CN110820899A - 一种增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法 - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
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- E03F3/00—Sewer pipe-line systems
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Abstract
本发明属于管道更新施工技术领域，公开了一种增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，施工准备、施工测量放线及现场物探、路面出入土点及周边管线设置定位观测点、钻孔前准备工作、试钻、钻应力释放孔、旧管道爆管外挤、发送架安装与回拖管道上架、管道回拖、应力释放孔注浆回填、现场清理及地貌恢复。本发明可以有效减少土体位移，降低对周围构筑物破坏；减少交通影响，社会效益好；不引起地面隆起，减少二次施工；更新管径扩大率更大，降低土体密实度限制；可有效缩短施工周期，减少人工投入，提高工效；相比传统明挖法、顶管法、传统胀管法，本发明经济效益和社会效益都有明显的提高，技术先进性明显。
Description
技术领域
本发明属于管道更新施工技术领域，尤其涉及一种增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：随着城市化进程的发展，城市用水量越来越大，并且我国的许多城市的排水系统仍然是许多年前建起的老旧的排水设施，许多城市排水系统仍然是以雨污合流为主的管道，排水标准低、设计管径小、使用时间长、管道容易损坏或者堵塞，已经难以满足现在城镇排水的需求，需要对老旧的排水管道进行更新改造。如果采用传统明挖、顶管法施工方法，就必须解决大量拆迁以及交通堵塞等问题，因为旧城区规划相对落后，人口集中、道路狭窄、交通拥挤、建筑密集、地下管线复杂，要进行地下管网升级改造，施工难度非常大。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)传统胀管法在施工过程中易引起土体移位和地表隆起或对周边设施造成破坏。
(2)采用传统明挖、顶管法施工方法施工难度非常大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法。
本发明是这样实现的，一种增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，所述增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法包括：
步骤一，按照施工图及地下管线资料，对旧管道的位置、周边管线位置、路面高程分别现场定点确认，做好相关标志，记录相关数据作为施工过程监测的依据；
步骤二，路面出入土点及周边管线设置定位观测点；
步骤三，根据放线要求标识，对作业区设置临时围挡，并按要求做好安全警示标志；所有设备进入现场后，进行系统安装；检查钻杆，麻花钻杆、无磁钻铤、螺杆马达、液压胀管器；
磁方位角用全站仪通过在穿越中心线上地表多点测量，将各组数据进行对比分析，排除由于磁干扰面错误的数据，确定正确的磁方位角数值；如果各组数据相差0.2O以上，则应增加测量点，直到确定正确的数值；泥浆配制；
步骤四，搬迁、就位、连接、复测完成后，对施工机动设备进行单机试运行，对泥浆系统、控向系统进行调试；按地质条件配足泥浆，时行试喷射，定向钻系统进行试钻，检测各部位、各系统的运行情况是否正常；
步骤五，试验段试钻应力释放孔参数确定，钻应力释放孔；
步骤六，旧管道爆管外挤；
步骤七，采用钢架双橡胶滚轴发送架做发送道，发送架架体根据发送管道管径的大小选择槽钢制作，滚轴支撑采用Φ50的圆钢，滚轴采用特制的空心橡胶圈套在圆钢上；回拖时发送架根据管道的外径、管道单位重量和管位标高布置；控制辊轮橡胶的硫化技术参数；发送架安装好之后，吊装回拖管道到发送架上，调整位置；
