上海虹桥枢纽污水管道非开挖更换----国内首次较大管径的胀管施工

2010-02-22

工程名称:上海虹桥枢纽市政道路及泵站工程

承建单位:上海宝冶建设有限公司

   施工单位: 新疆亿通达管业有限公司

              上海上水自来水特种工程有限公司

施工地点:上海虹桥枢纽区域

施工项目:400mm双壁波纹管更换为450mm HDPE

施工设备:威猛 HB125 液压胀管机配备450mm胀头

 

一、 工程概况:

该工程位于上海虹桥枢纽区域内,因现有的DN400双壁波纹管管道局部塌陷、变形、开裂,影响了原设计管道的正常使用,需进行更换。总长度为75米,中间有三个深7米的人井,附近有高压电缆及雨水管道,若开挖施工,难度较大。

 

现有管道内局部情况,部分管段已经压裂,上下管壁贴合

 

施工现场(照片中虚线所示为待更换管道走向)[page]

 

二、 方案确定:

结合近几年来非开挖管道修复技术的发展情况,我们采用较为成熟的非开挖胀管法,其主要优点:施工成本低、效率高、施工速度快、不改变管道坡度、对路面影响越小、可更换增大口径的管道。所以在保证管道必须通流能力的前提下,胀管法是唯一可行的的非开挖管道更换施工工艺。

因为待更换管道距离较长,采用液压方式胀管较为便捷快速,经计算后确定使用Vermeer HB125 液压胀管机完成胀管施工。以下为胀管示意图:

 

                                钻杆顶推

         

    连接胀头与新管回拖

 

      威猛HydroBurst HB125液压胀管机及动力站

 

三、 工程相关参数:

1)  HDPE10KN/M2,管道外径450mm,壁厚26.7mm,内径397mm,热熔连接方式。

2)  原管道埋深深度约在6.5米左右,更换长度75米,要穿越3个人井,土质状况为一般回填土。

3)  设备参数:

规格说明

HB125

长度

125″318cm

宽度

52″(119cm)

高度

42″(107)

重量

7500lbs(3402kg)

最小坑道尺寸

125″/52″

最大拉力

125吨(4420psi

油缸一个工作行程速度(无载荷,单循环)

 2.7

扭矩

1200ft/lb

转速

250RPM

后部固定装置

垂直固定装置

内置胀管头放置槽

钻杆箱

随机配备

钻杆重量

52lbs(23.6kg)

钻杆长度

39.38″(100cm)

钻杆直径

2.75″(70mm)

 [page]

四、 施工准备:

 

打桩机打入钢板桩后用长臂挖机开挖7米深的机器工作坑

 

        新管道入口引坑

 

焊接好的HDPE管道

 

 

胀管施工示意图

 

五、 施工过程:

 

在起吊之前,全面检查主机,确定所有操作手柄动作正常。之后工程人员做好坑底的夯实,填入沙袋整平,铺厚钢板。

 

     填入沙袋整平坑底

 

  

待设备起吊并放入工作坑后,调整好主机在坑里的位置,前端做简单支护,将主机后部支撑臂升出,以确保在顶杆过程中机器不会向后移动。之后便开始进行顶杆,确保HB125的钻杆从原管道中心位置穿过。

 

待钻杆穿越至管道入口坑,卸下引导杆,连接胀头和新HDPE管道,进行回拖,确保机器前端不倾斜,重新支护,同时查看新管沿旧管孔道进入。

 

                      胀头带着新管进入土壤[page]

 

 

胀管开始后,需要注意压力变化,同时确保管道行走,记录钻杆数目,并在新铺管道上做好长度标记;

 

 

  

每经过人井第一个井壁时,拉力增加,过了人井之后拉力下降,之后呈缓慢增长的趋势,#3因为井壁未凿透的原因,拉力急剧增加到125吨,之后凿壁,过井85吨,然后拉力下降到50吨左右,回拖最后15,拉力逐渐下降到20吨左右。

 

胀管过程中回拖带出部分泥沙

 

 

胀头出现在机器工作坑,胀管施工基本结束

 

 

 

六、 结束语

       

经过了半个月的调研与实践,承建和施工单位均一致认为液压胀管机在上海常见的高水位、大深度、黏土质条件下进行大管径且增大管径的胀管施工是可行的 。这次工程施工地点位处市区枢纽,交通繁忙,加上施工范围内有个深7米的人井,附近又有高压电缆和雨水管道,施工难度大。纵然如此,Vermeer HB125液压胀管机仍能顺利完成此次胀管施工,而且施工完成后设备并没有出现任何问题,设备的性能不言而喻,又一次证明威猛液压胀管设备的强劲能力!

 

 

(以上案例资料来源自新疆亿通达管业有限公司的实际施工情况,并由百莱玛设备有限公司胀管系统技术支援经理靳学峰及上海宝冶建设有限公司项目总工、高级工程师丁小峰共同撰写)

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