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。     

城市管网螺旋缠绕管道修复技术在莫斯科的应用与经验

非开挖螺旋缠绕管道修复方法是一项城市给水、排污管道再铺设和修复的先进技术。螺旋缠绕管道（SWP）修复的基本原理采用连续的硬聚氯乙烯或高密度聚乙烯带材修复管道内老化或破损的部分。这种带材通过检修井输送到管道内,使用螺旋缠绕设备将其安装在管道内。这种技术的优点有：可形成长度、直径、形状灵活的内衬;连续作业;不需要开挖。这种螺旋管在原有管道内可以作为混凝土模板,为内部新混凝土层提供可靠的支撑和保护。在本文中,作者介绍了非开挖螺旋衬管技术在莫斯科特殊城市环境中的早期应用。并介绍了莫斯科一项直径420mm污水管道改造工程案例。同时本文还整理了俄罗斯国内近年来采用螺旋缠绕衬管技术的管网修复工程,介绍了各项工程的施工长度和管道直径。     

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。     

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。     

非开挖地下管线修复与更换技术在中国的应用前景

改革开放以来,我国大部分城市抓住发展契机都在搞建设,但计划赶不上变化快,地下管道在建设过程中缺乏长远考虑,遗留了诸多问题。当前,部分管道老龄化,破损严重,急需修复与更换。我们国家多采用明挖法进行施工,而国际上很多国家则运用非开挖地下管线修复与更换技术,与明挖法相比有保护环境,不影响交通,施．Y-隐蔽,社会效益高,技术先进等优点。这项技术在我国还处于初级阶段。技术经验不足,大多需要借用国外的设备。由于我国大城市管道陈旧和道路交通拥堵现象日趋严重,发展该技术迫在眉睫。国际上常用的修复技术有内衬插入法,模压内衬法,折叠内衬法,螺旋缠绕法等。这些方法各有优点,而“刮痧法”和“穿衣法”能兼并其中几种方法的优点。在我们国内市场,运用以上方法成功的案例也有,但并未得到推广。非开挖地下管线修复与更换技术出了应用于市政工程外,还可用于石油管线工程,地质工程等,在国内有巨大市场前景。     

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。     

采用CIPP法修复哥伦布市河滨公园排污管道

哥伦布市河滨公园的地下排污管道承担了该市95％的排放量,直径72英寸的混凝土管道由于硫化氢气体腐蚀发生了破损,危及这一著名风景。采用CIPP法成功地对其进行了修复。     

科罗拉多奥若拉市主干雨水管道的评估检查和修复

2007年,图标工程公司和奥若拉水公司展开一项项目,来调查评估科罗拉多奥若拉市的排水系统中的大直径CMP（金属波纹管）。项目最初阶段着重于比较现有的承压容量和城市集水区可能的排量,以及评估管道的结构完整性。随后阶段,包括换衬系统的设计和建造。为了完成项目任务和目标,利用各种方法,包括动态SWMM分析、自动和人工管道检查、金属波纹管系统中换衬的设计。城市中心排水系统于1974年建造,尺寸从84英寸到120英寸,总长接近4350英尺。此管道系统是为奥若拉城一片极其重要地区的排水所服务的,该地区包括奥若拉城中心和奥若拉市政中心。由于该地区的高度不透水性,排水系统上游领域的排量有可能超过系统的排水能力。因此,结合复杂的层流劈裂和滞留特点,就根据环保局SWMM5项目来制定动力雨水管道模型。排水管道系统主要完成检测、取样、测试三个阶段,这三个阶段将在后面的文章中详细讨论。奥若拉水公司希望将现有的3060英尺长的管线换衬为120英寸的CMP。正如所预料的,在最后的设计阶段遇到许多障碍,关于重要地区管道的插入和表面入口受到限制。换衬项目的建造将于2009年12月开始。总之,论文最后将根据最初的检查和所确定的现有的情况（大量腐蚀）来铺设CMP管,并于2009至2010年冬天进行抉衬的建造。     

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。     

非开挖管道评价与修复决策系统

本文介绍了中国地质大学（武汉）开发研制的“非开挖管道检查与修复评估系统”的设计思路和功能,其中包括管道运行状况评价模型和非开挖管道修复工艺选择模型。城市地下管网系统和其他的市政设施一样需要例常的维护、维修和更换,然而由于技术原因和管理观念的滞后,导致市政管网一个多世纪以来一直处于“不可见、不可预测、无法管理”的状态。非开挖技术的出现让工程师和市政管理人员能够统筹地了解和管理城市的地下管网系统,并有效的保障地下管网的运行安全和效率。本文重点讨论了影响管道运行状况的主要因素和常见的管道缺陷,并简单说明缺陷的分级标准,最后分析了和讨论了影响管道修复工艺选择的相关参数。     

Michigan承包商采用HDD来保持生意发展

Selge Construction公司在Mich洲安装低气压下水道和磨床泵系统的实践证明,HDD应用于城市景观、房屋之间和狭窄的地段铺设服务管线和主干管线,降低了对地表面的景观损害,从而尽量减少了在管道安装完成后的恢复工作。另外,在高地下水的情况下,HDD无需像明挖所要求的那样大量降水。     

