选择合理的污水管道修复方法

华盛顿·谢尔顿是一座历史悠久的城市,坐落在距奥林匹亚西北方56.3公里（35英里）的普吉特海湾的最南端．谢尔顿于1890年建成,现有的大部分排水系统都很老旧并且远远超过其设计基准期,大多数现有管道安装于1910-1950期间。1998年．谢尔顿的生态部门发布了一项行政命令,旨在减少废水排放中的悬浮物数量,悬浮物是由于大量管道老化产生的流入和渗透造成的。 本文主要讨论5号标段的修复工程问题,包括修复主干线约12．9公里（42,300英尺）,直径为15.2厘米（6英寸）、20．3厘米（8英寸）、30．5厘米（12英寸）的污水管道;以及在确定最具经济效益的施工方法过程中遇到的问题。文章回顾谢尔顿最初建造污水管道的工程方法,并从3种技术中选择最经济有效的修复方案,包括传统的露天开挖法、爆管法、原位固化法。本文着眼于这3种技术如何受到各种因素的影响,如目前的管道状况、水流量,污水管道的深度以及道路情况。     

南普拉特河非开挖隧道风险管理案例分析

大草原水利项目（PWP）将增加奥罗拉市百分之二十的城市供水,每年提供高达一万英亩一英尺（约33亿加仑）的水。PWP项目的一个关键因素是输送系统,该系统由直径为60英寸、约33英里长的地下原水传输管道,15个非开挖隧道（包括南普拉特河）和三个抽水站组成,该抽水站将亚当斯县的南普拉特河水垂直提升900英尺输送到奥罗拉市的新彼得宾尼净水设施。非开挖方法被用来构建水路、湿地、高速公路、干道和铁路下面的管线。南方普拉特河非开挖隧道是该项目最重要和具有挑战性的工程之一。南普拉特河隧道的地层条件的特点是由从细粒到粗粒砂组成的冲积层,与河漫滩沉积物凝聚的砾石,局部地方含有卵石和石块,基岩上覆盖着粘土岩。冲积层有25—30英尺厚,一般具有高渗透性和高储水能力,而粘土岩渗透性低。该隧道长约260英尺,在粘土岩中隧道的最大深度为48英尺,并配有一个直径78英寸的钢护筒、一条直径60英寸的钢管道以及支持系统监控和数据采集（SCADA）的通信光纤电缆或管道。本文介绍了与南普拉特河隧道相关的风险管理。此外,本文还探讨了,在不影响美国联邦监管的水域及美国工程兵管辖范围内的湿地的情况下,与工程建设有关的独特设计和施工挑战。     

隧道施工的成本节约与环境保护

A号管线是一条内径为96英寸的无压式污水截流管道,它的投入使用将会淘汰康科德城的一个主泵站,而这个泵站目前的旱季平均抽运水量为每天1000万加仑。新管线的修建通过了各种场地条件,包括市立高尔夫球场、繁华商业区中拥挤的城市街道以及泥土修筑的胡桃河防洪渠道的地下区域。污水截流管线和接头管线采用三种不同的方法进行敷设,包括采用土压平衡盾构（EPBM）开挖技术和微型隧道掘进（MTBM）技术（870英尺长的内径为72英寸的管线）进行顶管施工（3,050英尺长的内径为96英寸的管线）,以及采用传统的明挖法横穿胡桃河防洪渠道（540英尺长的内径为48英寸的双平行管线）。A号无压截流管线项目取得了一些独特的关键成就。它们是：EPBM安装：采用EPBM施工法进行设计和施工促进了顶进长度极限的增长。数量有限的管盖表明对径向超挖的控制是工程成功的关键。由于有限的管盖,在地下和地表分别设置了监测点对管道沿线的沉降进行检测。设计并修建中继站（ITs）和工作井以便能施加较大的推力。等级纠正：当将第二个内径为72英寸的微管隧道掘进机安装在错误的等级（相差2．8英尺）时遇到了一个关键的施工难题。出现这样的错误是由于对激光制导系统的设置相差了10倍。选择的纠正方法是在采用湿密度为40磅且28天养护单轴抗压强度为300磅每平方英寸的多孔混凝土回填产生的空隙的同时,将整个内径为72英寸的1KCP（钢筋混凝土管道）拔出。以每天40英尺的速度将内径为72英寸的管道拔出,这为采用水泥浆进行修复以避免任何地下倒塌提供了充足的时间。一旦将管道全部拔出,承包商就在多孔混凝土中进行隧道开挖并将管道成功安装到正确的位置上。     