步骤八，管道回拖；管道回拖完成之后，检查管道的位置是否满足之前设计的位置；
步骤九，在确保新管线回拖并按设计就位后，对应力释放孔道进行注浆处理；注浆材料应为水泥砂浆，注浆过程应控制注浆压并同时比对实际注浆量与理论注浆量的偏差；
步骤十，注浆完成达到稳定后，系统拆除连接，进行设备撤场；按照钻机、泥浆系统、动力系统、机具钢板等顺序依次撤离；及时清理施工现场，对施工造成的周围环境的改变及时进行恢复措施。
进一步，所述步骤二还包括测量设备、机具、资料准备：
1)校验测量所用的GPS全球定位仪、全站仪、经纬仪、水准仪有无故障；
2)备齐施工图、地下管线资料、交接桩记录及其他认定的所有文件，备足木桩、红油漆、钢尺、白灰、花桩工具；
测量放线及物探具体方法包括：
1)依据施工图、测量成果表，复测设计交桩位置和高程，对旧管线纵断面图进行复测、核算；
2)测定新管道中心线，每10米设一定位桩；
3)设地下障碍物标志桩，注明障碍物名称、埋深和尺寸；
4)测量过程按规范要求做好记录。
进一步，所述步骤二路面出入土点及周边管线设置定位观测点具体方法包括：
1)放线完毕后及时清点作业带内的障碍物，用地下管线探测设备，探测管线位置的原始数据，按顺序将管线位置投影到路面，埋设观测标志桩或标志点，做好其平面坐标、深度的原始数据记录；
2)根据设置的穿越中心线桩和出、入土点桩放线，确定出入土点作业区范围，入土点作业区的放射线原则为以入土点为基准，前后分别为20m和40m, 左右为20m和40m，出土点作业区的大小原则上应在20m*20m；
3)泥浆处理应使用泥浆车；
4)出入土点作业区基坑开挖好后，采用钢板桩对开挖基坑进行支护。
进一步，所述步骤五的试验段试钻应力释放孔参数确定具体方法包括：
1)开工前，根据现场土质特性、含砂率、含水量、管顶覆土厚度以及周边需保护设施的特性，经初步计算拟定应力释放孔的位置及孔径大小范围；
2)孔道位移布置于旧管道和需保护设施的中间位移；
3)确定应力释放孔的最佳位置和孔径大小参数；孔径为290～420mm。
进一步，所述步骤五的钻应力释放孔的具体方法包括：
1)在胀管过程中产生较大应力且引起土体位移的一侧，采用水平定向钻机配传统钻头，在爆管施工之前先钻出一个应力释放孔洞，孔洞位于旧管与需保护的构筑物或管线之间；
2)孔道位置中心线与理论计算中心线重合；
3)对于路面下设置的应力释放孔，在钻孔道前对路面通过的车辆采取限速、限重、孔道正上方加设厚钢板以扩散车辆荷载应力；
4)从钻应力释放孔开始对路面结构、管线位置、完整性进行观测，并做好记录。
进一步，所述步骤七的旧管道爆管外挤的具体方法包括：
1)应力释放孔完成后，以旧管道为导向孔，分析导向孔的实际线形能否满足标准规范和扩孔、回拖作业的要求；
2)液压胀管器安装前，胀管器有效作业半径不小于1.2～1.5倍新管外径；钻杆产生的牵引力满足对于爆管力的T>P1sinθ/2+P2sinθ/2+Ff的要求；
3)钻机钻杆对液压胀管器产生均衡的牵引力，沿旧管道方向缓慢地对旧管道进行爆裂并扩张外挤；
4)对周围管线位移情况、路面结构变化情况进行实时不间断的监测；
5)爆管过程出现中心线偏移严重、土体位移过大、对附近管线或路面结构可能产生影响时，停机。
进一步，所述步骤八的回拖前的准备工作包括：
1)连接前用泥浆冲洗钻杆，以确保钻杆内无异物；
2)连接后要进行试喷，确保扩孔器畅通无阻；
3)旋转接头内应注满油，旋转应良好，无卡阻现象；
4)回拖前应对钻机、泥浆泵等设备进行保养和小修；
5)回拖管在管道发射支架均匀放置，且无悬空和管道贴地，入洞发送沟开挖顺滑；
6)扩孔器旋转和回拖速度应均匀，回拖速度≤2.5m/min；
所述管道回拖具体包括：
1)管道回拖应采用发送沟的方式进行；
2)管道回拖施工应连续进行；
3)回拖过程中，要认真观察泥浆的运行情况，动用泥浆制浆系统、泥浆循环处理系统和利用泥浆车回收泥浆残物；
4)管道回拖过程应加强土体位移和管线、路面变形的观测。
本发明的另一目的在于提供一种所述增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法在对地下旧有管道进行胀管式改造中的应用。
