市政道路排水管道施工技术难题及发展方向.pdf

90工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工0 引言市政工程涉及到城市的基础设施建设，包括水、电、气、路、桥、隧道等。而其中，道路排水系统作为一个至关重要的组成部分，对于城市的正常运转和居民的生活质量有着至关重要的影响。道路排水系统的主要作用，是在雨水或其他污水排放到地面上时，将其快速有效地引流出去，避免积水和水浸等问题，保证道路的安全和交通的畅通1-3。如果排水系统不完善，就会导致道路积水、行车不便、人员伤亡等等问题，严重影响城市的形象和市民的出行和生活。随着科学技术的不断进步，道路排水系统的施工技术也在不断创新和改进。在过去，道路排水系统主要采用混凝土管道和排水沟等传统方式。这些方式的排水存在着诸多不足，如施工时间长、施工成本高、施工难度大、排水效果不佳等4-6。为了解决这些问题，近年来人们不断将新兴技术应用于道路排水系统的建设中，例如无缝钢管、高密度聚乙烯管道、聚丙烯钢筋混凝土管道等。这些新技术具有施工简便、管道连接紧密、抗压能力强、使用寿命长等优点，大大提高了道路排水系统的效率和性能。此外，智能化技术的应用也为道路排水系统优化升级带来了诸多便利7。例如，应用智能监控系统可以实时监测排水系统的运行情况，及时发现问题并进行处理，确保排水系统的正常运行和安全性。道路排水系统是市政工程中不可或缺的一部分，本文在分析市政工程排水管道施工技术难题基础上，阐述提高施工效率和管道性能的新技术，以便提高排水管道的稳定性和耐久性，减少施工过程中对环境和人员的影响，提高施工效率和质量。1 市政道路排水管道施工难题1.1 地质条件复杂对施工的不良影响地质条件是影响市政工程道路排水管道施工的重要因素之一。地质条件复杂性是指地质环境的不均匀性和多变性，包括地质结构、地质体性质、地下水位、地表地貌等因素的影响。在施工过程中，这些因素对于排水管道的施工技术和施工质量都会产生影响。地质条件造成的排水管道损坏如图 1 所示。地质条件复杂会影响土壤的稳定性。在施工中，如果土层稳定性差，地质体发生变形，就会导致管道的损坏和位移。特别是在地质构造活动频繁的地区，管道的稳定性将遭遇更大的挑战。对此在施工前，需要进行地质勘察和评估，评估地质条件对管道的影响，并采取相应的措施来保证管道的稳定性。地质条件复杂也会影响排水系统的设计。在地下水市政道路排水管道施工技术难题及发展方向林光洪（武汉市汉阳市政建设集团有限公司，湖北武汉430000）摘要：为提高排水管道的稳定性和耐久性，减少施工过程中对环境和人员的影响，提高施工效率和质量，针对市政工程道路排水管道施工中遇到的地质条件、安全问题和环境污染问题等进行分析，从新材料和智能化施工技术两方面，阐述市政道路排水管道施工技术发展方向。关键词：市政工程；排水管道；安全风险；智能化图1 地质条件造成的排水管道损坏c 抽水井、泵站a 土层稳定性差d 冻土地层施工b 混凝土排水管道CM&M 2023.0491空气污染：施工过程中可能会产生烟尘、氮氧化物、硫化物等有害气体，这些污染物会对周围空气质量造成影响。水污染：施工过程中可能会对地下水、地表水等水资源造成污染，导致水质下降，危及周围生态系统的平衡。1.3.2 对周围环境造成的危害水质受损：废水和建筑垃圾可能会污染地下水和地表水，危及周围水生态系统的平衡。空气污染：施工过程中产生的烟尘和有害气体，可能会对周围居民和动植物的健康造成威胁，尤其是空气质量差的城市。破坏生态系统：施工过程可能会破坏周围自然环境，破坏原有生态系统平衡。针对于此，在市政工程道路排水管道施工过程中，必须采取措施来减少污染物的产生和排放，避免对环境造成不可逆转的影响。