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摘要：我国的国民经济随着时代的进步也在不断地发展和进一步提高，而经济的发展也带动了其他方面的创新和发展，尤其是对于城市建设方面的问题。城市的建设问题关乎着各项城市的发展的整体风貌问题，所以我们要重视起城市建设方面的发展规划。老城区的旧路改造工程就是城市建设和规划实现中的重要一步。文章主要就是对老城区的旧路改造工程的问题做一定的研究和分析，尤其是针对地下管线的铺设问题做一定的深入探讨。文章主要从老城区旧路改造工程地下管线布设发展的形势、设计相关的具体内容、所坚持的基本原则、设计中需要注意的要点过程中遇到的麻烦和困难等方面的进行阐述，进一步分析老城区旧路改造工程地下管线布设的具体内容。
城市中的地下管线的铺设一直以来都属于城市基础设施建设内容工作中的不可分割的组成成分，而且这部分的工作内容也在市政的建设中有着不可忽视的重要作用和一定的基础性地位。我国的经济发展不断地加快而且带动了一定的城市建设的发展进程和步伐，城市的规模也在不断地扩大，但是老城区的管线的铺设早已经年久失修，而且还有一些管道已经老化不能再继续使用，远远不能满足城市发展的需求，而且这种潜在的问题也会产生一定的安全隐患威胁着城市其他事业的发展，所以针对这一现象和问题我们要积极对老城区的建设和市政的旧路改造工程的地下管线工作做一定的完善和改造，确保建设出更高质量和性能的管线网络以满足现有的社会和城市需求。文章主要就是对这点问题作出一定的分析和探讨。
1老城区旧路改造工程地下管线布设所面的现阶段发展局面和存在的问题
城市建设的工程改造问题一直都是被众人关注的焦点问题。文章通过对老城区旧路改造工程地下管线布设问题做一定的调查和研究，得到了一定的资料和内容，总结一下目前的老城区旧路改造工程地下管线布设所存在的问题主要有以下几点：
老城区原来的地下管线布设设计存在一定的不合理性和不科学性，而且尤其是排水管网线路，缺乏整体性的布局规划。管线的整体的位置和布局混乱、毫无章法可言，而且这种现象还特严重，涉及的过程中管线网络的人口数量安排、服务涉及范围等等一些设计系数选择存在严重不合理性，其结果导致管线中的排水管网线的功能和实际能力不足，不能满足现如今的城市排水需求。
老城区的旧路改造工程地下管线布设中旧的管线一般的规划年限时间短，而且过去的设计标准一般都比较低，使得工程中设计的管道管径较小，在功能上的内容不强，而且这种管线的铺设一般铺设和掩埋得较浅，所以直接导致管线网络的接口不严密，产生臭气溢出和积水泄露等问题，这样的现象给城市整体的规划性建设带来的一定的困难和麻烦，不能满足社会和公众的需求。
老城区的旧路改造工程地下管线布设中管道的网络由于年久失修，缺少一定的管理和修补，使得管道产生过多的淤积，严重阻碍和影响了管道过流的功能，这种现象的.发生直接导致实际的过流量情况小于当时设计的客观过流量。
老城区的旧路改造工程地下管线布设中还存在一项重要的内容就是雨污管连接混乱，市政的管道线路设计存在不合理性，有一部分区域污水管接到了合流管或者是将污水管连接在了雨水管，所以直接导致了雨污管连接的混乱，排水系统也跟着存在很多问题。
老城区一旦出现暴雨情况就有可能存在一定雨水口堵塞问题而影响了道路面的排水功能。
由于过去很多年，过去的地下管线布设资料没有进行妥善的保存，有些管道没有按照图纸进行施工，直接给老城区的旧路改造工程地下管线布设工作带来了不小的困难和麻烦。
所以针对上述一些出现的问题，要对老城区的旧路进行积极改造，铺设新的线路和开展工程，健全管理系统，充分改善管线铺设质量。
