巖土工程師輔導(dǎo)資料:巖土采用無溝技術(shù)置換管道

　　文章導(dǎo)讀：采用迸裂管子來置換管道的技術(shù)并非一項新技術(shù)，但由于可采用的其它置換技術(shù)造價較高，帶來的干擾較大，從而使該技術(shù)越來越受到青睞。采取挖開陳舊的管道(可能是上水管、燃?xì)夤艿馈⒐I(yè)廢水或下水管道)并鋪設(shè)上新的管子置換它，意味著必須挖開道路，并且中斷交通。由于老管道穿行在新建的建筑物的下面，因此采用這種明挖的方法對商務(wù)及政府機構(gòu)還會帶來負(fù)面的影響。而管道迸裂技術(shù)卻可避免如此錯綜復(fù)雜的問題。該技術(shù)實施起來極為簡單，把一根新管子擠壓進(jìn)老的管子中去置換它，擠破老管子并將其碎片頂?shù)街車耐寥乐?。Miller管道公司生產(chǎn)一種名為XPANDIT的管道迸裂系統(tǒng)。該系統(tǒng)連帶著一臺管子劈裂機，為液壓操縱的，它可提供無振動動力使管子膨脹，從而形成一個較大的環(huán)狀空隙，并將碎片頂進(jìn)周圍的土壤中。此時，新管被拉入環(huán)狀空隙內(nèi)

　　為了加大加拿大納奈莫一條下水道的管徑，從355mm加大到660mm，TRS公司生產(chǎn)的管道迸裂裝置(Hydrahaul H225)使用了大約115t的迸裂力(約為該裝置一半的能量)。納奈莫市工程部門的比爾·西姆斯估計：“置換同等長度的管道采用管道迸裂技術(shù)比采用明挖開溝技術(shù)在直接施工費用上至少為該市節(jié)省了一百萬美元。”新管帶來的另一個好處是，該市將擁有一個自流系統(tǒng)而不是泵送系統(tǒng)。這樣納奈莫在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)就可省掉下水道的運行和維護(hù)費用。西姆斯補充道：“我們的環(huán)境也免受了被挖開1條12m寬的溝槽及在一條有魚的河流旁堆起棄土堆的可怕的影響。”

　　用Numa工具置換和加大下水管道尺寸采用的是一種略微不同的方法。此方法是利用一個螺旋鉆打入原有的破裂老管中，清除障礙物并切斷樹根，螺旋鉆從螺旋鉆入孔向新管鋪入入孔鉆進(jìn)，然后在新管鋪入入孔處給螺旋鉆裝上沖擊頭，沖擊頭穿過老管并將其迸裂，而螺旋鉆將碎片移向螺旋鉆入孔，與此同時，新管子被鋪入到新管溝內(nèi)。Numa公司的總經(jīng)理拉爾夫·倫納德特別提到：“我們所提供的技術(shù)的優(yōu)點之一就是我們清除了碎片，采用我們的技術(shù)無需擔(dān)心老管道內(nèi)的障礙物。而用其它的方法便將面臨鉆穿障礙物的艱巨任務(wù)。”