同时，在施工完成后，需要对施工过程中产生的污染物进行清理和处理，恢复周围环境的生态平衡。2 市政道路排水管道施工技术发展方向2.1 应用新材料随着科技的不断发展，市政工程道路排水管道材料也在不断更新换代，新材料的应用和研发方向也越来越广泛。本文将从新材料的应用场景、常见新材料及其特点以及未来的研发方向等方面进行分析。2.1.1 耐腐蚀性更强的材料随着市政工程的发展，排水管道面临的腐蚀环境越来越严重，传统的材料难以满足需求。因此，一些耐腐蚀性更强的新型材料被广泛应用，如钢塑复合管、FRP管道、玻璃钢管道等。2.1.2 高强度材料为了提高管道的承载能力和抗震能力，研发高强度材料逐渐成为一个重要方向。高强度材料包括纤维增强材料、高性能混凝土等。位高的地区，需要采取一系列措施来保证排水系统的正常运行，如设置抽水井、泵站等。在地质条件较差的区域，如软土、沼泽等地区，需要采取加强管道支撑的措施，如加固支架、钢筋混凝土管道等。此外，地质条件复杂还会影响排水管道的施工技术。例如，在石灰岩、花岗岩等地质条件复杂的区域，需要采取特殊的施工技术和工艺来保证管道的质量。同时还需要注意选择合适的施工机械和工具，以便应对不同的地质条件。1.2 管道施工存在多种安全风险市政工程道路排水管道施工中的挖掘沟槽、水工、超载、爆破等作业，均存在一定的安全风险，这些作业如操作不当，可能会给工人、周边居民和交通带来严重的危害。挖掘沟槽作业：挖掘坑塘是施工排水管道的第一步，它可能会导致地基失稳、坍塌和倒塌。此外，坑塘周围的墙壁也可能会发生不稳定的情况，从而给人员带来一定伤害。水工作业：水工作业是指在水中进行的施工工作，其中包括安装管道、连接管道和修复管道。在进行这些工作时，工人必须穿着适当的防水装备，并采取适当的措施确保水中的安全性。超载作业：管道施工过程中，可能会发生超载情况，即装载或卸载管道时超过了最大承载能力。这可能导致设备或物料倾斜或倒塌，造成人员伤害或财产损失。爆破作业：在某些情况下，需要通过爆破来挖掘管道。这可能会对周围的结构造成严重的危害，如损坏建筑物、损坏管道和损坏道路。为了解决这些安全问题，必须在施工前制定安全计划，并在整个施工过程中密切监视和控制风险。同时，需要对操作人员进行专业培训和技能认证，以确保他们具备安全施工所需的知识和技能。此外，还需要采用适当的设备和工具，并在施工现场设置必要的安全设施，如安全带、防护网和隔离带等。1.3 管道施工存在环境污染问题1.3.1 环境污染类型市政工程道路排水管道的施工不可避免地会产生环境污染问题，包括噪声污染、灰尘污染、废水和废气污染等。管道施工常见污染如图 2 所示。建筑垃圾和工业废水污染：施工过程中会产生大量建筑垃圾和工业废水，包括废水中的有机物、重金属、氮、磷等污染物质。噪声和振动污染：管道施工需要使用重型机械和设备，如挖掘机、打桩机、钻孔机等，这些设备会产生噪声和振动，对周围居民和动植物造成干扰和伤害。图2 管道施工常见污染问题92工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工2.1.3 环保材料随着环保意识的提高，研发环保材料已成为研究热点。例如绿色建材、再生材料等，它们可以减少对自然资源的消耗和环境的污染。2.1.4 智能材料智能材料是一种可以感知环境变化并做出响应的材料。将智能材料应用于排水管道，可以实时监测管道的状况和水质，提高管道的智能化程度。2.1.5 新型功能材料新型功能材料可以为排水管道赋予更多的功能，如防水、隔音、保温、防振等。例如聚氨酯泡沫、防水涂料等。