市政工程雨污分流管道施工技术及要点研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 26 日 作者简介：蒋玮奕（1995），男，汉族，广西全州人，本科，助理工程师，主要从事市政管道维护维修和管道施工以及房建施工管理工作。-116-市政工程雨污分流管道施工技术及要点研究 蒋玮奕 广西绿城水务股份有限公司,广西 南宁 530031 摘要：摘要：雨污分流项目作为整个市政工程中的重要部分，相关施工质量会对城市排水系统产生直接影响。文章先分析了市政工程雨污分流管道施工改造主要内容，包括管材选择和管道施工方法选择，随后介绍了市政工程雨污分流管道施工案例，结合工程项目实际需求选择恰当施工技术，总结施工技术要点，以期为相关人士提供有效参考。关键词：关键词：市政工程；雨污分流；管道施工；技术要点 中图分类号：中图分类号：TU992 市政工程雨污分流管道施工改造项目不但可以满足城市中的工业、生活废水以及雨水排泄要求，同时还能进一步降低废水对城市生活影响，优化城市环境，对市政道路进行合理保护。想要进一步提升市政管道施工质量，需要基于排水系统实际状况，立足于整体优化施工效果，促进生活、工业相关废水顺利排放至处理站点，促进雨污分离。1 市政工程雨污分流管道施工改造分析 1.1 管材选择 管材质量会直接影响管道施工质量，为此需要密切联系工程施工要求合理选择施工管材，具体满足以下要求，第一是保障排水管道强度，能够有效承担内部水压和外部荷载影响。第二是排水管道应该形成抗磨损、防冲刷以及防雨等功能，形成良好抗腐蚀性能。第三是保证排水管道的密封性，确保排水管道内外水流隔绝，不会存在污水、地下水等渗透或流出。避免管道内部及建筑物表面不会因长期接触水汽出现腐蚀或锈化问题，避免地下水污染问题。第四是保障排水管道的内部光滑度及整齐度满足建设需求。内壁光滑能够减少水流运行过程中存在的阻力，提高污水排放效率。第五是保证排水管材料的节能性，尽可能选取施工区域现有的材料，减少不必要的材料加工及运输费用。1.2 管道施工方法选择 排水管道工程是一种地下隐蔽工程，在相关施工设计环节，需要综合考虑管道埋深、地质、地形等因素影响，尽量缩减道路开挖，保障公共设施完善性，选择恰当施工方法，主要应用施工方法包括顶管施工和开槽施工两种。其中开槽施工即利用机械、人工等技术直接挖沟施工，安装管道，并回填沟槽，这一施工技术较为简单，投资成本低，但会影响正常交通运行，尽量选择交通流量较小范围内应用。当下，管道工程领域普遍是以开槽施工为主，具体包括支护开挖以及放坡开挖。其中放坡开挖适合场地土方堆砌、空间开阔等条件，联系地质差异，通常将放坡系数控制在 1:0.5 到 1:1之间，挖沟深度每超出 2 米，需要增设 0.5 米二级平台。支护开挖主要应用于无法堆砌土方、现场空间不足的状况，结合地质差异，选择拉森钢板桩、钢板桩以及木桩等材料，通常支护宽度是 De+1.2 米。顶管施工作为一项非开挖施工技术，不需要进行管道基础施工，通常适合非岩性土层，在横穿建筑物、铁路以及河流等方面拥有良好效果，同时不会受季节变化太大影响。顶管施工技术相对复杂，在施工技术方面存在较高要求，整体投资规模较大，不会影响正常交通运行。在无法开槽施工条件下，可以选择顶管施工。2 管道施工案例分析 2.1 工程概况 某一街道社区属于新市涌雨水分区、污水处理采集范围，面积总和达到 3.7 公顷。通过分析现有排水管网物探信息、地形图和踏勘结果。当下这一区域属于独立排水分区，采取河流排水体制。污水、雨水共用管道排放至新市涌，当下排水管具体直径是 d250 到中国科技期刊数据库 工业 A-117-d800，现有河流干管所处街道相对较宽，整个街区构筑物十分规整，综合分析发现这一街道社区拥有良好分流改造基础。2.2 非开挖技术研究 非开挖技术是指采用现代化机械设备进行沿一定方向钻进施工，不需要使用大型机械设备开挖基坑，极大程度上提高了施工效率。一般情况下，非开挖技术主要形式有四种，即水平定向钻入、微型盾构、顶管施工、气动冲击矛。其中水平定向钻进属于应用作为普遍的非开挖技术。其是借助导向系统在预定的设计轨道线中使用钻杆进行水平方向的钻进施工，当钻杆到达目标区域后，将会完成回扩，并将拖管进行回拉。水平定向钻进技术在具体应用过程中，需要先完成导向施工，利用电力系统、钻机、导向系统等，确定施工导向位置，保证施工的精确度。