基于 SWMM 的张家港市排水防涝风险评估

在城市内涝频发的背景下,对城市地区的排水防涝风险进行正确评估至关重要。构建了张家港城市排水防涝SWMM模型。根据排水系统与排涝系统的不同需求,推求出适用于城市排水防涝系统的综合设计雨型,将此设计雨型作为上边界输入模型中,绘制了5年一遇、10年一遇和20年一遇的内涝积水深度和积水时间图。运用指标体系法,根据内涝积水深度、积水时间和所在地敏感性定义了排水防涝风险级别,绘制了不同重现期的内涝风险图并分析了易涝原因。结果显示,张家港市大部分地区是内涝产生的低风险区;人员密集的老城市产生涝灾的风险较大;随着暴雨重现期的不断增大,张家港市内受灾范围不断加大,受灾等级也不断提高。为其他城市进行排水防涝风险的评估、完善排水防涝体系提供思路。     

用水平定向钻机原位替换陶土污水管

范布伦市工业加工园区的污水干管坍塌了60英尺长,需要更换的管道总长约有400英尺,设计采用直径20英寸的HDPE管替换老旧的内径18英寸的陶土管,Gastow定向钻进公司采用Hammerhead气动矛来对老旧的陶土管进行爆管,然后用水平定向钻机原位替换。     

岩溶泉域降雨径流水文过程的模拟——以重庆金佛山水房泉为例

通过地貌、水文地质、土壤、植被、地下洞穴管道等实地调查,以及示踪试验确定水房泉泉域范围和地下水文系统特征,并通过代表性点的土壤入渗试验、降雨和流量监测以及DEM数据等获得泉域水文模型所需的面积、结点高程、入渗率、糙率、管道长度、含水层孔隙度、出流系数等参数。选择SCS径流曲线模型估算地表产流,利用SWMM模型模拟泉域对场降雨的径流响应过程。通过运行模型,与实测流量比较,结果显示模拟曲线与观测流量曲线吻合较好,用于校正和验证的两场降雨产流的模拟误差分别为9.5%和12%,表明SWMM可应用于岩溶区以管道流为主要排水系统的含水介质的模拟。     

Bear Creek发电站管道修复

加利福尼亚州的熊溪水电站有一段直径48英寸长约1900英尺的管道已严重破坏,管道是常用的48英寸低压管道,螺旋肋,厚度为16的镀锌管,且该工程有4个急剧的弯曲（一个60度,两个45度,一个30度的弯曲）,Michels管道公司采用现场修复更新技术（CIPP）对其修复。     

截污管线在复杂山区城市下的综合开挖技术

排水系统是现代化城市重要的基础设施,与城市的生产生活环境息息相关。东莞市谢岗镇排水系统目前面临排水工程建设相对滞后、排水系统混乱和排水管理不完善的问题,亟需完善管网系统以满足城市排水需求。本文以东莞市谢岗镇截污次支管网工程为研究对象,分析了其排水系统现存问题及成因。在现有管网现状和水文地质资的料基础上,给出了镇区内排水系统管网的完善方案,方案包括管网的布置、管材的选择、施工方案方式以及技术控制要点等。研究成果可为类似截污管道工程建设施工提供技术参考。     

“零”干扰非开挖修复大都市燃气管道

纽约市的皇后区人口稠密、交通拥挤,PIM公司采用内衬紧密配合（Subline）,用直径22英寸的PE管修复更新了直径24英寸、总长1900英尺的老旧钢质天燃气管道,施工做到了将干扰降至最低。     