本发明的另一目的在于提供一种所述增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法在含砂率小于30％的黏性土土层地质中施工中的应用。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明通过在待胀管道和需保护设施之间增设应力释放孔，使得胀管时产生的应力在孔内得到有效释放，使扩胀外挤部分土体填充到应力释放孔内，有效地减少土体位移，大大降低了对周围结构物的破坏。采用了胀管式管道施工工艺，不用明挖，不用在路面上设置围栏隔离设施，降低了对交通的影响，避免了环境破坏和对公共与商业的干扰，减少因施工造成的扰民、民怨、民骂现象。
本发明的应力释放孔的设置解决了传统胀管施工引起的地面隆起问题，从而不会带来因地面隆起而造成的二次施工等问题，降低了人工投入。传统胀管法只能对旧管径进行等管径或稍大管径(管径扩大率通常20％以内)进行更换，更大的管径扩大则受管周土体密实度、施工设备的限制，而本工法的使用在不需要大规模拆迁配合的前提下实现了管道更新时更大的管径扩大率(约200％)，对密实度较大的黏土也可达到150％以上。
本发明施工工艺施工速度快，施工工期较短，不需要较多的人工投入，从而造成的停水时间较短，节省了工期，提高了工效。相比传统明挖法、顶管法、传统胀管法，经济效益和社会效益都有明显的提高，技术先进性明显。
附图说明
图1是本发明实施例提供的增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法包括以下步骤：
步骤S101：施工准备：
1)排水管道施工前，建设单位应向施工单位提供施工影响范围内的地下管线(构筑物)及其他公共设施资料，完成设计交底工作，施工单位应采取措施加以保护。
2)并按要求进行导线点、水位点的交接工作，施工单位及时进行复测并测量结果形成记录。
3)施工单位做好人、料、机的施工组织，做到流水作业施工，防止窝工。
步骤S102：施工测量放线、现场物探：
1)现场踏勘：
按建设单位提供的施工图及地下管线资料，项目部组织相关技术人员对旧管道的位置、周边管线位置、路面高程等分别进行现场定点确认，做好相关标志，记录相关数据作为施工过程监测的依据。
2)测量设备、机具、资料准备；
3)测量放线及物探。
步骤S103：路面出入土点及周边管线设置定位观测点；
步骤S104：钻孔前准备工作：
1)入土点作业区的修筑及围蔽：
根据放线要求标识，结合有关部分要求的安全文明环保施工的要求，对作业区设置临时围挡，并按要求做好安全警示标志。
2)设备进场、安装、调试：
a)所有设备进入现场后，进行系统安装,系统安装完毕检查一切正常后，进行系统试运转；
b)在开钻前认真检查钻杆，麻花钻杆、无磁钻铤、螺杆马达、液压胀管器等的质量，在爆管扩张、回拖前还要检查并确认扩孔系统水眼的畅通，卸扣无变形，锁销完好。
3)磁方位测量、定位及泥浆配备：
a)磁方位角作为定向钻穿越工程最重要的控向数据，是确保穿越曲线圆滑的最重要保障，用全站仪通过在穿越中心线上地表多点测量，然后将各组数据进行对比分析，排除由于磁干扰面错误的数据，确定正确的磁方位角数值。如果各组数据相差0.2O以上，则应增加测量点，直到确定正确的数值；
b)泥浆配备必须严格按设计配合比进行配制，泥浆性能满足施工工艺要求，做好使用过程的文明环保措施。
步骤S105：试钻：
1)搬迁、就位、连接、复测完成后，对施工机动设备进行单机试运行，对泥浆系统、控向系统进行调试。
2)按地质条件配足泥浆，时行试喷射，定向钻系统进行试钻，检测各部位、各系统的运行情况是否正常，发现问题及时处理。
步骤S106：钻应力释放孔：
1)试验段试钻应力释放孔参数确定；
2)钻应力释放孔。
步骤S107：旧管道爆管外挤；
步骤S108：发送架安装与回拖管道上架：
1)采用钢架双橡胶滚轴发送架做发送道，发送架架体根据发送管道管径的大小选择槽钢制作，滚轴支撑采用Φ50的圆钢，滚轴采用特制的空心橡胶圈套在圆钢上；
2)回拖时发送架的布置应根据管道的外径、管道单位重量和管位标高等因素来布置；