老城区旧路改造工程地下管线布设是一项有一定困难度的工程项目，但是老城区的一些特点给工程实施带来了一定的困难和麻烦，就比如说：路面的交通流量很大，而且道路还很狭窄，各项有用的管线还很多，交叉纵横，错落交织，给原本就困难的工程实施又带去了新的困难。而且实施改造的过程中还要注意尽量减少对居民的日常生活的影响，在设计原则上要积极坚持根据具体的实际情况进行施工的原则，结合一定的地势特点，充分考虑到现有资料和数据的内容，还有适应一定的环境因素，充分利用现有的资源，实现最小的投入得出最大的利益。
3老城区旧路改造工程地下管线布设改造设计中需要注意的要点
3.1结合现实情况做具体分析
老城区这样旧路下一般都建有管线，如果要继续利用这些管线为新的工程造福，既可以减少一定的工程成本还可以降低一定的施工难度。但是前提是本身一定要具有可用性。我们要了解一定的具体情况，就比如说：工程的覆盖面积大小、管线的掩埋深度、它的具体位置和布局、管线的流向、管线的出口、设计的标准等等问题和内容。还要考虑使用的状况，路面的通车致使管线损坏后的重修问题等等内容。
3.2核查管道排流具体功能
老城区旧路改造工程地下管线布设改造设计中首先应该把排流体制作为最优先的考虑内容，而且它也是一定的设计条件。要保留合流的管线，并且计算改造后的排流量，并以此为基础核查管道排流具体功能，是否能满足一定的现实需求，如果出现问题，怎样防止和避免这些问题的形成。
3.3管材和其他材料内容的选取
很长一段时间以来，市政管线的材料选择一般是被受关注的重点问题。管线的材料一般多采用钢筋混凝土管和混凝土管等基本原料。用过一段时间后，我们就会发现这种管道大部分会出现一定的泄露或者渗漏问题。所以为了改善这部分现象的发生，而且满足一定的工程改造的进程化需求，设计中应该选用一些质量相对较好的材质和一些新的材料和新的工艺去提高整体的管线质量。而管径在选择上也有一定的具体要求，应该控制在城市规划的要求的范围之内，结合一定的远景思考，适当的较大管径的大小，减少三百毫米以下的管线。
3.4检查井等设施物的改造
老城区旧路改造工程地下管线布设工作中由于受到路幅宽度和地区规划等问题的影响，管线的检查等设施物一般会布置在车行道的下方，像检查井这样的设施物一般是道路结构中的薄弱部分，在每天车辆的严重负载下很容易机会出现损坏和下沉等问题，这就在无形之中加大了对行人和车辆的安全隐患，所以像检查井等设施物的构架和改造中需要考虑到以下几点问题：
第一，要科学合理的确定管线的横断面，一定要避开车轮迹线的位置。
第二，检查井一般由砖砌建的，很容易就会出现砂浆砌建的不严密而形成裂纹，慢慢会造成检查井的位移、渗漏和下沉等严重的质量问题，而且稍有不慎就会演变成新的事故和灾难。钢筋混凝土等检查井整体的稳固性比较牢靠，强度高，而且环保耐用，工艺先进，在很多的实际应用中都有涉及，所以在老城区旧路改造工程地下管线布设工程中药使用这种工艺技术。
第三，传统的检查井盖是铸铁制造的，这样的材料有一定的回收能力，但是被盗用的现象及其严重而造成了很多不必要的事故。钢纤维混凝土虽然能避免被盗的命运但是抗冲击能力不强，很容易就产生裂纹，复合材料是目前对理想的替换材质，它具有承受能力强、耐腐蚀、抗震性能强、使用寿命长、性价比高的多方面优点。所以老城区旧路改造工程地下管线布设工程中最好采用这种材质。
4老城区旧路改造工程地下管线布设改造的过程中所遇到的麻烦和困难
老城区旧路改造工程地下管线布设工程实施的过程中还有很多的麻烦和困难首先面临的就是管线高程冲突。在管线的基本改造过程后续的内容中，由于地下的管线探测的内容不全，设计人员没有进行认真有效地核实往往会出现新建的管线与现有的管线高程冲突问题。目前处理的方法主要有三种：降低一定的污水直线的高程、污水支线做倒虹处理、还有一种是局部添加套管、或者更换高强度材质，或者用混凝土包满来提高整体的强度。