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。     

“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。     

围堰工程对污水管线影响的数值模拟与评估

城市内新建工程周边环境复杂,地下管线种类繁多,在设计之初就需要考虑施工以及工程营运对其安全的影响,但目前缺乏统一的影响评价标准,须按照管线功能以及所属部门的相关规程作为其评价依据。该项目的管线为下穿围堰的2条直径为1.2 m、壁厚为12 mm的排污管,采用FLAC3D建立了围堰工程对大直径有压焊接薄壁排污管道的三维数值计算模型,分4种不同施工工况进行了管道变形和应力计算。依据相关规范的要求,从管道本身的安全性和正常使用要求出发,并采用第4强度理论计算了相当应力,最大值为136.61 MPa,出现在最后抽水工况下管1的外侧。最大沉降量39.3 mm对应的管体倾斜量为0.275%。将其结果与理论值进行对比,理论计算得到的相当应力最大值为188.18 MPa,高于数值计算结果,其原因为理论方法将各影响效应分别计算并进行简单相加。结果表明,拟建围堰工程对该管线的影响可控,数值方法较规范方法计算结果更为合理,为类似工程对管线影响评价提供了参考。     

国外常用的检查井修复方法介绍

在市政管道建设中,检查井主要作用是方便地下管线清淤、疏通以及修复等维护工作。检查井不仅承担路面车辆活荷载,还承担外部周围土体的土压力以及地下静水压力,井壁内部环境也十分复杂,长期受到废液和废气的腐蚀,十分容易出现破坏。针对这一情况,有必要对检查井及时地进行修复,防止其进一步恶化。保证检查井的密封性以及结构完整性。检查井的修复方法包括预制检查井更换,原位浇筑混凝土内衬,原位固化衬里,砂浆喷涂,黄麻纤维加聚氨酯树脂预聚物以及速凝水泥修复技术,各方法的设计施工特点以及适用范围有所不同。     

北京高压燃气管线修复全程采用德国内衬翻转工艺

沿三环路敷设的燃气高压管线始建于1988年全长30公里,已经运行了24年。由于地上有构筑物,无法开膛破肚进行更换,2011年9月,市燃气集团运用从德国卡尔维斯公司引进的管道翻转内衬修复技术,对东三环华威桥下700多米燃气高压管线进行修复技术试验,经国外权威检测机构检测证实完全适用于老旧高压燃气管道的修复。     

CIPP翻转内衬技术在北京西三环高压燃气管线工程中的运用

城市中心交通繁忙地带的老旧地下管道改造历来都是摆在管网运营商面前的一个难题。随着中国城市的发展,地下管线改造对非开挖管道修复更新领域高新技术的需求会越来越强。本文通过介绍CIPP翻转内衬技术在北京西三环高压燃气管线改造中的工程运用,尝试为之后城市燃气乃至上、下水管道的改造提供一个新的思路。     

HDD铺设24英寸可熔接PVG管道创新纪录

在美国斯坦丁罗克地区铺设的乡村供水管网中,需要在取水口和水处理厂之间铺设一条长1463m、直径24英寸的管道。King公司克服了钻进场地偏僻、湖面水位上升、钻进和熔接场地重新调换、地质条件复杂和有线导向系统等各方面问题,完成了这条24英寸可熔接PVC管线铺设工程,创造了新的纪录。     

在基岩和卵砾石土中进行小口径管道长距离曲线顶管的实例

随着城市功能的发展,可以推测在未来各种生活管线设施,如供水和排污系统、电力、燃气、通讯等管线的安装将会增加。在安装这些管线设施时,有大量问题如道路交通的中断,管道埋置深度的增加,周围建筑物的振动,噪音的减少等需要考虑。ACEMOLE法是一种小口径管道的顶管方法．它能解决在长距离／曲线顶管中遇到的这类问题。除为了解决光学定位而采用的“激光目标”系统的标准外,该系统配备了一个“电磁方法／流体压差法”4波器,还可以利用独特的“棱镜”曲线位置检测测量系统,它能够保证准确定位和控制,这是电磁法所不能替代的,因为电磁法受到周围磁场、地下设施、顸管深度的干扰阻碍。     

北美非开挖技术发展近况-管道修复更换技术方面

2010年5月北美非开挖技术协会（NASTT）在美国芝加哥举办了一年一度年会,同时庆祝协会成立20周年,来自美国和加拿大的几百位学者对非开挖技术的各个方面进行了为期一个星期的探讨。笔者主要对所遴选的管道修复更换技术在北美地区的应用方面论文进行了阐述,包括玻璃纤维增强聚合物在混凝土管道中的应用情况、螺旋内衬注浆法修复管道、大直径铸铁管道爆管更换技术、基于声纳技术的CCTV检测系统及部分参展设备实物展示等,希望能够对国内广大非开挖业内人士的学习、研究、设计、施工有所借鉴。