需要开展导向施工的阶段试验，利用 VERMEER 导向装置，完成区域定位，借助地面水准仪测量管道水平方向的标高数据，严格遵守设计标高实施精准定位。随后按照 50 米为标准实施坡度验算，进行标高分段控制，立足于总体层面控制市政工程雨污管道的坡度数据参数。利用泥浆循环系统，完成钻进钻入过程中导向孔的压力护壁，并清理钻机钻入过程中产生的渣土，将其带至地表的处理池，进行统一化处理。泥浆循环系统穿过粘土层后，地层中的土质由于自身的造浆性能优势，依据现有地层配合比，确定泥浆配合比的设计方案，从而满足工程建设需求。随后，完成导向回扩，依据施工区域的地层性质，以及成孔状态，使用二级扩孔技术，重点控制导向孔的施工信息的精准度。一般情况下，第一次和第二次的钻孔钻头直径分别为 30cm 和 54cm，确保最终的导向孔和管道外径的比值为 1:1.2，确保钻机穿越粘土层时，需要依据相应的凹槽回扩头进行扩孔工作。在导向回扩时需要及时记录相应的扭矩及钻杆拉力等数据信息，一旦异常数据时，需要及时关注泥浆的变化情况，调整转速，保证孔壁的稳定性和安全性，支持相关工序稳定实施。最后，完成管道回拖工作，利用 HDPE 管道，作为试验管道，对其壁厚、外径、色彩、长度、外观、检测报告与合格证明进行全面检测。在试验阶段管道外径为 45cm，考虑到施工区域的实际情况，以 10m 为标准，进行管道切割工作。利用熔接的方式完成管道连接，保证管道钻孔的水平度。管道回拖前需要对钻孔内部进行全面清理，确保内部无杂物，促进管道回拖的顺利开展。在辅助施工时需要结合施工过程中的外部环境信息，确定管道的熔接及冷却时长，尽量处于 20 度的室温状态下进行熔接，通常规定热熔时间是 15 分钟，承压冷却耗时控制在 15 分钟，管道熔接中准确记录具体时间。微型盾构施工下，需要使用掘进机头完成前方土体的切割工作，随后进行机器顶入，一旦机器顶入至设计区域后，需要在机头后安装管片，重复该工序，保证管道挖掘的灵活度。抑或在规定的曲线半径中完成管道施工。该技术下管道安装结束后不需要进行移动或调整。但是相对施工较为缓慢适合长距离管线施工，施工管径在2100 毫米到4000 毫米之间的，最小施工管径为1800 毫米。这一设备能够对土压力和地下水压力进行有效平衡，基于特定深度对地表沉降实施合理控制，拥有定向激光测量功能，最高掘进速度可超出每分钟 200 毫米1。气动冲击矛技术是采用地下铺管模式具有较高的行进速度，被称作是遁地穿梭矛，该技术的出现时间较久。其主要是以压缩空气作为机器运行动力源，在压力作用下，矛体内部进行往复的活塞运动。由于该技术的活塞运动运行质量较高，与矛头质量比为 10:1。活塞运动在每次冲击下，会对矛头产生作用力，提高矛头的冲击力，降低矛头端部的摩擦阻力，并将地层内部土层向周围进行挤压运动，构成管道孔，在底层内拉入铺设管线，结束管道铺设。顶管施工技术即掘进机前侧刀盘进行土体切削，后方利用千斤顶实施顶管施工，该种条件下，掘进机刀盘和液压千斤顶实施同步转动、推入，顶入相应距离后，回缩千斤顶，并将全新管道安装到工作井内，继续顶入，反复操作，到管道、掘进头抵达接收井（如图 1）。顶管施工技术整体顶进速率高，技术人员无需转入机舱内部，于地表进行遥控，在千斤顶顶入中，管道伴随移动。主要应用于管径在300毫米到400毫米之间的管道施工项目，其中管道直径最低达到200 毫米。这一设备能够对土压力和地下水压力进行有效平衡，灵活调控地表沉降，拥有激光导向和纠偏功能，整体掘进速度超出每分钟 200 毫米。但假如顶入距离超出 500 米条件下，需要于管道内部增设液压中继站。具体施工流程是挖顶进入工作坑，在轨道中吊中国科技期刊数据库 工业 A-118-装砼管，顶铁安装，密封圈安装，启动油泵顶入，出泥，贯通管道，工具管拆卸，检查井砌筑，回填施工。图 1 顶管施工流程图 2.3 结合项目选择顶管施工技术 因为水平定向钻和气动矛全部是短距离、小管径施工，市政相关雨污管项目并不适合这两类方法，为此针对顶管和微型盾构两种工艺实施对比分析。其中微型盾构工艺能够实施远程地下管道施工，整体挖掘施工相对灵活，能够在设计曲率半径内掘进施工，无需设置中继站，因为施工管径限制，管道直径低于1800 毫米的管道已经无法应用该技术，再加上设备整体成本造价较高，占据空间面积大，除了穿越 1000 米以上街道、市区、河流条件下，很少将这一技术应用于城市当中。