非开挖技术在管道直饮水工程中的应用

摘要：管道直饮水使广州市市民的饮水发生质的飞跃。按照“两套管网，分质优质供水”的原则，管道的敷设是分质供水的重点和难点。市区的管网改造和建设，受限于旧管网、交通和环保的条件。非开挖技术的应用，为管道直饮水管网的建设发挥了巨大的作用。

关键词：管道直饮水 非开挖技术 定向钻进 PE管 应用

1、工程概况

　　管道直饮水是以自来水或符合生活饮用水水源水质标准的水为原水，经深度净化后通过固定管道输送、供给用户直接饮用的纯净水，当前呈现出进一步扩大规模的发展趋势。广州南部供水工程的完成，南洲水厂的全面投产，广州市管道直饮水工程进入管网建设的高峰。

　　吉祥路直饮水管道工程属于城市中心区管网工程，为包括省人民政府在内的用户供水，工程需要新建管道由南往北穿越东风路。原设计为明挖施工，管材为钢管内衬管，管道内径为300mm。

2、施工方案的比较和优化

　　工程位于东风中路、吉祥路口，东风路是广州市的东西方向的主干道。原设计为明挖穿越，为了降低对交通的影响，方案减少占用路面的时间，采用L路线(如下图)，长度110米。

　　经现场踏勘，由于受地下电力电缆、煤气管、雨污水管等公用管线的影响，且交通压力非常大，明挖施工困难，故采用非开挖的施工方法，采用牵引的方法，管材改为HDPE管。同时，为了发挥非开挖施工的优势，改为直线型路线（如下图），缩短距离26米。

3、管材的选用

　　原设计采用明挖施工，管材选用钢管内衬管，内径300mm，管道设计内压1.0Mpa。参考设计要求，考虑非开挖施工的需要，工程改选用PE管。

　　就施工方法而言，PE 管道特别适用于非开挖工程。其热熔焊接使管道具有一体化的连接方式，接头强度高；优良挠性使得PE 管道走向容易依照施工轨迹的要求进行改变；良好的抗刮痕能力，使得管道不易损坏而漏水。采用导向钻进技术，管径可达600mm，管线长度一般可达300～400m，深度通常在10m 以内。

　　对PE80 和PE100 而言，双峰分子量分布的PE100管材，其综合性能要比PE80好，尤其是PE100的20℃、50年的蠕变抵抗能力提高，同时又保持了较好的耐环境应力开裂性能(ESCR)。

　　同时，PE管材符合饮用水的要求。

　　综合考虑设计要求和施工要求，工程选用了DN355，PE100级，内压1.0Mpa的PE管，如下表。

工程选用的PE100级聚乙烯管材

4、导向孔轨迹的设计

　　轨迹设计主要考虑设计平面位置、埋深的要求，地下公用管线的影响，钻杆和管材的弯曲半径等。

　　经过细致的探测，查明了测区内的各类地下管线，管线纵横交错，主要有给水、排水、煤气、电力、电信等五种管线，最大管径为DN1200的供水管，最大埋深为3.5米。根据设计文件和地下管线探测结果，结合现场踏勘，导向孔轨迹设计参数如下：

　　考虑钻杆和管材的弯曲半径，取R=50m；

　　考虑其它地下管线的影响，取管道最深点为 h=5m；

　　由 L=(h(2R-h))^0.5

　　式中L—造斜段长度；h—铺管深度；R—弯曲半径。

　　计算得 L=22m，入射角取26度。轨迹线见导向孔轨迹设计图。