在铁路排水中运用定向钻进铺设PE管道

来源 :科技致富向导 | 被引量 : 0次 | 上传用户:davidfeng2009
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  【摘 要】本文介绍了采用定向钻进技术铺设PE排水管道的优越性及施工方法,利用一些施工实例,介绍了定向钻进技术铺设PE管道排水施工中的一些施工经验和注意事项。
  【关键词】定向鉆进;PE管材;排水施工
  
  新技术、新管材在给排水系统越来越多的运用,给施工带来极大的便利,近年我公司多次在铁路站区内采用定向钻进铺设PE排水管道,对铁路的运输生产安全起到了极大的保障作用。例如牡西铁路综合楼原来一直采用渗水井排水,由于已过多个大修期,且地下水已饱和,排水经常溢出 ,如遇雨季,排水不畅,线路经常被淹。由于排水系统位于繁忙的调车线路中间,如建立新的排水系统,排入北侧市政明渠, 必须穿越7-8股调车线路,如按传统开挖施工方法,由于线路太繁忙,根本不可能。经过调查研究,决定采用定向钻进铺设PE给水管道作为排水管路。
   1.定向钻进铺设PE管道的优越性
  定向钻进是不开挖,采用水平钻机,利用定向导航技术,按指定路径、指定深度钻进的一种非开挖施工铺设管道的新施工技术。
  在城市主干道上、铁路站区内、交通繁忙区域施工管路时,在管线穿越铁路、大型障碍时,采用定向钻进铺设管线具有无法比拟的优越性,其施工进度快,对其它外部环境干扰小,可以节约大量由于开挖而发生的破道费及铁路扣轨费用,安全可靠性高。定向钻进技术在铁路站区内施工,对运输生产基本无干扰,快速、安全。
  PE管材是近几年大量采用的新型给水管材,其特点是:
  1.1PE管道连接采用热熔、电熔连接,实现了接口与管材一体化,可有效抵抗内压力产生的环向应力及轴向的抗冲应力,其接口强度高于管材自身强度,抗拖拉能力强。
  1.2高韧性。PE管断裂伸长率一般超过350%,强度高,耐扭曲,对管基不均匀沉降的适应力非常强,抗震性能优良。
  1.3摩擦系数低,穿管时阻力小。
  1.4耐磨性能优异,相同条件下耐磨性是钢管的4倍。
  1.5优良的挠性,容易弯曲,可弯曲铺设,代替弯头,弯曲半径可以小到管径25倍以上。
  1.6抗应力开裂性优良,抗刮伤能力强。
  PE管的高柔韧性、抗拖拉能力强、耐磨损及阻力小的特点特别适合非开挖施工如顶管、衬管、定向钻进技术铺设,是一些不允许开挖的场所唯一的选择。
  定向钻进铺设管道使用PE管,钻进设备可在地面直接钻进,不用开挖作业坑。由于PE管弯曲度高,可替代弯头,在钻进施工中,遇有障碍物或需转弯,可一次性连续施工完成,不必向顶管那样需要多段施工,PE管道可以在地面全部连接好,一次性铺完。
   2.施工方法
  定向钻进施工方法分为三个步骤:钻进、扩孔、管道铺设。
  2.1钻进
  如图所示,主机停留在地面,将钻头按一定角度钻入地下,由导航仪搜索钻头所发射的信号,确定钻头所处位置及深度,确定钻头所处深度及位置达到施工要求后,由主机控制钻头开始水平钻进。如遇有障碍物,主机控制钻头改变方向或深度,避开障碍物继续钻进。钻进长度达到管路铺设长度后,主机控制钻头钻出地面。
  2.2扩孔
  因钻头直径小于管道直径,无法铺设管道,所以要对钻孔进行扩大。在钻头钻出地面后,卸下钻头,安装上扩孔器,主机将钻杆回撤,带动扩孔器将钻孔扩大,以满足管道铺设要求。一般扩孔大小为铺设管路的1.5-2倍
  2.3管道铺设
  钻孔扩好以后,在按2.1步骤钻出地面,将钻头卸下,安装上扩孔器,PE管道与扩孔器连接牢固,主机将钻杆逐个回撤,PE管道也就随着跟进铺设至规定位置,完成施工。
  如果所铺设PE管道管径小于110mm,扩孔和铺设管道可同步进行。
   3.施工实例
  哈铁房建集团牡分公司在施工条件比较困难的地段,比如穿越线路、主干道等,多次采用了定向钻进技术铺设PE管道,取得了极好的经济和安全效益。
  3.1牡西铁路综合楼排水管路新建工程
