市政供水（精选6篇）
市政供水 篇1
水是生命之源, 一个城市、一个家庭乃至人们的生活时时刻刻都离不开水。供水管网是城市供水系统的重要组成部分, 被人们誉为城市的“大动脉”, 是供水公司实现供水产销的必经之路。而城市供水管网系统在其运行过程中, 由于各种无法预测甚至无法控制等因素的影响, 会不可避免地受到一定程度的损坏, 造成部分自来水的漏失。自来水漏失是供水管网面临的共同问题, 漏损的大小是衡量自来水管网运行状况好坏的一个重要指标, 也直接影响到整个供水企业的经济效益。据统计, 我国城市普遍存在供水管网漏失。
1 管网漏损的主要形式
⑴暗漏, 约占55%左右的漏失量, 管网管道漏水大多是暗漏形式, 占维修数量的90%以上, 是目前城市无效供水量中水量最大最难控制和最不易发现的问题, 也是爆管的潜在因素;
⑵明漏及阀门漏水, 从统计数据分析, 阀门漏水占一定数量。此外还包括城市市政建设施工破坏和长期腐蚀、外力作用下的发生管爆和漏水。
⑶其它。由于水表误差、不合法用水 (盗用消防栓、非法开口接管用水) 等因素引起。
2 影响我市供水管网漏损主要因素
2.1 常见的管道漏损情况分析
⑴从统计情况可以看出, DN100～DN200管道产生的损漏占修漏总量的15%, 由于这些管道是灰铸铁管, 灰铸铁管因其生产工艺本身的缺陷和问题, 含碳量较高、金属基体组织和石墨形态不理想、管体截面不均匀、铁水易于吸取气体、管壁孔气难于消除等方面的问题, 造成灰铸铁管脆性大、强度低, 残余应力大, 成为管道爆管和暗漏的主要隐患, 从管网维修统计数据看, 大部分的铸铁管漏水均是接口处承口头爆裂。
⑵DN100以下多数采用镀锌钢管, 镀锌钢管埋设在地下, 没有进行防腐处理, 年久内外腐蚀, 造成漏水。尤其在1993～1997年时段, 很多小区开发商采用冷镀锌钢管, 更加加重了腐蚀程度。DN100以下虽然管径较小, 但漏点个数却是位居第一, 占修漏总量的66%, 其漏水量不容忽视。
⑶个别管段的产品质量问题, 往往会引起管道的特殊漏渗。部分混凝土管道因出厂质量存在隐患, 管壁有小小不易察觉的裂缝和卷焊钢管焊缝有气孔、砂眼等, 往往造成爆管事故和暗渗损失。
2.2 施工质量也是引起供水管网损漏的重要因素
⑴大管径管道经过软土地基时。软土天然含水量大、可压缩性高、承载能力低, 当软地基压缩沉降、或管体上部受覆土、车辆荷载及土体侧向位移时, 产生纵向弯曲, 导致管道失稳, 在接口、腐蚀点等最薄弱处产生破裂而漏水。一般发生以下几种损坏情况:
(1) 发生胶圈挤脱、水泥承口松脱而发生漏水;
(2) 接口处 (承插口、伸缩节、法兰接连接点等) 发生断裂、爆裂, 经常在普通铸铁管和水泥管接口处出现;
(3) 在有局部坚石相接触处, 由于没有处理好基础垫层从而引起普通铸铁管、UPVC管发生断裂。
⑵水泥管、铸铁管中大部份是因地基下沉, 管体挪位造成承插口爆裂, 管道安装时没有严格按照规范要求回填杂砂石所致。
⑶接口质量不好, 尤其是刚性接口, 主要是老城区的所采用铅口连接的旧管, 经常引起接口爆裂导致漏水。
⑷腐蚀问题。管道防腐措施不当, 特别是中小口径钢管, 由于管内壁没做好防腐, 管外壁防腐层太薄, 造成管道腐蚀。在经过下水道、排水沟时, 没有采取偏移、抬高措施, 在不能偏移的情况下, 又没有加强防腐措施。这样管道腐蚀穿孔时, 就往下水道、排水沟漏水, 因此难以被检测到。DN80以下镀锌钢管管到总量不是很大, 却占修漏次数的66.55%, 其主要原因是多数管没做防腐, 而又常常穿越水沟、下水道, 受腐蚀严重而造成的。
⑸阀门安装、阀门井筑砌不规范, 造成阀门维护工作难以开展, 发生漏水后难以维修。
2.3 其他原因
⑴供水压力。就某一处漏点而言, 漏水量与压力成正比。供水压力持续高压或压力的骤变, 均会引起存在爆管隐患的管道发生爆管事故。
⑵市政施工、建筑施工时基槽开挖使管身两侧受土压力不均或直接破坏管道, 车辆等外力辗压, 均会造成管道发生意外爆管事故。
⑶部分管网陈旧老化, 跑、冒、滴、漏现象严重, 我市有相当部分管道已有40年以上历史, 主要分布在老城区, 漏水严重。
⑷部分管道在城市发展改造后没有及时相应进行改造, 造成覆土厚度过高、过低, 原埋设在人行道下的管道变成快车道下面, 由于没有采取加固措施, 或在改造时没有经过合理布置, 没有达到标准的埋深要求, 致使管道维护工作难以开展、跟不上, 从而造成管道漏损。
3 管网漏损控制措施
3.1 科学规划, 精心设计
⑴合理规划和科学管理。通过管网规划实施, 合理调度供水, 使供水的流量、压力在合理的经济范围内, 既保证城市发展和人民生活的需要, 又保证供水管网的合理和安全运行。
⑵管材的选用。积极推广新型管材。按因地制宜的原则, 推广使用球墨铸铁、各类给水塑料管以及质量好的钢筋混凝土管, 保证安全供水和防止水质二次污染, 满足城市供水需要。
⑶排气阀的设计。认真对待供水管道中排气阀的设置。管道中因水锤造成的气囊带来的爆管事故屡有发生, 所以排气阀有必要进行精心设计和施工, 特别是在主干管、地势落差大、靠近机房的输水管道上的排气阀更应认真对待。
⑷加强对陈旧老化的供水区域进行维修、改造更新, 减少漏水。对铅口脱松漏水的, 采用灯笼套筒维修, 不再进行补铅, 以免重复维修。
4 控制供水管网漏失的措施
供水管网漏损控制是一项系统工程, 要做的工作关系到方方面面, 结合近几年我司的工作情况, 主要从以下几个方面着手。
4.1 管材的选用
对于新敷设的给水管道工程和维修工程, 必须严格按国家规定执行, 从设计选材、接口形式都要精心研究, 探索采用新型材料。从目前来看, 球墨铸铁管是广泛推广的优质管材, 从其材质的特性上看, 有强度高、延伸率大、抗腐蚀、抗老化等优点, 使用寿命可达50年以上, 其接口采用柔性橡胶圈接口, 安装方便, 应力释放能力强。为了节约金属消耗, 国家建设部等有关部门早已提出推广使用新型管材, 如PVC、PPR、PE等管材, 该类型管材具有重量轻、运输、安装方便、造价低、耐压强度、流体阻力小、耐腐蚀性强, 不影响水质, 受到广大用户喜爱。