　　別以為管道迸裂技術(shù)只能用于置換大直徑管道，即一個完整街坊的上下水干管。當(dāng)一條下水道干管被判定滲流時，就決定采用無溝技術(shù)來置換它，因為這條下水道位于一條兩旁種有大樹的林蔭大道之下。咨詢工程師還發(fā)現(xiàn)了支管嚴(yán)重的滲流問題主要是樹根導(dǎo)致的，也有一些是因為原來鋪設(shè)管道時連接處質(zhì)量差而造成的。這條下水道有535條支管要置換，承包商對較長的支管采用管道迸裂技術(shù)置換，而對短距離管道則采用明挖開溝技術(shù)。如果采用開明溝的技術(shù)來置換所有的支管，那么在一條還算新的道路上將會留下275處補丁，而由于不久的將來回填處可能發(fā)生不規(guī)則的下沉就有可能要對道路進(jìn)行修補。承包商使用了TT技術(shù)公司的Grundocrack　Mini—Atlas管迸裂工具。該設(shè)備被設(shè)計為從入孔或小的引入坑起動，因此可以使道路路面完整無缺。工人們直接向老的陶土管(直徑為152.4mm)發(fā)射管道迸裂裝置，在迸裂裝置把同直徑的聚乙烯新管拉進(jìn)后，迸裂陳舊的陶土管。每置換一處管段所需進(jìn)行的挖掘只是一個1平方米左右的小坑。TT技術(shù)公司的卡羅拉·施米特解釋說：“是否采用迸裂技術(shù)取決于巖層狀況及土壤條件。最適合采用管道迸裂技術(shù)的項目似乎是那種原來是用明挖開溝技術(shù)鋪設(shè)的老管道，因為此管道周圍的回填料通常有助于管道迸裂。而諸如海砂一類的土質(zhì)卻不能保持其膨脹狀態(tài)有足夠長的時間讓新管鋪設(shè)完畢。”擴大管徑也取決于土壤條件。TT技術(shù)公司的邁克·施韋杰評論說：“我們碰到了純粹的巖質(zhì)棄石，其管溝基本上是從巖石中開出的，管子幾乎與管溝的大小相同，整個管溝全被回填上了。在這種情形于采用管道迸裂技術(shù)來加大管徑是不可行的。”

　　當(dāng)在一座小城鎮(zhèn)附近新開了工廠或商行時，這座小鎮(zhèn)的人口和對下水道的需要或許會猛增。森伯里鎮(zhèn)的情形就是移民總數(shù)占了該鎮(zhèn)原有6，000人口的1/3.鎮(zhèn)上的人們知道該鎮(zhèn)的下水道出現(xiàn)了滲流問題，因為每當(dāng)下雨時，污水處理廠的污水量就會成倍增漲，從而帶來進(jìn)行化學(xué)處理和水泵耗電所需的不必要的開銷。為了展示管道迸裂技術(shù)的優(yōu)點，承包商Darrell Moffitt公司選擇了一項置換一條約100m長的管道工程為例，該項目要迸裂損壞的陶土管(直徑為 203mm)，并用相同直徑的聚乙烯(PE)管置換

　　在迸裂老管道之前，Moffitt公司的工人先組裝并熔合所需的PE管，沖洗管線，并用專門的電視攝象機確定5條支管在要迸裂的管線上所處的位置。挖掘出一個約6m長，僅1m寬的引入坑，并在入孔處支撐，一條比新管略長的空氣管線(與壓縮機連接)被插到新管中。一根管線被下滑到原有的老下水道，與Vermeer Hydro Guide 8t的絞車的纜線連接，絞車是全套 Vermeer Hammerhead迸裂系統(tǒng)的一個組成部分。Hammerhead Mole氣動沖擊裝置被插進(jìn)新管中，并與空氣管線連接。然后迸裂頭(外徑約254mn)被固定在塑料管上。一旦這些準(zhǔn)備就緒，用絞車把管子、迸裂頭及其裝置吊起放入引入坑，并在約1.5m的深處與原下水道調(diào)成一直線。當(dāng)絞車張緊時，迸裂裝置啟動，穿過整條老管道到入孔，沖擊老管并將其迸裂。而下一步卻讓承包商感到吃驚。當(dāng)約250mm的新PE管展現(xiàn)在入孔前方時，絞車?yán)|繩斷開，迸裂裝置反轉(zhuǎn)過來，并且與迸裂頭脫離。然后該裝置穿過新管退出入孔回到引入點。承包商說道：“這樣節(jié)省了開挖和入孔修復(fù)的時間。”承包商估計為這座小城市置換整條下水道的工程只需花四天的時間，比采用開溝技術(shù)施工少花了六天時間。

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