3)严格控制辊轮橡胶的硫化技术参数，橡胶强度太硬会磨损管材防腐层，橡胶强度太软又会造成回拖时辊轮开裂，影响管线回拖；发送架安装应确保其稳定性，避免回拖过程中发生侧翻；
4)发送架安装好之后，吊装回拖管道到发送架上，调整其位置。
步骤S109：管道回拖：
回拖前准备工作；进行管道回拖，管道回拖完成之后，检查管道的位置是否满足之前设计的位置。
步骤S110：应力释放孔注浆回填：
1)在确保新管线回拖并按设计就位后，应及时对应力释放孔道进行注浆处理。注浆材料应为水泥砂浆；
2)注浆过程应严格控制注浆压并同时比对实际注浆量与理论注浆量的偏差，避免因注浆压过大对周围土体产生不利影响或因注浆压过低孔洞无法完全充满。
步骤S111：现场清理及地貌恢复：
1)注浆完成达到稳定后，系统拆除连接，进行设备撤场。按照钻机、泥浆系统、动力系统、机具钢板等顺序依次撤离；
2)及时清理施工现场，对施工造成的周围环境的改变及时进行恢复措施，减少施工过程对路面及周边环境的影响。
进一步，所述步骤S102测量设备、机具、资料准备具体方法包括：
1)校验测量所用的GPS全球定位仪、全站仪、经纬仪、水准仪有无故障，确保在有效期内；
2)备齐施工图、地下管线资料、交接桩记录及其他认定的所有文件，备足木桩、红油漆、钢尺、白灰、花桩等工具；
3)进入现场测量之前，有关技术人员必须熟悉图纸有相关资料。
所述测量放线及物探具体方法包括：
1)依据施工图、测量成果表，复测设计交桩位置和高程，对旧管线纵断面图进行复测、核算，如发现与设计有较大出入应做好记录并及时同设计单位联系；
2)测定新管道中心线，每10米设一定位桩；
3)设地下障碍物标志桩，注明障碍物名称、埋深和尺寸；
4)测量过程按规范要求做好记录。
进一步，所述步骤S103路面出入土点及周边管线设置定位观测点具体方法包括：
1)放线完毕后及时清点作业带内的障碍物，用专门的地下管线探测设备，探测管线位置的原始数据，按顺序将管线位置投影到路面，埋设观测标志桩或标志点，做好其平面坐标、深度的原始数据记录。
2)根据设置的穿越中心线桩和出、入土点桩放线，确定出入土点作业区范围，入土点作业区的放射线原则为以入土点为基准，前后分别为20m和40m, 左右为20m和40m，出土点作业区的大小原则上应在20m*20m左右。但根据施工现场的实际情况，也应灵活调整出、入土作业点作业区的面积，只要能满足设备安装操作空间，应以安全、够用、经济、对周边影响小为原则。
3)泥浆处理应使用泥浆车，避免现场设泥浆池占用路面且不环保，用白灰将边线和穿越中心线标出。
4)出入土点作业区基坑开挖好后，采用钢板桩对开挖基坑进行支护。
进一步，所述步骤S104磁方位测量、定位及泥浆配备具体方法包括：
1)磁方位角作为定向钻穿越工程最重要的控向数据，是确保穿越曲线圆滑的最重要保障，用全站仪通过在穿越中心线上地表多点测量，然后将各组数据进行对比分析，排除由于磁干扰面错误的数据，确定正确的磁方位角数值。如果各组数据相差0.2O以上，则应增加测量点，直到确定正确的数值。
2)泥浆配备必须严格按设计配合比进行配制，泥浆性能满足施工工艺要求，做好使用过程的文明环保措施。
进一步，所述步骤S106试验段试钻应力释放孔参数确定具体方法包括：
1)本发明应用成功与否，取决于应力释放孔的位置、大小、成孔效果。工程开工前，项目部必须组织专业技术人员根据现场土质特性、含砂率、含水量、管顶覆土厚度以及周边需保护设施的特性，综合考虑并经初步计算拟定应力释放孔的位置及孔径大小范围。
2)孔道位置过于靠近保护设施，如靠近路面结构，则孔道容易受路面动载挠动而塌孔，过于靠近旧管道一侧，则可能会引起胀管过程设备偏孔，影响成了效果。所以孔道位移应尽可能地布置于旧管道和需保护设施的中间位移，或根据需保护设施要求作适当调整。
3)孔道的大小也是一个非常关键的参数，应力释放孔道过大，则在钻应力释放孔过程就会引起塌孔，而对设施造成塌陷破坏，应力释放孔太小，则不能有效发挥应力释放孔的效果，对设施的保护功能非常有限。为确定应力释放孔的最佳位置和孔径大小等参数，以保证增加应力释放孔后对管道周边结构、设施、管线的有效保护,以类似工程环境的试验段来实现。
4)通过对试验段数据分析，得出结论为孔径为290～420mm可满足够路面偏差的规范要求。