4.2 向柔性接口发展
过去采用的刚性接口, 在管道受压后, 极易引起开裂、断裂;特别是在气温变化较大时, 产生的热胀冷缩现象后, 尤为明显。故采用柔性接口, 大力使用柔性接口的管材, 能减少这方面因素而造成的漏水。
4.3 加快城市供水管网改造
根据城市建设发展制定供水管网改造, 对于常发生爆管漏水的薄弱管段和年代已久的老化管网, 尽快实施改造。
4.4 加强供水管网技术档案管理
没有详细的管网资料或不对资料进行归档管理, 是导致检漏工作无法有效开展的重要原因之一, 加强对供水管网技术资料包括管道施工图、竣工图、管径、管材、位置、敷设年代、水压、阀栓、漏点检修记录资料、管网改造结果等进行归档管理。有效地利用供水管网技术档案。
4.5 加强管网巡视队伍的建设
组织巡视人员, 对管线进行检查, 有利于保护管网安全, 降低管道损坏次数和隐患。城市道路拓宽、新建、开发拆迁等原因, 造成管道损坏屡见不鲜。对巡视人员, 通过管网资料, 即时通知施工方, 减少盲目施工。对其它管线施工方, 构成对给水管网损坏隐患和维护不便等情况应即时给予制止, 通知对方整改。对违章用水、私自接水的严格执法, 打击盗水行为。
4.6 加强探漏队伍的建设
探漏工作是一个系统性的工作, 应持之以恒, 有的放矢开展探漏工作, 由于各种原因产生爆管 (即明漏) , 通过即时抢修得以恢复, 而另一部分由于地面结构原因, 漏水从地下流失 (即暗漏) , 恰是这类暗漏, 隐藏性强, 流水量大, 危险性高, 地下结构复杂给探漏工作带来很大的难度, 为此, 公司投入大量资金配备相关仪、听漏仪等探漏设备, 培养专业的探漏人员, 以提高检漏率, 达到有效控制暗漏之目的。
5 结语
城市供水是城市建设的重要基础设施, 对保证城市经济的稳定发展和人民生活水平的提高有着举足轻重的作用, 供水漏损率是反映企业管理水平的重要标志之一, 降低供水管网漏损率蕴藏着极大的经济效果、环境效益和社会效益。为此, 要提高对管网漏损控制必要性和迫切性的认识, 加强对供水管网的维护、巡检和维修工作管理。●
市政供水 篇2
关键词：市政供水,泵站,叠压,串联,丘陵地区
0 引言
丘陵地区地形复杂, 高差较大, 在市政供水系统中, 通常需设置中途泵站。叠压供水技术近年来发展较快, 当市政给水管网符合管网叠压供水设备使用条件时, 将叠压供水技术运用于市政供水, 可发挥其节能、节地、环保卫生、管理方便等优点。本文针对叠压供水设备在市政泵站应用中的几个问题进行分析探讨。
1 叠压供水设备使用条件
管网叠压供水设备对给水管网的主要影响为流量, 表现形式为水压。《管网叠压供水技术规程》 (CECS221:2007) 提出“管网叠压供水设备的设置, 其主要的条件是供水管网的水压不能低于某一设定值”。这个设定值应是不影响周边居民用水、不影响市政消防用水的最低压力设置值。判断这个压力值的主要方法为对该片区的给水管网进行建模分析, 通过管网水力计算确定市政泵站所处位置的最低管网压力值, 当管网实际运行压力不小于该值时, 该处泵站可考虑采用叠压供水设备。
2 叠压供水技术的应用
2.1 市政加压中叠压供水的方式
根据拟供水区域地形条件及用地情况, 叠压供水技术应用于市政泵站中主要采用以下两种供水方式:
(1) 由叠压供水设备向用户直供方式。其水泵机组流量需按最大时流量设计, 同时为了应对高低峰用水需求, 提高机组效率, 节能降耗, 通常采用大小泵搭配, 或者在总流量不变的情况下, 分成多台水泵并联运行。
(2) 叠压供水设备加压至高位水池, 由高位水池向用户供水方式。由于高位水池的调蓄作用, 设备机组流量不需要按最大时流量设计, 在参考当地供水企业市政加压泵站运行时间管理办法后, 设备流量可在平均小时流量至最大小时流量中选取。同时为了避免水泵并联损失, 设备机组配置尽可能简化。通过技术经济分析比较后, 水泵机组可考虑按一用一备配置, 以便于日后泵站的维护管理。
2.2 供水方式分析
(1) 供水安全性分析。叠压设备直接向用户供水方式目前在住宅二次供水中运用较多。由于住宅小区存在高位水箱清理问题, 同时其影响范围较小, 除了少数城市供水企业强制要求设置高位水箱, 大多还是采用叠压设备直供。而市政泵站与一般住宅二次供水泵站最主要的区别为市政泵站是为城市某个区域服务。它涉及到的用户范围广、用水种类较多, 需要的供水安全性和稳定性更高。处于丘陵地区的城市虽然供水区域内地势高差较大, 但大多数地区都具备建设高位水池的条件, 因此从供水安全的角度来看, 即使市政泵站采用叠压供水设备, 在有条件的地方, 高位水池的设置仍然是有必要的。
(2) 叠压设备选型分析。用户的需水量是随着用水时段变化的, 叠压设备直供方式按照用户最大用水量配置机组, 而最大用水时段在总用水时段中所处区间较短, 设备长时间内在低效区运行, 不但电耗高, 而且设备故障率高。叠压设备+高位水池供水方式由于供水流量、设备出口压力变化不大, 更容易实现设备机组高效段运行, 节能降耗, 利于供水企业降低运行成本。其主要供水方式优缺点分析。
(1) 叠压设备向用户直供优点: (1) 不需要建设高位水池, 节约用地。 (2) 不需要建设泵站至高位水池、高位水池至配水管网的输水管道节省配套项目投资。缺点: (1) 水泵机组流量大, 设备尺寸大, 增加了设备采购费用及泵房建设费用。 (2) 水泵机组配置较多, 控制工况较为复杂。 (3) 供水稳定性及安全性较低, 停电即停水, 设备故障即停水。 (4) 电耗较高。
(2) 叠压设备+高位水池供水优点: (1) 水泵机组流量小, 设备尺寸小, 节省了设备采购费用及泵房建设费用。 (2) 水泵机组配置简单, 控制工况简单。 (3) 供水稳定性及安全性较高。 (4) 较为节能。缺点: (1) 需要建设高位水池及配套管道工程, 项目配套用地及投资较大。 (2) 需定期对高位水池进行清洗消毒, 管理较为不便。
