| 非开挖技术在管道直饮水工程中的应用 |
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摘要：管道直饮水使广州市市民的饮水发生质的飞跃。按照“两套管网，分质优质供水”的原则，管道的敷设是分质供水的重点和难点。市区的管网改造和建设，受限于旧管网、交通和环保的条件。非开挖技术的应用，为管道直饮水管网的建设发挥了巨大的作用。 关键词：管道直饮水 非开挖技术 定向钻进 pe管 应用 1、工程概况 管道直饮水是以自来水或符合生活饮用水水源水质标准的水为原水，经深度净化后通过固定管道输送、供给用户直接饮用的纯净水，当前呈现出进一步扩大规模的发展趋势。广州南部供水工程的完成，南洲水厂的全面投产，广州市管道直饮水工程进入管网建设的高峰。 吉祥路直饮水管道工程属于城市中心区管网工程，为包括省人民政府在内的用户供水，工程需要新建管道由南往北穿越东风路。原设计为明挖施工，管材为钢管内衬管，管道内径为300mm。 2、施工方案的比较和优化 工程位于东风中路、吉祥路口，东风路是广州市的东西方向的主干道。原设计为明挖穿越，为了降低对交通的影响，方案减少占用路面的时间，采用l路线(如下图)，长度110米。 经现场踏勘，由于受地下电力电缆、煤气管、雨污水管等公用管线的影响，且交通压力非常大，明挖施工困难，故采用非开挖的施工方法，采用牵引的方法，管材改为hdpe管。同时，为了发挥非开挖施工的优势，改为直线型路线（如下图），缩短距离26米。 3、管材的选用 原设计采用明挖施工，管材选用钢管内衬管，内径300mm，管道设计内压1.0mpa。参考设计要求，考虑非开挖施工的需要，工程改选用pe管。 就施工方法而言，pe 管道特别适用于非开挖工程。其热熔焊接使管道具有一体化的连接方式，接头强度高；优良挠性使得pe 管道走向容易依照施工轨迹的要求进行改变；良好的抗刮痕能力，使得管道不易损坏而漏水。采用导向钻进技术，管径可达600mm，管线长度一般可达300～400m，深度通常在10m 以内。 对pe80 和pe100 而言，双峰分子量分布的pe100管材，其综合性能要比pe80好，尤其是pe100的20℃、50年的蠕变抵抗能力提高，同时又保持了较好的耐环境应力开裂性能(escr)。 同时，pe管材符合饮用水的要求。 综合考虑设计要求和施工要求，工程选用了dn355，pe100级，内压1.0mpa的pe管，如下表。 工程选用的pe100级聚乙烯管材 公称压力（mpa）公称外径（mm）内径（mm）壁厚（mm ）sdr产地 1.03553032613.6深圳 工程选用的pe管材 4、导向孔轨迹的设计 轨迹设计主要考虑设计平面位置、埋深的要求，地下公用管线的影响，钻杆和管材的弯曲半径等。 经过细致的探测，查明了测区内的各类地下管线，管线纵横交错，主要有给水、排水、煤气、电力、电信等五种管线，最大管径为dn1200的供水管，最大埋深为3.5米。根据设计文件和地下管线探测结果，结合现场踏勘，导向孔轨迹设计参数如下： 考虑钻杆和管材的弯曲半径，取r=50m； 考虑其它地下管线的影响，取管道最深点为 h=5m； 由 l=(h(2r-h))0.5 式中l—造斜段长度；h—铺管深度；r—弯曲半径。 计算得 l=22m，入射角取26度。轨迹线见导向孔轨迹设计图。 5、设备的选择及施工过程 按经验公式计算管道的回拖阻力。 w=[2p(1+k)+p0]f l 式中 w—管的摩擦力（kn）；p—土对管的压力（kn/m ）； k—主动土压力系数；p0—管的重量（kn/m）； f—管壁的摩擦系数；l—管道的长度（m）。 w=[2×(0.355×0.17×1800) ×(1+0.3)+0.25] ×0.25×84=5936（kn）； 工程选用威猛（vermeer）d40-40型导向钻机，该钻机回拖力f= 18144kn；安全系数k=18144/5936=3.1>2.0 vermeer钻机参数表 型号扭矩(n×m)回拖力(kn)重量（t）外形（长×宽×高） d40-40541518144246.3×2.1×2.3 vermeerd40-40钻机回拖头 |