进一步，所述步骤S106钻应力释放孔的具体方法包括：
1)根据试验段的数据，在胀管过程中产生较大应力且可能引起土体位移的一侧，采用水平定向钻机配传统钻头(三牙轮碳化钨镶齿钻头)，在爆管施工之前先钻出一个应力释放孔洞，孔洞位于旧管与需保护的构筑物或管线之间，如旧管道与路面之间。
2)为保证应力释放孔的效果，钻孔过程应加强测量，以确保孔道位置中心线与理论计算中心线重合。孔径太小则应力释放效果不明显，依然会产生较大的土体位移，太大则容易引起孔洞内侧的坍塌,特别是受地下水影响含水量偏高的黏土和砂土地质。
3)对于路面下设置的应力释放孔，因施工过程中交通不中断，路面存在车辆动荷载，可能会引起孔道土体的坍塌，需在钻孔道前对路面通过的车辆采取限速、限重、孔道正上方加设厚钢板以扩散车辆荷载应力等技术保障措施。
4)从钻应力释放孔开始，观测组成员应按观测方案的要求，对路面结构、管线位置、完整性等进行观测，并按要求做好记录，发现异常情况应立即暂停施工并向技术研究小组报告，且技术研究小组提出正理方案，解除异常后再继续组织施工。
进一步，所述步骤S107旧管道爆管外挤的具体方法包括：
1)应力释放孔完成后，应尽快组织对旧管的扩孔施工。以旧管道为导向孔，仔细分析导向孔的实际线形能否满足标准规范和扩孔、回拖作业的要求，满足要求的应及时进行下道工序施工，否则应采取措施以确保扩孔后孔道中心线位置的准确性。
2)用60"的B型大钳与单斗、人工配合卸下三牙轮碳化钨镶齿钻头，换上扩孔专用设备液压胀管器，液压胀管器安装前，应仔细核对胀管器的有效作业半径范围，应不小于1.2～1.5倍新管外径。液压胀管器应能与水平定向钻杆能配套使用，钻杆产生的牵引力应满足对于爆管力的T>P1sinθ/2+P2sinθ/2+Ff的要求。
3)钻机钻杆对液压胀管器产生均衡的牵引力，沿旧管道方向缓慢地对旧管道进行爆裂并扩张外挤。
4)爆管过程因产生的径向、纵向应力都非常大，此过程的应力释放控制是整个胀管外挤施工应力控制的关键，也是验证增加的应力释放孔是否有效的关键环节。爆管过程应以缓慢、均匀、稳定为原则，观测人员对周围管线位移情况、路面结构变化情况进行实时不间断的监测。监测数据应同时给技术研究小组现场指挥员、信号员、机械操作员等同步反馈。
5)指挥员、信号员、机械操作员应根据监测数据的变化，确定牵引力大小、管爆速度以及是否需要立即停机等。如发现爆管过程出现中心线偏移严重、土体位移过大、对附近管线或路面结构可能产生影响时，应即停机，采取有效措施后才能继续施工。
进一步，所述步骤S109回拖前的准备工作包括：
1)连接前用泥浆冲洗钻杆，以确保钻杆内无异物；
2)连接后要进行试喷，确保扩孔器畅通无阻；
3)旋转接头内应注满油，旋转应良好，无卡阻现象；
4)回拖前应对钻机、泥浆泵等设备进行保养和小修；
5)回拖管在管道发射支架均匀放置，且无悬空和管道贴地，入洞发送沟开挖顺滑；
6)扩孔器旋转和回拖速度应均匀，回拖速度≤2.5m/min。
所述管道回拖具体包括：
1)管道回拖应采用发送沟的方式进行；
2)管道回拖施工应连续进行，除发生不可抗力原因外，严禁在施工中无故停拖，在回拖时进行连续作业，避免因停工造成阻力增大；
3)回拖过程中，要认真观察泥浆的运行情况，动用泥浆制浆系统、泥浆循环处理系统和利用泥浆车回收泥浆残物，尽量减少环境污染；
4)管道回拖过程应加强土体位移和管线、路面变形的观测。
进一步，所述一种增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法的适用范围包括：
1)应用于对地下旧有管道进行胀管式改造项目，待胀管道周边存在设施需要原地保护，不适宜大规模拆迁的情况。
2)适用土质主要是针对含砂率小于30％的黏性土土层，含砂率过大、含水量过大或其他复杂地质中施工，成孔过程会受一定程度的限制或需采取其他技术处理措施，有待进研究改进。
3)适用管材如表1所示:
表1适用管材