通过以上分析比较, 建议对于永久性的市政供水项目, 推荐采用叠压供水设备+高位水池供水方式;在不具备建设高位水池地区或是一些临时供水项目经过技术经济比较后可考虑采用叠压设备直供方式。
2.3 叠压供水设备防负压形式选择
叠压供水设备运行对市政管网具有一定的影响, 为使影响降到最低, 在实际应用中应注意叠压设备防负压功能的选择。现在市面上管网叠压设备厂家较多, 虽然产品外观差别不大, 但是在运行原理上差异较大。在防负压功能方面, 目前市面上叠压设备采用的主要有以下几种: (1) 控制水泵抽水量 (即通过控制系统让水泵的加压水量始终低于市政来水量) 。 (2) 安装自动进排气阀 (也被称为“真空消除器”“真空补偿器”, 使用该方法的厂家最多) 。 (3) 带流量控制器并具有稳流补偿及稳流平衡系统。
管道中负压的形成是一个比较复杂的过程, 理论上讲, 让设备在运行中不产生流量突变, 使管网流态连续不被破坏则不会产生负压。因此, 同时具备流量控制、稳流补偿并能及时消除气囊等措施的叠压供水设备, 在防负压方面才是相对可靠的, 但是目前市面上这类产品较少且大多价格较高, 建议在某些安全性及稳定性要求较高的地方采用, 并在设计中详细注明防负压措施要求。
2.4 叠压供水设备布置形式
目前大多数叠压设备都是针对住宅二次供水来设计的, 当用于市政泵站时, 可根据实际需求进行配置优化。在住宅小区的地下室泵房中, 生活给水泵房面积往往很有限, 为了适应这种情况, 管网叠压设备往往设计得比较紧凑, 这就造成了设备虽然不占地但是水力条件较差, 再加上局部配件的增加, 整套设备水头损失增大、设备效率降低。在市政泵站设计中, 可以让设备按照较好的水力条件布置, 增加直流管段, 减少弯头配置, 提高设备运行效率。
2.5 叠压设备串联供水
在丘陵地区市政供水中, 由于地形变化大, 有些地区地势相差百米甚至更大, 此时可采用叠压设备串联供水。叠压设备串联供水系统中各级泵站的选址应慎重考虑, 在保证后端压力的前提下避免管道运行压力过高。除此之外, 第一级泵站需考虑市政管网水压状况, 根据水力计算判断是否需要建设低位水池。在供水方式选择上, 尽可能采用高位水池供水方式, 以保证串联系统中加压水量相对稳定, 这样既可简化泵站设计, 又便于系统中其余泵站设备选型及泵站之间联动控制。每级泵站往下一级泵站加压供水时需考虑下一级泵站叠压设备正常启动的压力值。在串联系统控制上, 应把各级泵站作为一个整体来考虑, 由中央控制系统统一调控各级泵站。当高位水池检测液位处于低液位 (启动液位) 时, 控制系统发出一级泵站启动指令, 当二级泵站进水压力值达到设定压力时, 二级泵站启动, 这样依次启动下一级泵站, 将水提升至高位水池。当高位水池检测液位处于高液位时, 控制系统先向最后一级加压泵站发出停机指令, 其余泵站遵循下一级泵站先于上一级泵站停机的方式依次停机。
叠压设备串联供水可省去中途泵站低位水池的设置, 消除了水池溢水及二次污染的安全隐患, 自控程度高, 易于管理, 在丘陵地区市政供水中可操作性强, 具有实践意义。
3 实例分析
鉴于叠压供水设备在节能环保、易于管理方面的优点, 近年来在多个市政供水泵站设计中进行了实践应用。现以某市机场场外供水工程为例, 对叠压供水设备在市政供水中的应用进一步阐述。
3.1 工程概况
某市机场场外供水工程, 设计需水量75m3/h, 水源为自来水。由于其供水安全性要求较高, 设计拟采用加压设备+高位水池供水方式。市政给水管道供水点地面标高为128.20m (黄海系, 下同) , 自来水需引入机场场内供水站, 站内设500m3蓄水池一座, 蓄水池水位标高为283.00m。供水点市政管道管径DN300, 距离机场约为5300m。
3.2 工程设计
由于机场地面标高与供水点标高相差较大, 为降低管道运行压力, 考虑采用两级串联加压供水。一级泵站靠近市政给水管供水点设置, 地面标高128.20m;二级泵站位置地面标高209.00m, 距离一级泵站2900m、距离机场供水站内蓄水池2400m。串联供水如图1。
通过管网水力计算, 市政管网接入点压力为0.15MPa, 低于该市供水企业规定的叠压供水设备使用压力, 同时未达到叠压供水设备正常启动压力值, 一级加压泵站采用低位水池+变频供水设备的加压方式。一级泵站加压水量全部供往二级泵站, 中途无用水点, 二级加压泵站考虑采用叠压供水设备加压至机场供水站蓄水池。
(1) 设备选型。一级加压泵站设备选型:由于机场管网末端设有蓄水池调节, 因此一级加压泵站设备流量按机场提供水量75m3/h设计。本工程加压设备是往5.3km外的机场水池供水, 水泵的运行状态以满负荷运行为主, 为减少水泵的并联损失提高运行效率, 简化泵站内给水管道及控制系统管路布置, 水泵采用一用一备的配备方式 (单泵流量75m3/h) 。低位水池考虑到与泵房建筑尺寸匹配, 设计尺寸为6.60m×1.80m×2.40m, 容积28m3, 大于提升水泵15min抽吸水量。水泵扬程计算:考虑管道沿程和局部水头损失、一二级泵房高程差、二级泵站进水水头 (满足叠压供水设备启动要求, 取20m) , 从而计算设备扬程为119.53m。因此确定设备选型为流量75m3/h (水泵一用一备) , 扬程120m。
二级加压泵站设备选型。叠压设备流量按照一级泵站加压水量75m3/h设计, 水泵机组配置采用一用一备 (单泵流量75m3/h) 。水泵扬程计算:考虑管道沿程和局部水头损失、二级泵房与机场蓄水池高程差、水池出水水头 (取2m) , 从而计算设备扬程为96.857m。因此确定设备选型为流量75m3/h (水泵一用一备) , 扬程100m。
(2) 设备布置。叠压设备水泵较多采用立式多级泵, 为尽可能优化水力条件, 减少设备水头损失, 一二级泵房水泵进出水管道采用直进直出, 减少弯头布置。