  2010年牡丹江西调车场排水管路大修,原排水管路水泥涵管渗渠系统,由于超多个大修期,管路都已坍塌堵塞,排水严重不畅,严重威胁铁路行车安全。该调车场是牡丹江主要调车场,调车作业非常繁忙,如果采用开挖施工基本无法进行铺设。我们采用定向钻进铺设DN350PE管道90m,穿越7股铁路道线,施工时未请施工方案,也未请相关单位配合,仅用3天一次性钻进完成,工程验工优良。该工程很好地解决了牡丹江西调车场困扰多年的排水问题。
  3.2亚布力车站室外排水大修工程
  亚布力车站原排水系统始建于1990年,该系统由西向东排入东侧明渠,该排水系统由于地势原因始建时就反坡,管内淤积物难以排出,频繁出现管路堵塞;加之,下游排水沟很浅,冬季车站用水量小,达不到沟内常流水,明渠层层结冰高出地面,春融时危及周围住户,住房索赔上访事件频繁发生。若想从根本上解决此排水系统的病害,需重新铺设排水管路,引入北侧的镇政府排水主杠。 由于该方案为新设的排水系统排入镇政府排水主杠,需要穿越亚布力镇政府的两条主干道,这两条主干道都近20余米宽,为近两年新修路面,亚布力镇政府不同意破坏路面。为彻底解决亚布力车站的排水问题,我们考虑到穿越干道部分采用采用定向钻进铺设PE管道。由于采用此施工工艺,一方面解决了亚布力站困扰多年的排水问题,另一方面,缩短了工期、减少了路面破坏、降低了施工投资。
  近两年,我公司在很多排水管道施工项目中使用了定向钻进技术铺设PE排水管道,施工技术可靠,工期短,安全性高,而且可节约大量的破道费,对其它外部环境干扰小,所以在铺设排水管道时可大量使用,尤其在穿越铁路线路时,优越性更加明显,它对铁路运输基本无干扰。
   4.施工中注意事项
  4.1选用管材时,尽量选择PE100料和高压力等级的管材,因为高压力等级的管材柔性、刚性和强度都比较好,满足钻进后铺设管道时拖拽的要求,拖拽造成变形小。
  4.2PE管伸缩性强,铺设管道拖拽时管道前端易变形,给管道连接带来困难,需要切除一段或进行复圆处理。所以在拖拽管以前,可以在管前端的内部做支撑,避免管道变形。
  4.3钻进孔径要大于管径1.5倍以上,而且要反复扩孔后再铺设管道,这样阻力小,对管道损害少,拖拽管道更加顺利。
  4.4钻进时弯曲度要掌握好,虽然材料的弯曲度远远大于钻进最大弯曲度,但如果弯曲度过大,在拖拽管道时管道的一侧受压过大,造成管道被拽瘪,影响管路通过能力。
  4.5管道铺设完毕后,整个管路存在一定的拉力,应该在管端处开挖,释放应力,避免管端连接处应力过大。
  4.6施工后应立即进行水压试验,一是可以发现漏泄,及时处理;二是可利用水压对管路进行复圆,增大过水断面。
  4.7主机停留在地面,将钻头按一定角度钻入地下,达到要求深度后改为水平钻进,这需要一段距离,如果现场有局限,距离不够,可以采用开挖作业坑,将钻机下到坑内直接水平钻进,这样可以节省钻进距离。
  4.8施工必须控制好排水管路坡度,在坡度上可适当加大,两侧检查井应尽可能大些,以便检修。
  5.建议
  5.1在城市主干道、交通繁忙地段铺设排水管道时应采用定向钻进技术,施工快捷,对交通运输干扰小,也可以节约大量破道费。
  5.2在穿越铁路线路铺设排水管路时,使用定向钻进技术,对运输基本无干扰,可以不请施工方案,安全可靠性高,可节省大量工务配合施工费。
  5.3穿越河流、建筑等障碍物时,采用定向钻进技术铺设排水管路,把施工不可能变成可能。
  5.4穿越铁路线路的各种通讯、电力、信号等各种管线的施工也可以采用定向钻进技术,其埋深可控,可加装套管,安全性极大提高,避免了被工务施工等挖断,可以充分的保证铁路运输生产的绝对安全。
  总之,在交通主干道铺设管道,全部开挖不仅影响交通,而且会发生大量的挖占道费用,特别是在铁道线路施工,需要穿越线路,这就可以利用PE管道较强的抗拖拉能力,热熔连接,其接头强度大于管材自身强度,然后采用定向钻进技术来敷设管道。不仅节省大量人工,而且施工进度快,节约挖占道费用,不会影响铁路运输,保证施工安全。
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