2.2 应用智能化施工技术2.2.1 智能化施工技术特点智能化施工技术是指采用先进的科技手段和智能化设备进行施工，实现自动化、数字化和信息化的施工过程。智能化施工技术有助于提高施工效率、降低人为错误、减少工程成本、提升施工质量。智能化施工技术的特点主要包括以下 4 点：一是自动化，即通过预设程序，实现自动化控制，减少人为干预。二是数字化，即采用数字化技术，对施工现场进行实时监测和数据分析，为施工提供实时数据支持。三是信息化，即通过信息化技术，实现施工过程中的信息共享和沟通，提高施工协调性和效率。三是智能化，即通过智能化设备和系统，实现施工自动化和智能化，提高施工效率和质量。2.2.2 常见管道施工智能化技术市政排水管道智能化技术包括智能监测技术、自动化施工技术、数据化管理技术、人工智能算法决策技术等，如图 3 所示。一是智能监测技术。在管道施工过程中，通过智能监测技术对施工现场进行实时监控，可以及时发现问题并采取相应的措施，从而减少施工中的质量问题和安全事故。例如，可以利用智能传感器实时监测管道的质量和稳定性，以及监测施工现场的噪声和振动等情况。二是自动化施工技术。自动化施工技术是智能化施工的重要组成部分。自动化施工技术可以大大减少施工人员的劳动强度，提高施工效率和质量，并且可在夜间和恶劣天气条件下施工。例如，利用自动化铺管机器人可以自动完成管道铺设工作，大大缩短了施工周期。三是数据化管理技术。数据化管理技术可以对施工过程进行全面、准确的数据管理和分析。通过实时收集施工过程中的各种数据，如施工进度、质量检测结果等，可以帮助施工管理人员及时了解施工现场的情况，并及时采取相应的措施。例如，可以利用云平台技术对施工现场数据进行集中管理和分析，实现信息共享和协同管理。四是人工智能算法决策技术。人工智能算法决策技术可以通过模拟和预测施工过程中的各种情况，提供更加精准的决策支持。例如，可以利用机器学习算法对施工过程中的数据进行分析和预测，从而优化施工进度和质量。3 结束语为提高排水管道的稳定性和耐久性，减少施工过程中对环境和人员的影响，提高施工效率和质量，本文针对市政工程道路排水管道施工中遇到的地质条件、安全问题和环境污染问题等进行分析，从新材料和智能化施工技术两方面，阐述市政道路排水管道施工技术发展方向。应用新材料和智能化施工技术，建立健全的质量控制和安全管理体系，并通过不断创新和改进，可为城市的可持续发展和生态环境保护创造有利条件。参考文献1 路冬.非开挖施工技术在市政管道施工中的应用研究 J.工程建设与设计,2022(19):210-212.DOI:10.13616/ki.gcjsysj.2022.10.060.2 朱博.拉管施工技术在市政管道埋设工程中的应用分析 J.科技资讯,2021,19(32):51-53.DOI:10.16661/ki.1672-3791.2110-5042-2061.3 祝赫.非开挖施工技术在市政管道施工中的实践分析 J.建筑技术开发,2020,47(22):115-116.4 陈明彬.给水工程市政管道设计分析研究 J.现代物业(中旬刊),2019(01):184.DOI:10.16141/ki.1671-8089.2019.01.149.5 肖功煜.市政管道排水施工质量的通病及控制方法探析 J.山东工业技术,2018(01):104.DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2018.01.094.6 杜浩.市政管道施工质量问题及控制措施分析 J.居舍,2017(30):120.7 赵良.市政管道建设安全要点 C/.2017 中国燃气运营与安全研讨会论文集.2017:973-975.图3 市政排水管道智能化技术