(3) 防负压措施。由于该工程为永久性市政供水项目, 且安全性及稳定性要求较高, 二级泵站叠压供水设备在防负压方面要求相对可靠, 故要求所选设备具备流量控制、稳流补偿并能及时消除气囊等措施。
(4) 设备控制系统。由于该加压系统为串联加压, 控制系统需联动控制, 启停设备的控制信号为机场蓄水池的液位。当蓄水池水位达到开机液位时, 将液位信号传输至一级泵站, 先启动一级泵站设备再启动二级加压泵站设备。当蓄水池液位达到停机液位时, 先停二级加压泵站设备再停一级加压泵站设备, 以满足机场供水需求。
4 结束语
管网叠压供水技术运用于市政给水中, 较好的解决了节能、卫生及自控等问题, 实现泵站无人值守, 降低了供水企业经营成本。由于市政泵站供水范围较大, 影响面较广, 叠压供水技术在应用时需根据市政泵站实际情况适当优化, 特别是在叠压设备串联供水时需从整个系统的安全稳定运行上考虑, 合理配置各级泵站。相信随着时代的进步, 实践经验的积累, 该项技术将日益成熟完善, 更好的服务于城市供水行业。
参考文献
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市政供水 篇3
叠压供水由于利用了市政管网的余压,毋庸置疑,可实现供水节能,但叠压供水在实际应用中的节能效果众说纷纭且鲜有实验研究报道,故笔者拟开发叠压变频供水节能控制装置与实验平台,通过实验研究分析并验证叠压供水的节能效果,为建筑叠压供水工程应用提供依据和参考。
1 叠压变频供水节能控制装置设计
本节开发叠压变频供水节能控制装置,为后续实验台搭建及叠压供水实验研究提供软、硬件支持。
1.1 功能规划
主要功能规划如下:
(1)设定功能 根据监控中心计算出的PID控制参数,控制供水压力达到设定值,并具有手动设定供水压力及PID控制参数功能;
(2)供水工况监测功能 对市政管网来水压力、供水站水泵运行情况、供水压力、流量及能耗进行采集,通过触摸屏显示这些数据;
(3)数据通讯功能 向供水监控中心输送采集到的数据,并接受监控中心下发的指令,实现供水站与监控中心之间的远程通信;
(4)故障报警及处理功能 对供水站变频器及水泵故障、供电电压异常和供水压力异常等情况进行报警,并进行紧急处理。
1.2 硬件设计
叠压供水节能控制装置的构成框图如图1所示,主要由PLC主模块、触摸屏、GPRS DUT、5AM和变频器组成,变频器为一拖二。其工作原理是:各传感器采集的模拟信号通过5AM传给PLC,PLC通过GPRS传给上位监控中心,监控中心利用智能算法推算PID控制参数Kp、Ki和Kd,并将其传给PLC,PLC重新设定PID控制参数,控制供水压力,使其快速、稳定地达到设定值。
根据叠压供水节能控制装置功能规划,分析供水站现场需要采集及监控的变量,进行PLC的选型和配置,如表1所示。
本设计选用的PLC主模块是艾默生公司的EC10-1410BRA,模拟量输入/输出模块为EC10-5AM;选用HITECH PWS6600S-S触摸屏作为人机交互界面,用于显示现场设备运行工况、监视现场参数、报警、设定供水压力及修改控制参数等;为实现供水站与上位机之间的通信,选用宏电公司的H7710 GPRS DTU模块进行无线通信。
1.3 软件设计
PLC的工作过程一般分为三个阶段:采样输入、执行用户程序和输出刷新。正常运行期间PLC以一定周期进行扫描,重复执行这三个阶段。PLC与变频器、压力传感器、流量传感器以及功率表相连接,对供水站的运行情况进行检测和监控,并与上位监控中心保持通信,向监控中心传送数据并执行其下达的指令。在供水站现场PLC启动后,PLC程序将如下循环执行:
(1)对各所需寄存器进行初始化;
(2)进行供水过程参数采样,即按照一定的时间间隔对被监测的各项参数进行采样及滤波;
(3)对采样数据进行量程变换,使现场采集的实际数据变成PLC可用的数据;
(4)启动报警子程序,监测各项参数是否超限,如出现异常情况则执行报警程序;
(5)启动通信子程序,即将现场采集的数据传送给上位监控中心,并接受其下达的指令,同时与现场控制装置的触摸屏进行通信;
(6)按照要求对PID控制参数进行设定;
(7)执行PID程序及水泵启停/工变频切换程序。
本设计主程序流程图如图2(a)所示,水泵启停/工变频切换子程序流程图如图2(b)所示,本设计采用的是一拖二,即一个变频器控制两个水泵,考虑到实际工程应用的可靠性,本设计没有进行两个泵之间的切换,而是使泵1一直处于工作状态,泵2处于间歇工作状态。实际应用时可以每隔半年或一年将泵1和泵2进行手动切换,以免使泵1长时间工作减少其使用寿命。
在软硬件设计的基础上,开发了叠压供水节能控制装置,如图3 所示。
2 市政管网余压叠压供水实验台搭建
在开发的叠压变频供水节能控制装置基础上,搭建了叠压供水实验台,来验证叠压供水实际节能效果。
实验台主要由叠压供水节能控制装置、两组水泵组、蓄水池、供水控制柜、稳流罐以及压力表和流量计组成,其实验原理图如图4所示。利用蓄水池、供水控制柜和水泵组2模拟市政管网来水,水泵组2由供水控制柜来控制,可通过其显示屏设置供水压力;利用稳流罐、叠压供水节能控制装置和水泵组1模拟供水站给用户供水。压力计P1和P2分别测量供水压力和来水压力,通过压力传感器将采集到的信息传送给叠压供水控制柜,电磁流量计F1测量用户端供水流量,同时将数据传送给叠压供水控制柜。
本实验台设计为水资源循环流动,水泵组2从蓄水池抽水模拟市政管网来水,通过供水控制柜可以改变来水压力,来水流入稳流罐中,以保存来水水压,水泵组1再从稳流罐中抽出带有市政管网压力的来水,继续加压,其所加压力通过叠压供水控制柜来控制,再将加压后的水供给用户,即从出水口流到蓄水池,这样即实现了叠压供水,又可以使水资源循环利用,节约资源,搭建的实验台如图5所示。
3 叠压供水实验及节能效果分析
在搭建的叠压供水实验台上,利用开发的叠压变频供水节能控制装置,验证叠压供水实际节能效果。
3.1 叠压变频供水实验