美国威斯康星州的最大静力爆管工程

美国艾伦．斯蒂尔公司采用德国TT公司的Grounderburst 800G静力爆管机,在威斯康星州成功更换了一条直径4英寸、总长约20000英尺的HDPE旧下水管道,新管材质也是HDPE,直径为8英寸。     

Bellevue泵站动力钻机

华盛顿州东部西雅图的贝尔维尤基础设施改造包括包括安装一个新的5300—1英尺,直径24in的卫生下水管道,为了保持该项目经济上可行和和避免扰动任何地上结构,选定采用水平定向钻安装方法。     

利用SWMM模型模拟岩溶峰丛洼地系统降雨径流过程——以桂林丫吉试验场为例

文章以桂林丫吉试验场为例,验证是否可以利用SWMM模型模拟以管道为主的岩溶峰丛洼地系统降雨径流过程。以洼地为单元,把研究区概化为由管道相连的6个次级汇水流域,选择Green-Amp入渗计算方法,同时考虑包气带裂隙水对管道的补给,运行SWMM模型计算出研究区管道总出口S31泉的流量曲线。结果显示：模拟流量变化过程与实测流量变化过程基本一致。说明该模型可以用来模拟岩溶峰丛洼地地区降雨径流过程。经验证,模拟时段内S31泉总量相对误差为19.1%。     

得克萨斯州普莱诺市采用动静结合碎管法更换大直径管道

美国得克萨斯州普莱诺市采用动压与静压相结合的碎管方法,对直径24英寸的钢筋混凝土排水主管进行了爆管破碎,成功更换铺入32英寸的大直径PE管。该工程证明了对钢筋混凝土管道也能进行超大直径管道的爆管法更换。     

SWMM模型模拟岩溶隧道涌水量的动态变化过程分析--以中坝隧道为例

在复杂岩溶地区,地下水的赋存和运移的复杂多样性使得岩溶隧道涌水量难以预测。城市暴雨排洪和岩溶隧洞管道式集中性涌水具有相似性,试用SWMM模型模拟以管道为主的岩溶隧洞涌水过程,分析SWMM模型对岩溶隧道涌水量动态变化模拟的适用性。以中坝隧道为例,运行SWMM模型计算出隧洞涌水量曲线,研究表明：在小降雨量时段,SWMM模型可以较好的模拟岩溶隧道涌水量水动态变化情况;在强降雨时段,模拟结果和实测数据有较大的偏差。     

一个紧急的大直径原位管道修复法

作为科罗拉多州发展最快的社区之一,奥罗拉有大概325000的居民。它是美国第五十六大的城市,是科罗拉多州第三大的城市。每年,奥罗拉都要更换大量的贯穿着整个城市的老化水管线路。在整个日常管线的更换工程中,邻近的72英寸的雨水管出现了严重的腐蚀现象。由双重的72英寸金属管组成的系统,在大概25年以前,每1200英尺处,就有这种双重的管线被安装作为一种新的发展项目。这个雨水管道被安装在一个分开的四向街道上;奥罗拉发起了一个对于雨水管安装点的应急修复工程中的用到的几个非开挖安装方法的快速评估。首选是原位管道修复替代工程。承包商可以轻松地对双重管道的第一层进行旧管修复工作。但是,在对双重管道的第二层的修复过程中需要把部分衬垫拉回,在这个过程中会遇到很多的挑战。最后,管道剩下的部分不得不从下游瑞蒸汽反演填满。这篇论文将讨论以下内容：工程参数、检查和质量控制协议、大型原位管道裂缝修复方法、如何将该修复方法模式化以应用到日后的管道修复中、经验与收获。     

浅析梯田平整工程的土方量计算——以古交市邢家社乡土地整理项目为例

梯田是在坡地上分段沿等高线建造的阶梯式农田,是治理坡耕地水土流失的有效措施,蓄水、保土、增产作用十分显著。土地整理项目中涉及梯田整理的,必须与排水系统、道路系统统一设计。     

