE实壁管因其高强度、高耐腐蚀及高韧性,应用最为普遍。
2、牵引管施工优点
相较于明挖施工、顶管施工及盾构施工等市政管道施工方法,牵引施工有以下无可替代的优点(1)占地更小,牵引管施工占地尺寸为各种管线施工方法中最小的,更小的占地带来对城市更小的影响,对生态环境的更小破坏。(2)埋深适用范围更大,相较于非开挖施工的顶管和盾构,牵引施工与路面和河底净距1.5m以上即可安全拖拉,与其他管线的净距要求也更小,在拥挤的城市地下空间中游刃有余。(3)施工周期更短,牵引施工工作坑一般不须加固措施,开挖清理后即可牵引施工。(4)成本更低,无须大开挖,无须破坏大量路面、景观及绿化,无须迁移和破坏其他管线,以更低的经济成本和社会成本完成市政管线的铺设。(5)可精确控制管线的走向和深度,比顶管及盾构更灵活的绕过其他管线及障碍物。
3、牵引管应用设计要点
牵引管为非开挖施工,因地质情况复杂,在牵引管平面先作详细的水文、地质勘察。根据勘察结果确定牵引方式以及是否需要增加加固措施。
由于城市各种地下管线均有分布且纵横交叉,为避免牵引过程中破坏其他已建管线或被障碍物阻挡无法继续牵引,还必须对牵引沿线的各种地下管线及障碍物进行详细的物探,获得施工区域详细的地下管线和障碍物的三维信息,保证牵引管道施工的顺利及其他市政管线的正常使用。物探可采用地下管线探测仪和地质钻孔相结合的方法。
三、牵引管工作坑设计
1、工作坑
由于本工程管线位置在宝龙城市广场喜来登酒店大厅前,可供牵引施工工作空间有限,为减少牵引管道弯曲倒虹后期可能产生的管道塞问题,本次设计不采用曲线牵引,而采用水平平牵施工。由于管道埋深深度在4.15m~4.30m,且要在牵引两端加设两座检查井,本次设计牵引工作坑采用砖砌倒挂井防护。
倒挂井砌筑深度为4m,井内径为4m,上部3m范围井壁厚为0.24m,下部1m井壁厚为0.37m,底部采用30cmC25钢筋砼底板。倒挂井砌筑时要密切关注实际开挖的土质情况,每次倒挂砌筑深度控制在1.0m以内。
2、施工排水
倒挂井施工时在外部布置井点降水,干水状态开挖砌筑,并在干水状态浇筑钢筋砼底板。倒挂井上部周围开挖临时排水沟,防止雨天雨水进入井内。
四、牵引管施工工艺及注意问题
1、施工工艺
牵引施工主要的施工工艺流程为定位-钻机就位和固定-配备泥浆-试钻-钻导向孔-连接扩孔管-回拖(管径大可多次扩孔)-牵引PE管-清理。
2、注意问题
(1)牵引各道工序中,配备泥浆是至关重要的一道工序。合格的泥浆应能满足冷却、润滑作用,还可带出钻屑等杂物,同时平衡钻孔壁压力,达到泥水平衡不塌孔。配备泥浆时,可适当加入部分化学处理剂改善泥浆粘性、调节PH值及降低失水量等。
(2)牵引前要对管线走向精确定位,保证牵引过程中按设计走向牵引。此次牵引为平牵,牵引要达到设计坡度,不能出现倒坡甚至曲线情况。
(3)本工程污水管道均位于粉土中,牵引过程中总会带走部分泥土而导致管材与扩孔孔洞间还可能存在空隙,为保证后期管道基础稳定,本工程在牵引完成后在设计管线沿线进行压密注浆加固。压密注浆采用水泥-水玻璃浆液,浆液配比(质量比)为水:水泥:水玻璃=1:0.5:0.25,水泥浆搅拌120s以上,保持0.2到0.3Mpa之间的注浆压力。
五、结语
由于牵引管施工技术的高效、经济及微创的优点,其在城市市政管线建设和改造中已得到了广泛的推广,为我国的城市的现代化建设增光添彩。
参考文献:
[1]瞿洪海.非开挖牵引管技术在排水工程中的应用[J].城市道桥与防洪,2004(5).
[2]梁健锋.非开挖牵引管施工关键技术分析[J].施工技术,2010(54).