老城区旧路改造工程地下管线布设工程实施的过程中还会存在现有管线与新建管线之间的衔接问题。所以基于此点内容，我们要进行一定的清淤处理，对管线的修复和改造做一定的加固处理。
5结语
市政工作中城市建设方面的问题一直都是工作的中心和要点，老城区的旧路改造工程地下管线布设问题也是其中多关注的重要问题。随着我国的经济建设的不断地发展，城市化的建设内容也在不断地加以完善和进一步改造。而这个过程中管线的铺设问题和布局就是重中之重的内容。我们要根据一定的具体的实际状况和内容加以分析和处理，利用自身有利的优势结合现有的问题，选择合适的方法和依据，设计一套完善、合理、科学的设计方案，既要减少一定的工程成本还要高效地完成所实施的任务。而且过程中的质量问题也要引起一定的关注和重视，不能以牺牲质量而减少工程成本，质量要放在首位。进一步改造老城区的旧路改造工程地下管线布设问题，保证管道的基本功能和作用，延长使用寿命，确保管线稳定的运行。
参考文献
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[3]郑金涛，邹毅.市政道路工程旧路改造项目的施工质量控制策略分析[J].中国建材科技，（S2）：38.
[4]游振东.浅析市政道路改造排水设计――以某城区排水改造工程为例[J].江西建材，2015（13）：48-49.
浅谈水平定向钻在旧晋祠路改造工程中的应用论文
摘 要:近年来,在许多市政工程中,非开挖水平定向钻施工具有明显的经济效益和环境效益、安全效益。在城市繁华区和地下、水文地质情况复杂或者临近邻街建筑的情况下,排水管道或者其他管线的施工,需要采取非开挖方式、技术解决问题。本文结合旧晋祠路改造工程实际对水平定向钻施工应用进行具体阐述。
关键词:水平定向钻;非开挖施工;市政工程;旧晋祠路
1 定向水平钻管道非开挖技术及施工的目的及意义
目前,市政工程建设中,在城市繁华区和地下、水文地质情况复杂或者临近邻街建筑的情况下,排水管道或者其他管线的施工,不能明开挖施工时,需要采取非开挖技术解决问题。定向水平钻在非开挖技术行业中,具有不开挖路面、不阻断交通,不影响环境等优点,具有明显的经济效益和环境效益。本课题结合旧晋祠路改造工程项目研究定向水平钻施工在实际施工中的应用,为以后的管道施工提供非开挖参考资料和经验。
2 旧晋祠路改造工程定向水平钻工程概况
旧晋祠路改造工程,污水管线施工过程中发现,①施工降水、钢板桩支撑开挖后,沟槽两侧土体严重裂缝,对周边建筑物产生不良影响,且存在安全隐患;②在局部段落因地下管线复杂、老旧,位置、走向、材质不明;③化工排洪渠常年流水不可明开挖等情况;④在局部段落管线临近建筑物;⑤工期要求紧。上述段落,明挖施工存在如下不利因素:①安全隐患和环境影响;②功效低下;③施工周期长;④存在经济赔偿损失的可能。考虑在K0+472~K0+670,长204 m;1+280~1+975,长700.5 m两段采用水平定向钻(非开挖)施工污水。
3 施工方案及过程控制
3.1 沉井定位井
3.1.1 沉井定位井作用
非开挖水平定向钻施工首先要符合设计要求的高程控制,为保证设计高程,在定向钻施工之前先要布设沉井定位井。定位井应位于水平定向钻的起始位置,并且最好在设计检查井位置。沉井定位井的定位很关键,其作用如下:①将已完管道与拖管段在井位处准确连通;②定位井的封底高程即为设计过水面高程;③沉井定位井同时也是污水管道检查井。