矿井废弃巷道蓄排水系统设计与分析

为了建立废弃巷道蓄排水系统,通过实行“避峰就谷”的排水措施减少矿井排水费用。基于水力学公式和质量守恒定律,推导了倾斜管道形状蓄水区域的蓄排水公式,并从安全和经济两方面设计了排水设施。提出了井下蓄排水系统的有效库容和无效库容的概念,计算了重力自由出流时,不同涌水条件下的蓄排水特征值。分析了从满库至空库过程中水头、排水量和蓄水排放变化情况。结果表明,从满库排水至空库过程中,水头线性减小至最低水头。在前1/3时段内,近一半的库容量已经被排放;前2/3时段内排水量线性减少,库容总量的80%已经被排放;后1/3时段内,排水量快速减少至涌水量,仅排放了整个库容总量的20%。      

在喀斯特石灰岩中挖掘穿越迈阿密船运通道的微型隧道的挑战

佛罗里达州迈阿密戴德郡给排水局一段现存的长14英寸（1400mm）的压力干管与Government Cut的未来疏浚计划冲突,后者是一条联邦航道。这条主要航线的深度要满足“后巴拿马时代船舶”通行,这种船舶将在2014年巴拿马运河扩建完成后开始运行。这条压力干管将安装在海峡水面以下90英寸（27m）处的直径96英寸（2400mm）的铁壳内。这条跨海峡管道发端于Fisher岛上的出发竖井,终止于离Miami Beach330英尺（100m）的水下15英尺（4m）的接收竖井。项目要求在工程建设期间压力干管仍能正常工作;因此,在下水管和压力干管连接处应用热开孔连接技术来保证下水管的正常使用;并且在这些连接处将要安装旁通管。所有这些连接和旁通管安装的工作都将在围堰提供干的环境中进行。这项跨海峡管道工程将在世界上渗透性最高的含水层——Ft．Thompson石灰岩中进行;由于弱酸性的地下水和雨水的溶解,这种岩石的材料属性变化很大。为了完善地质勘探,开展了地球物理调查。本项工程面临的挑战包括机械的选择,高透水层中基础的设计．进出洞时竖井的密封．以及管线刺入围堰处的密封等。     

最前沿的阿拉斯加州下水道主管道质量评估

安克雷奇给排水公司（AWWU）自主拥有运营维护的750英里的废水输送管道包含拦截器在内的十五种不同的管道部件。AWWU拥有可以追溯到1917年的含有大型拦截器的管道超过26英里。像世界上其他公用事业单位一样,AWWU也正尝试在维护这些大型的、高风险的宝贵资产上变得更加前瞻和高效。为了能够提前计划,AWWU意识到需要对最关键的线性资产有基础性了解,这是通过一个建立在风险基础上的SCREAM模型来模拟实现的。通过资产管理项目,AWWU利用存在于拦截器上有限的数据,根据危害的可能性和后果进行风险分类,这包括135000英尺的大直径重力下水道,虹吸管和主管道。这个工程类似于用一个独特而合理的TAP（分层和自适应计划）策略,这是以一种非常具有挑战性的方式来实现特定功能的技术（包括变焦相机,远程闭路电视,声呐,2D激光和3D成像技术）。这对安克雷奇来说是一项巨大的挑战,因为每件事都与极端的天气条件有关。值得注意的是,所有的评估都限制在2011—2012年间短短的四个月内。这项任务的完成依赖于AWWU和西图公司的工程人员的密切协调。工作包括在极端寒冷的条件下消除大范围的积雪,在极端的高达34英尺的潮汐变化条件下执行计划,评估检查要求能够在野外24小时全面进行（两班倒,每班12小时）。     

英国排水管道修复新技术

德国与英国的管道修复公司合作开发出一种称为Epros SeaLiner的原位固化法管道修复技术,其包括衬管材料、特制树脂和技术工艺。应用该技术能在地下水渗入破损管道的条件下施工,可靠密封衬管与宿主管之间环状间隙和枝管重开处的接头,彻底克服内衬修复及接口重开所致的渗漏问题。