实验为恒压供水,即设定用户供水压力不变,在管网来水压力的基础上加压,通过改变来水压力和供水流量,测量叠压供水的节能效果。需要指出的是,本实验来水压力以0.1 MPa为基准,实际上普通变频供水的来水压力为零,市政管网来水直接放入蓄水池,水泵再从蓄水池抽水供给用户,但本实验台在水泵组1与蓄水池之间隔有水泵组2,如果水泵组2不工作,则无法从蓄水池抽水,所以将来水压力0.1 MPa视为基准值,认为此时来水压力为零,在此基础上进行叠压供水实验。
实验中,水泵组1的供水压力保持不变,一直为0.5 MPa,供水流量分别设定为2.0 m3/h、4.0 m3/h、6.0 m3/h、8.0 m3/h和10.0 m3/h,在这五种供水流量的情况下,改变市政管网来水压力从0.1 MPa到0.3 MPa,即水泵组2的供水压力,监测不同工况下的耗电量,计算实际节能率。节能率计算公式为。
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将以上5种工况下管网来水压力和节能率的关系绘制成曲线,如图6所示。当供水流量为恒定值时,例如当供水流量为2.0 m3/h时可以看出,管网叠压供水相对于普通变频调速供水的节能率随着市政管网来水压力的不断增加而增加,而供水压力恒定,说明在不影响用户供水的情况下,叠压供水可以充分利用市政管网的来水压力,降低供水能耗,达到节能的目的。一般情况下,管网压力不是定值,会在一定范围内变化,故节能率也会随其变化。
由5种工况下管网来水压力和节能率的关系曲线可以看出,在供水流量不同的情况下,5条曲线基本相同,说明在用户出水压力恒定的情况下,节能率随管网压力的增加而增加,受供水流量影响较小。
3.2 节能效果分析
从以上5中工况中分别取管网压力为0.2 MPa的一组数据,利用理论推导的节能率公式计算其节能率[11,12]
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实验中,叠压供水和普通变频供水均采用80 DL×4型水泵,故α=1;根据水泵流量-扬程特性曲线高效段左、右端点的流量和扬程值[14,15],得到泵体内虚阻耗系数SX为0.005 63 h3/m5,本实验设定供水压力为0.5 MPa,管网压力为0.2 MPa,故Hs约为0.5 MPa,Hm约为0.2 MPa,带入式(2)计算,结果见表2。
在允许误差范围内,实测节能率与理论节能率基本一致,且变化趋势相同,均随供水流量增加而有微弱的减小。
4 结论
市政供水 篇4
既要节约用水又要保证消防水源的可靠性,利用非市政给水作消防水源成为首选。可利用的非市政给水有天然水体、建筑中水、工业废水处理后达标排放水及回用水(以下简称工业废水回用水)等。
1 天然水体用作消防水源的可靠性分析
1.1 海水
海水作为消防水源具有水源稳定,水温适宜,耗能低,受季节影响小的特点。但由于海水的腐蚀性和海生物的附着会对管道和一部分的消防设施(如消防管网、自动喷水灭火系统)产生破坏作用,因此不宜作为居住和公用建筑的室内消防用水,也不宜去扑救具有贵重设备、精密仪器及重要资料的首脑部门、变电站、电台、通讯枢纽、图书馆、文物保护单位、大专院校及科研单位、高科技园区等场所的火灾。海水可以主要用于扑救用水量大的山林火灾或油站、油库、液化石油气储罐等危险品仓库发生的大火灾。对于海水的取水方式,可采用消防车取水或由消防艇的消防水枪、消防水炮取海水直接喷射灭火。
1.2 江河、湖塘及水库水
这类水源属于淡水,水质容易受到地面各种因素影响,具有水温变化大,易受工农业污染,季节性对水量影响大等特点。GB 3838-88地面水环境质量标准把这类水体分为5类。GB 50084-2001自动喷水灭火系统设计规范规定:“系统用水应无污染、无腐蚀、无悬浮物。可由市政或企业的生产、消防给水管道供给,也可由消防水池或天然水源供给,并应确保持续喷水时间内的用水量。”因此,对于地面水环境质量标准属Ⅳ类以内的自然水体,在经过适当的措施去除悬浮物、漂浮物后,可以作为消防水源去扑灭没有特别卫生和防护要求的一般火灾。
1.3 游泳池喷泉等人工水体
这类人工水体在作为消防水源使用前均被认为来自自来水,在平时运作时有定期换水、循环供水、补充用水等改善水质的措施,所以这些人工水体作为消防水源,适合在各类火灾中发挥作用,适合作为消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等灭火设施的消防水源。但是对于寒冷地区的消防人工水体,要采取一些防冻、防结冰的措施,诸如降低取水头部位置,取水口格栅处设置备用加热设备(也可以由消防车携带)等,才能利用人工水体底层尚未结冰的水作为消防水源。
通过以上分析,天然水体用作城市消防水源是可行的,但仍需注意以下几点基本事项:
1)应利用格栅等滤水装置对较大的悬浮物、漂浮物和水草等进行拦截,不能有鱼、虾等水中动物进入消防系统。格栅缝隙不应大于6 mm。2)应尽量避免泥沙进入消防管网,防止消防泵等设备磨损与损坏。3)供消防车取水时应设置贯通坡道消防码头或消防过水码头。4)取水部位应在最低水位时仍能保证消防用水量,并且供消防车取水时其消防泵的吸水高度不应大于6 m。
特别的,根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定,总体上是允许利用天然水源作自动喷水灭火系统消防水源的,但是由于其对水质要求较高而在实际应用时不能利用天然水源作消防水源。鉴于这种情况,天然水源用于自动喷水灭火系统只有采取以下两种措施:1)对天然水源进行净化处理;2)放宽对天然水源的要求。对天然水源进行净化处理使之达到规范的水质要求,则要建造专门的处理构筑物,如沉淀池、混凝池等,还有相应的泵、搅拌装置、药剂等,投入很大,而消防水源并不经常使用,因此很不经济,可行性较差。