3.1.2 沉井定位井施工
沉井现场预制C25钢筋砼矩形沉井,为定位井,内径均为3.3 m×1.5 m,壁厚30 cm。沉井与管道正交的每侧壁预留D=1.2 m的2个预留孔,作为管道穿越用。沉井封底时要符合设计高程。
沉井的定位要考虑如下因素:要将设计好的预留孔对准已完管头,待沉井下沉到已完管顶时,将预留孔下混凝土凿除,使管头卡进预留孔,实现已完管道和拖管段落的连通。
3.2 水平定向钻施工
本次穿越从桩号0+472处至桩号0+670处,在过桥铺设管道时,采取绕桥基础以外画弧形穿越。采用管材为800 mmPE管,设计铺管长度约204 m,穿越长度约265 m。
3.2.1 施工准备
3.2.1.1 技术准备
组织全体施工人员进行技术交底和安全交底,进行施工方案要点交底,要求所有施工人员熟悉本工程特点及技术要求。现场进行管线交底和摸查。
3.2.1.2 施工机具准备
要对钻机、泥浆系统、控向系统、热熔焊机等所有机具进行检测保养到位,配备易损件。
3.2.2 定向钻穿越过程
现场三通一平―→开挖工作坑(3m*5m钻机侧深度按高程) 开挖泥浆池(3 m×4 m×2 m出土点)―→钻机调试安装拖拉头制作(φ800 mm)―→泥浆调配―→钻导向孔―→预扩孔Ф450 mm―→预扩孔Ф600 mm―→预扩孔Ф750 mm―→预扩孔Ф900 mm―→预扩孔Ф1 050 mm―→预扩孔Ф1 200 mm―→清孔Ф1 050 mm―→管材焊接―→拖管―→泥浆清运―→钻机撤场、地貌恢复
3.3 关键过程控制
3.3.1 测量放线
根据施工图、设计控制桩进行测量放线,放出线路轴线和施工作业带边界线。用经纬仪放出各个井位并给出各井位及沿途重要控制点的高程,作好记录供导向孔钻进时使用,用经纬仪放出钻进路线,每隔20 m标记桩供钻进时使用。
3.3.2 泥浆控制
3.3.2.1 泥浆是定向穿越中的关键因素
(1)按照事先确定好的泥浆配比用一级钠基膨润土加上泥浆添加剂,配出符合要求的泥浆。
(2)使用的泥浆添加剂有:降失水剂、固壁剂、黏土分散剂等。
(3)为确保泥浆的性能,保证膨润土有足够的水化时间,我们采取两套加料配浆系统,延长泥浆循环周期。
3.3.2.2 水源的采用
水源采用自来水,抽入水罐内加碱软化,降低Ca、Mg离子含量,改善水质,同时提高水的pH值,水的pH值为9~10时最适合膨润土的水化。
3.3.2.3 强化各施工过程泥浆性能调整
(1)斜孔段:泥浆的流动性能要好,结构性要强,保证钻屑携带和孔眼清洁;控制泥浆的失水,防止塌孔。需增大固壁剂、降失水剂含量。
(2)水平孔段:要及时提高润滑剂剂量,适当降低粘度和切力,保证泥浆的流变性能良好,使钻屑顺利返出地面;增强泥浆的`润滑性,减小钻机旋转及推进阻力。
(3)扩孔段:增强泥浆的造壁性能,防止孔壁塌陷,防止缩径;需增大固壁剂、降水水剂剂量。
(4)回拖段:提高泥浆的润滑性,降低摩擦阻力。增强携屑效果,需提高润滑剂剂量。
3.3.2.4 泥浆的黏度
根椐穿越段地层情况,在钻导向孔阶段,泥浆黏度控制在45 s~
50 s;在预扩孔和回拖阶段泥浆粘度提高5 s~10 s即达到50 s~55 s。
3.3.3 定向钻穿越
3.3.3.1 钻导向孔
(1)钻导向孔的钻具组合为:钻头+造斜短接+钻杆。控向传感器装在钻头后舱内并紧固。
(2)把好控向关。在导向孔钻进过程中使用无线控向系统,在出入土两侧地面布置地面信标系统,钻头内传感器发射的信号将钻具的位置反馈到控向室便于司钻随时掌握方向,利用地面信标系统可以准确找出穿越中心线的方位角,同时可以记录钻头与地平面的夹角值。
3.3.3.2 预扩孔