本发明的增加应力释放孔的胀管式管道更新施工工艺的原理，具体包括：通过在待胀管道与需保护设施之间增加应力释放孔，吸收胀管过程中产生的应力，多余的外挤土体在孔道内释放，有效减少胀管过程的土体位移，既可实现在密实土体中大比率的管径扩张又可对周边结构设施、其他管线进行原地保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，其特征在于，所述增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法包括：
步骤一，按照施工图及地下管线资料，对旧管道的位置、周边管线位置、路面高程分别现场定点确认，做好相关标志，记录相关数据作为施工过程监测的依据；
步骤二，路面出入土点及周边管线设置定位观测点；
步骤三，根据放线要求标识，对作业区设置临时围挡，并按要求做好安全警示标志；所有设备进入现场后，进行系统安装；检查钻杆，麻花钻杆、无磁钻铤、螺杆马达、液压胀管器；
磁方位角用全站仪通过在穿越中心线上地表多点测量，将各组数据进行对比分析，排除由于磁干扰面错误的数据，确定正确的磁方位角数值；如果各组数据相差0.2°以上，则应增加测量点，直到确定正确的数值；泥浆配制；
步骤四，搬迁、就位、连接、复测完成后，对施工机动设备进行单机试运行，对泥浆系统、控向系统进行调试；按地质条件配足泥浆，时行试喷射，定向钻系统进行试钻，检测各部位、各系统的运行情况是否正常；
步骤五，试验段试钻应力释放孔参数确定，钻应力释放孔；
步骤六，旧管道爆管外挤；
步骤七，采用钢架双橡胶滚轴发送架做发送道，发送架架体根据发送管道管径的大小选择槽钢制作，滚轴支撑采用Φ50的圆钢，滚轴采用特制的空心橡胶圈套在圆钢上；回拖时发送架根据管道的外径、管道单位重量和管位标高布置；控制辊轮橡胶的硫化技术参数；发送架安装好之后，吊装回拖管道到发送架上，调整位置；
步骤八，管道回拖；管道回拖完成之后，检查管道的位置是否满足之前设计的位置；
步骤九，在确保新管线回拖并按设计就位后，对应力释放孔道进行注浆处理；注浆材料应为水泥砂浆，注浆过程应控制注浆压并同时比对实际注浆量与理论注浆量的偏差；
步骤十，注浆完成达到稳定后，系统拆除连接，进行设备撤场；按照钻机、泥浆系统、动力系统、机具钢板等顺序依次撤离；及时清理施工现场，对施工造成的周围环境的改变及时进行恢复措施。
2.如权利要求1中所述的增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，其特征在于，所述步骤二还包括测量设备、机具、资料准备：
1)校验测量所用的GPS全球定位仪、全站仪、经纬仪、水准仪有无故障；
2)备齐施工图、地下管线资料、交接桩记录及其他认定的所有文件，备足木桩、红油漆、钢尺、白灰、花桩工具；
测量放线及物探具体方法包括：
1)依据施工图、测量成果表，复测设计交桩位置和高程，对旧管线纵断面图进行复测、核算；
2)测定新管道中心线，每10米设一定位桩；
3)设地下障碍物标志桩，注明障碍物名称、埋深和尺寸；
4)测量过程按规范要求做好记录。
3.如权利要求1中所述的增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，其特征在于，所述步骤二路面出入土点及周边管线设置定位观测点具体方法包括：
1)放线完毕后及时清点作业带内的障碍物，用地下管线探测设备，探测管线位置的原始数据，按顺序将管线位置投影到路面，埋设观测标志桩或标志点，做好其平面坐标、深度的原始数据记录；
2)根据设置的穿越中心线桩和出、入土点桩放线，确定出入土点作业区范围，入土点作业区的放射线原则为以入土点为基准，前后分别为20m和40m,左右为20m和40m，出土点作业区的大小原则上应在20m*20m；
3)泥浆处理应使用泥浆车；
4)出入土点作业区基坑开挖好后，采用钢板桩对开挖基坑进行支护。
4.如权利要求1中所述的增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，其特征在于，所述步骤五的试验段试钻应力释放孔参数确定具体方法包括：
1)开工前，根据现场土质特性、含砂率、含水量、管顶覆土厚度以及周边需保护设施的特性，经初步计算拟定应力释放孔的位置及孔径大小范围；
2)孔道位移布置于旧管道和需保护设施的中间位移；
3)确定应力释放孔的最佳位置和孔径大小参数；孔径为290～420mm。