所以,应该在分析自动喷水灭火系统对水质的实际要求的基础上,结合我国现阶段天然水体的水质情况,放宽对天然消防水源的要求。1)在国家有关规定的基础上进行,不能盲目放宽;2)利用现有国家有关的水质标准,不必另编制标准。通过对比国家各类水质标准后,可采用GB 8978-96污水综合排放标准第二类污染物最高允许排放浓度一级标准作为非市政水水源用于自动喷水灭火系统的水质标准。其主要指标见表1。
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2 工业废水回用水用作消防水源的可靠性分析
2.1 用于消火栓系统
消火栓系统对水源水质没有特别的要求,因此可以将消火栓系统的消防泵吸水管直接设置在工业废水二级处理构筑物的二沉池上,从二沉池直接抽水用于消火栓系统出水灭火或为消防车供水。
2.2 用于自动喷水灭火系统
如前所述,工业废水回用水作消防水源其水质至少要达到GB 8978-96污水综合排放标准第二类污染物最高允许排放浓度一级标准。因此需对二沉池出水进一步深化处理才能用于自动喷水灭火系统。其处理方式的选择,具体可根据经济与技术及施工条件来确定,一般采用滤池或生物活性炭罐等。这部分回用水要在满足自动喷水灭火系统用水量的前提下,尽量与洗车、绿化等杂用水合用一个水池。为保证在工业废水处理某个环节出现故障等情况时消防用水不致中断,消防水箱和消防水池处均要设给水补水管。
3 建筑中水用作消防水源的可靠性分析
3.1 建筑中水的水质可靠性分析
从消防的实际意义上讲,凡是可用于扑救火灾的水体均可以作为消防水源。消防规范中规定:“消防用水可由给水管网、天然水源或消防水池供给”。将CJ 2511-89生活杂用水水质标准与GB 5749-85生活饮用水卫生标准相对比,我们可以发现,中水与生活饮用水的主要水质区别是中水的BOD5和CODCr等有机物指标较高。但与大部分天然水源相比,中水水质还是要好得多,因此将中水直接用于消防,其水质没有问题。但正常情况下消防系统要求都要充满水,中水是否会对消防系统的管道和设备产生危害,在有关的研究项目中,曾对中水和自来水做过静置对比试验。试验结果表明,经长期静置后,中水和自来水的浊度、色度、氨氮、总大肠菌群数、细菌总数等各项指标的变化量没有大的差异,说明在无外界污染的情况下,中水水质不会迅速恶化。研究资料还表明,中水性质属于轻度腐蚀性,金属腐蚀试验结果:普通钢管(A3)平均腐蚀率为0.134 mm/年,镀锌钢管平均腐蚀率为0.05 mm/年。根据腐蚀判别标准,金属腐蚀速度小于0.13 mm/年时接近于不腐蚀。因此,当消防系统的管道采用镀锌钢管时,中水对消防系统几乎不会产生危害。综上所述,从水质方面讲,中水作为建筑消防水源是可行的。
3.2 建筑中水用作消防水源的技术措施
3.2.1 消防泵房的设置
在具体设计中,当建筑内的中水处理站耐火等级符合消防规范要求,且中水站出口直通安全出口时,可将消防水泵和中水处理设备合建在一起。但消防水泵及控制设备应与中水处理设备分开摆放,且应设在易于操作的部位。当建筑内中水处理站的各项条件不能满足消防要求时,消防水泵房应单独设置,并应设在中水池的另一侧,以保证消防水泵的吸水要求。
3.2.2 安全措施
中水处理站中水池的容积必须满足建筑设计防火规范的储水量要求。中水池补水管除满足中水系统的需要外,还必须保障消防规范中规定的对消防系统的补水要求。向中水池补水的自来水补水管,须经过水处理站与消防泵房合建平面图中间水箱或采取其他有效的隔断措施。
3.2.3 水质保障措施
当需要储存的消防水量与中水日用水量相比过大时,也就是说当中水池内水的循环周期过长时,应考虑在中水池的出水口处加设消毒设备,以保障中水的水质。
4 结语
城市消防供水水源是关系到广大人民群众生命财产安全的大事。在水资源严重短缺的当今社会,既要充分利用可用水源,保证城市消防水源的可靠性;又要节约用水,以保证人民的正常生活用水需求,保证水资源利用的可持续发展。
参考文献
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市政供水 篇5
根据北海市三年跨越发展工程的要求,为满足北海市建城区的供水要求,完善新区供水主干管,北海市自来水公司投资建设上海路的供水主干管。该项目沿上海路横跨西南大道。西南大道红线宽度120m,已建成路面和绿化带,地下各种管线密布,埋深0.5m～5.0m不等,管线层内没有水平布管的空间。根据上海路排水管道施工揭示的地质显示,路基下的原土为1.5m～2m的砾砂层,以下是3m～5m厚的粗砂层和流砂层。按北海市建设行政主管部门的规定,15m宽以上的次干道路不准开挖敷管。为避免破坏道路结构,决定采用水平定向钻孔技术敷设自来水管道,管材使用PE100、SDR17、DN630的PE给水管道。
2 水平定向穿越敷管施工工艺
水平定向穿越敷管就是在原地表不开槽(只局部开挖工作井)的情况下,使用水平定向铺管钻机敷设各种地下管线的一种技术,其施工工艺流程为:施工准备→测量放线→设计钻进轨迹→工作坑→钻导向孔→泥浆配制→扩孔→拉管→恢复地形地貌。
2.1 施工准备
2.1.1 探明地下管线
采用管线探测、开井盖测量和坑探等方式相结合,探明施工范围内已有地下管线的走向、埋深。如现场无法查明,应及时向有关部门咨询,了解绘制管线图。该工程西南大道两侧慢车道和人行道有电信、排污、给水、供电等各类管线,而在出钻点上海路则有部队光缆、新装供水道、污水管及高压电杆等,深度从0.5m～5m不等,其中一条深度为4.5m的φ600mm污水管距离入钻点约40m。
2.1.2 适宜的施工场地
道路和场地对定向钻穿越至关重要,在设备进场前要花大精力做好道路和场地准备工作,尽可能利用现有道路,如无路可行则需自行修建便道。入、出土点场地土质承载力应能满足设备、车辆的进入;钻机一侧施工场地以放得下钻机和配套的配件即可;管道一侧必须要有足够的长度;沿线摆放焊接管道,管道要事先预焊接好,一般情况下不允许回拖时焊接管道,以防扩好的孔洞塌方,造成回拖管道施工失败。该工程入钻点放置钻机设备施工场地较为宽阔,经机械平整后可满足施工、运输、吊装要求,出钻点为新建上海路,焊接管道可沿人行道沿线摆放。