(1)完成导向孔工作后,扩孔分五级进行,依次选用φ450 mm、φ600 mm、φ750 mm、φ900 mm、φ1 050 mm、φ1 200 mm的扩孔器进行预扩孔,然后进行清孔。导向孔钻通后将钻头卸下,将钻杆与Ф450 mm扩孔器相连进行第一次预扩孔,回扩完成后把Ф450 mm扩孔器断开卸下,再将钻杆推回至出土点后连接Ф600 mm扩孔器回扩,循环操作直至预扩孔和清孔工序完成。
(2)扩孔过程应平稳缓慢,监视钻机各项参数并做好记录。
(3)根据出土点返浆情况调整泥浆量,保证孔内钻屑能够顺利被泥浆带到孔外。
(4)遇有地质情况发生变化钻机参数不稳时应分析情况,调整扩孔速度。
(5)扩孔过程中产生的泥浆要及时处理。
3.3.3.3 回拖管线
(1)扩孔和清孔完成后将钻杆推回至出土点,安装上Ф1 050 mm扩孔器并与焊接好的管线连接,检查扩孔器水眼是否通畅,确认无误后开始回拖。
(2)管线回拖前,检查管线沿线情况并设专人看护,防止管线在前进过程中出现意外。
(3)管线和钻具的连接:钻杆+Ф1 050 mm扩孔器+80 t旋转接头+25tU型环+回拖头,总体连接完成一起回拖。
(4)准备工作就绪后,回拖应一气呵成,中间不得停顿,直至成品管线在钻机侧出土为止。
3.3.4 沉井内管头预留孔封堵及造斜段处理
3.3.4.1 沉井内管头预留孔封堵
管线回拖到位后,由于管头与沉井预留孔洞间有空隙,需要及时防水封堵,避免管道周围的泥浆从该空隙间流出,造成地质扰动,影响已完路面工程质量。
3.3.4.2 造斜段处理
在水平定向钻施工回拖管线到位后,沉井两端造斜段形成空管段,且其中是泥浆,是路基重大质量隐患,需要彻底换填处理。方案:对东侧慢车道拖管扰动土体的造斜段深度范围内进行泥浆挖除外运,换填片石至稳定后,再用水泥稳定碎石逐层回填碾压密实至土路基高程。
4 经验总结与探讨
4.1 技术总结
(1)定位井位置和高程的控制直接影响到水平定向钻是否能达到设计和规范要求。
(2)管材必须符合国家规范标准要求,否则会出现焊口拖裂。
(3)设计好出入点和钻杆钻进角度,保证高程和质量。
(4)管线回拖完毕后,沉井内管头封堵要及时严密,否则泥浆的持续流出和清除会造成地质扰动,影响到周围结构和建筑的质量、安全。
(5)造斜段必须进行专门换填压实处理。
4.2 水平定向钻施工总结
(1)水平定向钻施工对于大管径管道,因其预扩孔直径达到
1 200 mm,如果管道埋深浅或地质易流沙时,易造成塌孔而影响整个定向穿越施工。旧晋祠路水位高、土质差,沉井定位井内管头周围空隙的及时封堵直接影响到周边建筑质量安全。
(2)旧晋祠路改造工程,原方案为明开挖,深井降水,钢板桩支护,沟槽换填级配碎石,工序繁多,周期长,且因为地下水位高,地质条件差易塌方,降水施工过程中,对周边建筑和地面形成不同程度的拉裂、扰动,产生了额外的经济补偿损失。相对而言,水平定向钻施工具有不开挖路面、不阻断交通,不影响环境,周期短等优点,具有明显的经济效益和环境效益。
水平定向钻施工技术在非开挖领域极具潜能,尤其在城市繁华区、穿越河道、路口和地下、水文地质情况复杂或者临近建筑的情况下,排水管道或者其他管线的施工,不能明开挖施工时,可以采取非开挖方式――水平定向钻施工技术。
参考文献:
[1]《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》SY/T4079-95
[2]《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268-2008
[3]陈志成.水平导向钻进非开挖铺管技术应用.管道工程,2005,1