顶管施工中相关顶入管径在300 毫米至400毫米之间，或实施长距离顶入施工，借助土压、泥水平衡进行地表沉降控制，所用设备成本造价低，市区施工中无需过大空间。在此次地下排水管道施工中属于施工技术首选。但该项技术缺陷是针对超出 500 米的长距离顶入施工应增设液压中继站，曲线施工中将整体曲率半径控制在 50 米以上。顶管施工中结合市区地质资料合理选择土压平衡装置以及泥水平衡顶管。土压平衡顶管所用施工装置拥有广泛适用范围，适合各类土质，同时能够缩减地面变形，使挖掘面维持良好稳定性。除此之外，施工覆土较浅，只需到管线外径 80%即可，便于处理、运输弃土。泥水平衡顶管适合存在较大土压变化和较高地下水呀的土层，能够使挖掘面维持良好稳定性，合理控制地表沉降。施工中无需过高推力，适合长距离顶进施工，拥有良好的作业坑施工环境，不需要技术人员进入管道处理，提高施工效率。为此需要联系现场地质资料合理选择施工技术，此次地下管线施工中首选泥水平衡顶管技术2。2.4 非开挖技术修复 管道非开挖修复包括整体修复以及点状修复，其中点状修复主要以套环、注浆、局部固化以及嵌补技术，整体修复包括现场树脂固化、裂管法、短管内衬、螺旋内衬等技术。注浆法即利用专门设备进行压力注浆，实现修复防渗，或实施土体注浆技术，该种技术下能够进一步提升地基综合承载力，构建隔水帷幕，对地下空洞进行有效填充。灌浆法能够对管道接头渗漏部位进行合理修复，适用于管径超出 900 毫米的管道工程。处于复杂地层内，可以借助双化学浆液在两人井间提升地层支撑强度。堵住排水管两侧，率先灌注 A 浆液，泵出，随后灌注 B 浆液，泵出，两类碱液产生化学反应，能够堵塞管道裂缝和接头缝隙，提升地层稳定性，主要优势是没有过大干扰，设备、材料费用较低。原位固化法也被称作是袜筒法、软衬法和翻转法，通过牵引、注水等技术把热固性树脂液体灌注到旧管内，并利用紫外线、热汽以及热水等加热技术进行固化，和旧管搭配形成薄层管，管道对应过流断面不存在损失，有效改善整体流动性能。内衬法也被称作是插管法，主要利用等直径或直径低于原管的塑料管插入原有管道，并于新旧管间形成环形缝隙实施灌浆、固结，打造管中管的结构模式，融合金属材料机械性能和塑料管防腐性能，提升管道性能。紧密融合内衬法涵盖变形法、热拔法和冷轧法。基于 PEPVC 管独特性能，向旧管内插入新管，调节形状，新管插入后开始膨胀，和旧管紧贴，避免环空灌浆操作。热拔、冷轧法暂时缩径，可以铜鼓冷轧法在缩径模具内进行拉拔。管在折叠、挤压中缠绕到滚筒中，插入旧管，基于蒸汽下膨胀，和旧管密切贴合3。2.5 建筑排水管道改造 建筑排水管改造中，结合相关行业标准要求，综合考虑以下因素，和周围污泥、污水进行协调处理；综合处理、利用污泥、污水；工厂设置重复、循环用水系统，通过场内废渣、废气和废水进行以废治废；和周围区域的雨水、洪水以及给水系统进行有效协调；对原有排水设施进行合理改造，突出工程效能。给排水立管安装中，在卫生间、厨房墙角部位安装立管。在建筑外墙阴角部位安装立管中，应该避免管道直接暴露于环境下。如果在管道井中设置立管，在卫生间内集中设置管道井，汇集给、排水管道。小区排水管道改造中，假如雨污合流管道出现较大破损，可以废弃原有河流系统，重建雨污水系统，进行修补。小区中国科技期刊数据库 工业 A-119-排水管设置中，应该以绿化带为主，缩减路面恢复成本，促进管道坡道和地面维持相同坡度，缩减土方和管道埋深。尽量按照直线进行布置，缩减转弯，控制水力损失4。3 结语 综上所述，市政工程雨污分流管道施工改造项目会直接影响居民日常生活和雨污排放。为此需要重点研究雨污分流管道核心技术要点，形成完善施工体系，加强人才教育培训，合理把控材料质量，促进市政工程雨污分流管道项目顺利实施，激发出排水管道价值功能，保障城市经济的有序、稳定发展。参考文献 1何拥军.探究市政工程雨污分流管网施工技术与管理对策J.江西建材,2022(02):198-199+202.2翁秀榕.市政工程雨污分流管道施工技术要点J.科技创新与应用,2022,12(36):166-169.3安菲.市政工程雨污分流管网施工技术及管理J.城市建设理论研究(电子版),2022(28):140-142.4郝小丽.市政工程雨污分流管网施工技术及管理措施探讨J.工程技术研究,2022,7(14):141-143.