5.如权利要求1中所述的增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，其特征在于，所述步骤五的钻应力释放孔的具体方法包括：
1)在胀管过程中产生较大应力且引起土体位移的一侧，采用水平定向钻机配传统钻头，在爆管施工之前先钻出一个应力释放孔洞，孔洞位于旧管与需保护的构筑物或管线之间；
2)孔道位置中心线与理论计算中心线重合；
3)对于路面下设置的应力释放孔，在钻孔道前对路面通过的车辆采取限速、限重、孔道正上方加设厚钢板以扩散车辆荷载应力；
4)从钻应力释放孔开始对路面结构、管线位置、完整性进行观测，并做好记录。
6.如权利要求1中所述的增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，其特征在于，所述步骤七的旧管道爆管外挤的具体方法包括：
1)应力释放孔完成后，以旧管道为导向孔，分析导向孔的实际线形能否满足标准规范和扩孔、回拖作业的要求；
2)液压胀管器安装前，胀管器有效作业半径不小于1.2～1.5倍新管外径；钻杆产生的牵引力满足对于爆管力的T>P1sinθ/2+P2sinθ/2+Ff的要求；
3)钻机钻杆对液压胀管器产生均衡的牵引力，沿旧管道方向缓慢地对旧管道进行爆裂并扩张外挤；
4)对周围管线位移情况、路面结构变化情况进行实时不间断的监测；
5)爆管过程出现中心线偏移严重、土体位移过大、对附近管线或路面结构可能产生影响时，停机。
7.如权利要求1中所述的增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法，其特征在于，所述步骤八的回拖前的准备工作包括：
1)连接前用泥浆冲洗钻杆，以确保钻杆内无异物；
2)连接后要进行试喷，确保扩孔器畅通无阻；
3)旋转接头内应注满油，旋转应良好，无卡阻现象；
4)回拖前应对钻机、泥浆泵等设备进行保养和小修；
5)回拖管在管道发射支架均匀放置，且无悬空和管道贴地，入洞发送沟开挖顺滑；
6)扩孔器旋转和回拖速度应均匀，回拖速度≤2.5m/min；
所述管道回拖具体包括：
1)管道回拖应采用发送沟的方式进行；
2)管道回拖施工应连续进行；
3)回拖过程中，要认真观察泥浆的运行情况，动用泥浆制浆系统、泥浆循环处理系统和利用泥浆车回收泥浆残物；
4)管道回拖过程应加强土体位移和管线、路面变形的观测。
8.一种如权利要求1～7任意一项所述增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法在对地下旧有管道进行胀管式改造中的应用。
9.一种如权利要求1～7任意一项所述增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法在含砂率小于30％的黏性土土层地质中施工中的应用。
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| CN201910967401.7A CN110820899A (zh) | 2019-10-12 | 2019-10-12 | 一种增加应力释放孔的胀管式管道更新施工方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113932723A (zh) * | 2021-08-30 | 2022-01-14 | 北京市南水北调环线管理处 | 一种阀门应力的释放方法 |
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| CN205078914U (zh) * | 2015-10-26 | 2016-03-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于旧管线非开挖更换的胀管器 |
| CN107366781A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种非开挖地下承压管道的更换装置及方法 |
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