2.1.3 施工用水
该工程中需在机动车中间绿化带给水管分接一条φ63管供给施工用水。
2.1.4 泥浆配备
根据地质勘察报告提供的地质资料及现场勘察结果配制泥浆。由于该工程没有地质勘察报告,根据新建上海路开挖的污水管基坑和入钻点开挖的泥浆池进行现场勘察,主要为砾砂和坚硬的铁屎石。普通导向钻头无法钻进,需使用泥浆马达(岩石钻头)打导向孔,根据该地质情况,初步确定泥浆配制的黏度需达48S～60S,且需添加FT-护壁剂和PMC,配出高效护壁、润滑、增强排屑能力等特殊性的泥浆,提高回拖成功率。
2.1.5 废浆处理
该工程现场无法处理废弃泥浆,只能通过泥浆车运到指定场地倾倒。
2.2 测量放线
该工程使用经纬仪和水准仪进行现场测量放线。经测量,入钻点的高差为1.7m,用经纬仪把出入钻点放出一条直线作为导向孔的控制线。
2.3 设计钻进轨迹
向孔轨迹由三段组成,即入口造斜段、直线段和出口造斜段。钻进入土角一般在8°～12°之间,出土角4°～12°。管线穿越深度在满足设计深度的情况下还须满足不损坏原有管线和穿越河流、铁路、公路的相关专业规定及满足管道的覆土厚度等条件。定向穿越的曲率半径与穿越管段的管径、材质有关。柔性管道曲率半径一般为800D～1200D,刚性管道曲率半径应不少于为1500D。该工程全长为230m,使用的管材为PEφ630mm。该管材为柔性管材,选择800D就可以满足施工要求。由于工程的管道为φ630mm,直径较大,因此入钻角选取为8°,出钻角选取为6°,直线水平段深度距西南大道路面为7m,这样可达到避开所有管线和高压线杆塔的安全深度。
2.4 开挖工作坑
市区工程必须在导向前挖好工作坑(出土、入土),工作坑大小不小于1.5m×1.5m×2.0m;郊区工作坑不作特殊要求,视现场情况而定。该工程地处新建路段,工作坑可根据现场许可的情况适当挖大挖深,增加泥浆贮藏量,提高施工效率。
2.5 钻导向孔
在钻进过程中根据控向系统显示的数据随时调整钻头的走向。为了更好地控制导向,在造斜段一般每根钻杆调整一次角度,每次调整的角度一般不超过0.8°,以便回拖顺利。当导向孔从入土角达到水平夹角为0°时,计算的穿越深度与设计埋深不同时(误差超过0.5m),则应调整入土直线段的长度及其调整控向角度。
穿越施工中为确保钻进曲线圆滑及定向穿越精度要求,应采取如下措施:
(1)做好定向钻基础数据的测量,测量出穿越的实际方位角、入土点到出土点的实际距离、出入土点和出土点的高程差,以及测量出所用钻具的长度并控制其误差在允许范围之内。
(2)基础数据确保准确后,控向人员须严格按照设计曲线,控制钻头钻进的方向。控向过程要逐步实现,不要急剧调向,以防卡钻,并防止因单根钻杆调整角度偏差过大而形成S形钻孔。如果单根钻杆改变的角度过大,应及时抽回本根钻杆,重新钻进以达到钻进设计的需要。钻进过程中,如遇泥浆压力异常,应及时分析钻进情况,必要时抽回几根钻杆,调整钻进方向。
2.6 泥浆配制
该工程中,根据导向孔钻进过程中返浆的情况和机械仪表的数据判断,在西南大道路面7m深处存在一段约60m的硬质膨胀土,处在整个导孔的中前段,对大管径施工非常不利。针对该段土质,必须调整原定的泥浆配制方案。在该段土质扩张工作中,必须增加针对膨胀土的添加剂、分散剂,以确保扩孔时能快速搅烂排出,容易成孔,不发生颈缩和抱钻杆等危险现象。
2.7 扩孔
钻孔完成后卸下钻头及控向系统,接上扩孔器,从出土点向入土点进行预扩孔,扩孔的次数及扩孔器类型根据管径及地质情况确定。注意当沿程土质不一、承载力不均时,由于钻杆、扩孔器自身重力的作用,易形成不均匀沉降,造成预扩孔偏移,故选择合理的钻具和钻具组合对定向穿越能否成功尤为重要。扩孔器类型:中硬土采用飞刀式扩孔器,主要是切割成孔;软土采用桶式扩孔器,主要是挤压成孔;亦有两种同时使用,飞刀式在前,桶式在后,扩孔由小到大逐级进行,扩孔直径根据穿越管径确定,一般是穿越管径的1.5倍。该工程的供水管径为φ630mm,必须扩至φ900mm才能满足施工规范要求。它分成五级扩孔,扩孔级数分别为φ300mm、φ450mm、φ600mm、φ750mm、φ900mm,扩至φ900mm后,根据拉力和扭矩的数值大小再进行清孔,至少清孔一次,直到符合拉管的条件为止。
2.8 拉管
导向孔经过预扩和清孔,达到了回拖要求之后,即接上穿越管线,进行回拖作业。但需要注意的是:穿越施工回拖力还必须小于母材管相应标准尺寸对应的最大牵引力,PE管尤其要注意,否则要采取强度更高的母管或变换牵引位置等措施,同时还要严格控制管材焊缝质量,以防管材焊缝被拉裂。回拖前应将管道安装完成,管道内外防腐层及管道预水压试验等应符合设计文件规定,并经验收合格。
另外,在预扩孔时,根据出土角和管线的埋深,在工作管线入土点前端按一定比例放坡挖一条发送沟。发送沟内不得有石块、树根和硬物等,以避免管线底部与地层摩擦,划伤防腐层,并降低回拖拉力。然后把成品管线放入沟内,一般在沟里注满水,让成品管完全漂浮起来,或采用专用滚轮架空等方法,以便减少管线对地的摩擦力,保护防腐层。
在确认各项工序都达到设计标准时开始回拖。特殊工程拉管前应有应急措施以及拉管时废浆处理应有措施。
2.9 恢复地形地貌
工作管回拖完毕后,清理现场并完善穿越两侧管道,拆卸并清洗钻机设备,材料退场,固体物集中深埋,泥浆水排放到非养殖的河沟中,平整场地,恢复地貌及整理竣工资料等。
3 结语
水平定向穿越敷管不影响交通、不破坏环境、不损害路面结构、施工周期短、综合成本低、施工安全性好,尤其适合在一些无法实施开挖作业的地区推广,现已广泛应用于市政供水、污水、电信、电力等领域。水平定向钻穿越技术与传统的开挖技术相比,具有显著的社会效益和经济效益。作为一项绿色环保的工程技术,水平定向穿越敷管凭借其优势,将会在环境治理井、排渗孔、管棚工程等领域广泛开展应用。
参考文献
[1]马保松.非开挖工程学[M].北京:人民交通出版社,2008.
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市政供水 篇6
本工程以某市政供水管道工程为例, 采用PE630管材, 管道接口采用热熔焊接, 试验压力为1.0MPa, 穿越河道宽度为185m, 管道在河底平均覆土为2.0m, 定向钻穿越水平长245m, 入土角9°, 出土角为6°, 穿越曲线段曲率半径为1500m (1500D) , 施工工艺的核心流程:泥浆系统→导向孔施工→扩孔→管线的回拖。
2 定向钻拉管施工技术措施
2.1 泥浆配制
2.1.1 钻导向孔阶段
要求尽可能将孔内的物质携带出孔外, 同时维持孔壁稳定较长的时间, 保持孔内泥浆面, 减少阻力。其基本配方是:2%～3%预水化复合泥浆+0.2%～0.4%增添剂+0.3%降滤失剂+0.2%固体润滑剂。
2.1.2 预扩孔阶段
要求泥浆一定的动切力和良好的流动性, 提高泥浆携带能力。其基本配方为:2%～3%预水化复合泥浆+0.2%～0.4%提粘剂+0.2%降滤失剂+0.2%～0.3%泥浆流变剂。
2.1.3 扩孔回拖阶段
要求泥浆具有很好的护壁、携带能力, 同时还有很好的润滑能力, 减少摩阻。其基本配方如下:2%～3%预水化复合泥浆+0.2%～0.3%提粘剂+0.3%降滤失剂+0.4%～0.6%的润滑剂 (RT-988) +0.2%～0.3%泥浆流变剂。
2.2 钻导向孔
2.2.1 钻进速度的有效控制
根据不同的地段, 司钻工选择不同的钻进参数, 较软地层使用较高的钻速, 对于较硬的地层则用低钻速。调节钻速以得到最佳扭矩, 避免扩孔器的不均衡旋转。使用足够的泥浆排量以获得最佳效果。
2.2.2 钻进过程中减小钻机振动和钻杆摆动的措施
(1) 在钻进之前, 提前把钻机、地锚箱及钻机下面铺垫的钢板用槽钢焊接成一个整体, 减轻钻进时钻机的振动。
(2) 随着钻进距离的增加, 而且穿越地层硬, 钻杆扭矩推力的传递失效大, 在钻进到一定距离, 发生抱钻杆现象, 扭矩和拉力增大。及时在入土点下入适当长度Φ273mm钢套管, 减小钻杆摆动, 以增加其钻杆的钢性支撑, 使推力传递顺畅。
2.2.3 钻进过程中控制深度及防止跑偏的措施
在导向施工之前, 按照地质情况制定合理的穿越轨迹曲线, 并输入导向专用电脑, 在钻进过程中每钻进一根钻杆后, 钻头的深度及左右偏差都在电脑上显示。在钻进过程中根据实际钻进情况绘制穿越曲线和设计曲线进行对比, 并根据实际钻进曲线和地堪资料判断当前钻头所在的地层, 提前做好准备工作, 按照设计曲线钻进, 发现偏差及时纠正。钻进过程中司钻人员密切关注推力、扭矩及泥浆压力的变化, 始终把握信号滞后的问题。
2.3 扩孔
2.3.1 扩孔孔径
本工程需将导向孔孔径扩大至所铺设的管径1.3倍, 以满足穿越土层及拟拖管道的要求, 扩孔计算公式如下:
式中:
Dˊ——适合管道铺设的钻孔直径
D——管道外径
2.3.2 扩孔技术措施
(1) 从施工设备上, 采用国产150吨ZT-150型水平定向钻机, 该机自动化程度高, 其各项性能参数好, 具有足够的回拉力和较大的回转扭矩。该钻机所配置的泥浆泵组为3HS-250泥浆泵组, 压力为25MPa。
(2) 从钻具的选择上考虑, 我们采用挤压式扩孔器, 根据扩孔的实际情况, 在扩孔的过程中进行多遍洗孔。或者在扩孔过程中每扩完50m后推出去, 然后再继续往前扩孔。扩孔器前端加扶正器, 严格控制扩孔速度。
(3) 强化扩孔过程中泥浆性能。逐级扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁性和良好的流动性, 提高泥浆携带能力。同时要有好的润滑能力, 减少摩阻。其基本配方为:2%～3%预水化复合泥浆+0.2%～0.4%提粘剂+0.2%降滤失剂+0.2%～0.3%泥浆流变剂。
2.4 管线回拖
2.4.1 导向孔钻进完成, 进行扩孔工作同时完成回拖管道的开挖漂浮沟、摆管、垫管及沿线的防护工作。
2.4.2 当扩孔完成后, 装上扩孔器、万向旋转接头、“U”型环, 即将扩孔器与管道用分动器连接, 然后管线检查合格后, 用起重机将回拖管道角度与出土点角度顺直在钻机旋转牵引下, 拖入已成形的轨迹孔洞。
2.4.3 管线回拖技术措施:
(1) 确保导向孔平滑、顺畅, 满足设计曲率半径的要求, 并避免出现S弯。
(2) 最后一次扩孔前对钻机等主要设备进行一次全面检查和维护保养, 拖管前再进行系统检查, 确保回拖过程中设备不出现问题。
(3) 管线回拖采用部分开挖发送沟的方式进行。发送沟采用挖掘机作业加人工修整, 其尺寸为上口宽2.5m、下口宽1.5m、深1.5m;在挖发送沟时, 发送沟轴线必须与穿越轴线在同一条直线上, 并计算好管线进入孔洞的这一段发送沟的坡度, 确保发送沟与穿越孔洞的圆滑平缓。
(4) 及早做好拖管的各项准备工作, 在各项工作准备好后, 再进行最后一次扩孔, 尽量压缩扩孔完成后和回拖前的停工时间, 减少风险, 若停工时间超过24小时, 需要再进行一次清孔后再回拖。
(5) 调整好管道的入孔角度, 与出土角保持一致, 避免因管线弯曲造成应力过大而使回拖困难, 根据施工实际情况, 可将洞口沿轴线方向前挖20m左右, 以达到降低支撑高度、管道入洞容易的目的。
(6) 通过调整泥浆性能, 提高泥浆悬浮、携带、润滑、固孔、堵漏等功效。适当增加聚合物含量, 提高泥浆的悬浮和固孔能力;加入泥浆流变剂, 使泥浆在较高的粘度下保持良好的流动性, 提高携带能力, 降低粘滞力;加入润滑剂减小摩阻, 对上部土层起到良好的封闭作用。
(7) 在回拖时进行连续作业, 避免因停工造成卡钻。回拖前仔细检查旋转接头、连接头、扩孔器的连接, 确定连接牢固方可回拖, 回拖时要加强联系, 协调配合将管线敷设到预定位置。
3 结束语
加强在定向钻拉管施工各个核心工艺的技术控制, 是保证工程安全、质量和进度的重要前提, 要做到系统、细致、准确、全面才能保证工程的顺利进行。
摘要：非开挖施工技术是指利用各种钻掘设备和技术手段, 在地表不开挖沟槽的条件下, 铺设、更换各种地下管线的施工技术。它与传统的开槽铺管的施工方法相比, 具有不影响地表设施、环保、工期短、成本低等特点, 特别是在管道穿越道路、河道、地上构筑物等工程中应用广泛, 目前发达国家应用此技术铺设管线的已占到7%～10%。文章以某市政供水管道穿越河道工程为实例, 分析并总结市政供水管道采用定向钻拉管施工的技术措施, 对指导工程实践及经验的积累具有重要意义。
关键词：非开挖技术,定向钻拉管,供水管道,技术措施
参考文献
[1]给水排水管道工程施工及验收规范 (GB50568-2008) [S].