摘要：管道直飲水使廣州市市民的飲水發(fā)生質(zhì)的飛躍。按照“兩套管網(wǎng)，分質(zhì)優(yōu)質(zhì)供水”的原則，管道的敷設(shè)是分質(zhì)供水的重點和難點。市區(qū)的管網(wǎng)改造和建設(shè)，受限于舊管網(wǎng)、 交通 和環(huán)保的條件。非開挖技術(shù)的 應(yīng)用 ，為管道直飲水管網(wǎng)的建設(shè)發(fā)揮了巨大的作用。
關(guān)鍵詞：管道直飲水 非開挖技術(shù) 定向鉆進(jìn) PE管 應(yīng)用
1、工程概況
管道直飲水是以自來水或符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水為原水，經(jīng)深度凈化后通過固定管道輸送、供給用戶直接飲用的純凈水，當(dāng)前呈現(xiàn)出進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模的 發(fā)展 趨勢。廣州南部供水工程的完成，南洲水廠的全面投產(chǎn)，廣州市管道直飲水工程進(jìn)入管網(wǎng)建設(shè)的高峰。
吉祥路直飲水管道工程屬于城市中心區(qū)管網(wǎng)工程，為包括省人民政府在內(nèi)的用戶供水，工程需要新建管道由南往北穿越東風(fēng)路。原設(shè)計為明挖施工，管材為鋼管內(nèi)襯管，管道內(nèi)徑為300mm。
2、施工方案的比較和優(yōu)化
工程位于東風(fēng)中路、吉祥路口，東風(fēng)路是廣州市的東西方向的主干道。原設(shè)計為明挖穿越，為了降低對交通的 影響 ，方案減少占用路面的時間，采用L路線(如下圖)，長度110米。
經(jīng)現(xiàn)場踏勘，由于受地下電力電纜、煤氣管、雨污水管等公用管線的影響，且交通壓力非常大，明挖施工困難，故采用非開挖的施工 方法 ，采用牽引的方法，管材改為HDPE管。同時，為了發(fā)揮非開挖施工的優(yōu)勢，改為直線型路線(如下圖)，縮短距離26米。
3、管材的選用
原設(shè)計采用明挖施工，管材選用鋼管內(nèi)襯管，內(nèi)徑300mm，管道設(shè)計內(nèi)壓1.0Mpa。 參考 設(shè)計要求，考慮非開挖施工的需要，工程改選用PE管。
就施工方法而言，PE 管道特別適用于非開挖工程。其熱熔焊接使管道具有一體化的連接方式，接頭強(qiáng)度高;優(yōu)良撓性使得PE 管道走向容易依照施工軌跡的要求進(jìn)行改變;良好的抗刮痕能力，使得管道不易損壞而漏水。采用導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)，管徑可達(dá)600mm，管線長度一般可達(dá)300～400m，深度通常在10m 以內(nèi)。
對PE80 和PE100 而言，雙峰分子量分布的PE100管材，其綜合性能要比PE80好，尤其是PE100的20℃、50年的蠕變抵抗能力提高，同時又保持了較好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能(ESCR)。
同時，PE管材符合飲用水的要求。
綜合考慮設(shè)計要求和施工要求，工程選用了DN355，PE100級，內(nèi)壓1.0Mpa的PE管，如下表。
工程選用的PE100級聚乙烯管材

公稱壓力（MPa）	公稱外徑（mm）	內(nèi)徑（mm）	壁厚（mm ）	SDR	產(chǎn)地
1.0	355	303	26	13.6	深圳

工程選用的PE管材

4、導(dǎo)向孔軌跡的設(shè)計
軌跡設(shè)計主要考慮設(shè)計平面位置、埋深的要求，地下公用管線的影響，鉆桿和管材的彎曲半徑等。
經(jīng)過細(xì)致的探測，查明了測區(qū)內(nèi)的各類地下管線，管線縱橫交錯，主要有給水、排水、煤氣、電力、電信等五種管線，最大管徑為DN1200的供水管，最大埋深為3.5米。根據(jù)設(shè)計文件和地下管線探測結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場踏勘，導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計參數(shù)如下：
考慮鉆桿和管材的彎曲半徑，取R=50m;
考慮其它地下管線的影響，取管道最深點為 h=5m;
由 L=(h(2R-h))0.5
式中L—造斜段長度;h—鋪管深度;R—彎曲半徑。
計算 得 L=22m，入射角取26度。軌跡線見導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計圖。
5、設(shè)備的選擇及施工過程
按經(jīng)驗公式 計算 管道的回拖阻力。
W=[2P(1+K)+P0]f L
式中 W—管的摩擦力(KN);P—土對管的壓力(KN/m );
K—主動土壓力系數(shù);P0—管的重量(KN/m);
f—管壁的摩擦系數(shù);L—管道的長度(m)。
W=[2×(0.355×0.17×1800) ×(1+0.3)+0.25] ×0.25×84=5936(KN);
工程選用威猛(Vermeer)D40-40型導(dǎo)向鉆機(jī)，該鉆機(jī)回拖力F= 18144KN;安全系數(shù)K=18144/5936=3.1>2.0
Vermeer鉆機(jī)參數(shù)表

型號	扭矩(N×m)	回拖力(KN)	重量（T）	外形（長×寬×高）
D40-40	5415	18144	24	6.3×2.1×2.3

VermeerD40-40鉆機(jī)	回拖頭
導(dǎo)向到達(dá)	回拖1
回拖2	回拖到達(dá)

6、施工過程中的幾個 問題
施工過程主要包括管線探測、軌跡設(shè)計、管材連接、導(dǎo)向鉆進(jìn)、擴(kuò)孔護(hù)壁、回拖、試壓等。
6.1、管材的連接
PE 管道最主要的連接方式是熔接連接，包括電熔連接和熱熔連接，其因材質(zhì)相同，接頭強(qiáng)度高于本體強(qiáng)度。本工程采用熱熔連接的方式。加熱板溫度為210度，管端加熱時間為10分鐘，持壓時間30分鐘。施工時，由于環(huán)境溫度比較低，平均溫度5-8攝氏度，風(fēng)力4-5級。
PE管道的焊接必須由經(jīng)過專門培訓(xùn)的焊工進(jìn)行操作，才能確保合適工作參數(shù)下其強(qiáng)度要求。另外在大風(fēng)的工作環(huán)境下，可能因冷卻加熱板，并導(dǎo)致不均勻溫度分布，故可能會對熔接質(zhì)量有致命的 影響 ，當(dāng)塵土污染加熱板和管端也將會導(dǎo)致接頭壽命大為減少。

熱熔設(shè)備	削平端面
加熱（10分鐘）	持壓（30分鐘）
連接好的接頭	連接好的管道

6.2、PE管與鋼管的連接
工程的前后端都需要與明挖施工埋設(shè)的內(nèi)襯鋼管連接。本工程采用鋼塑法蘭連接方式，PE管端與塑料法蘭根之間采用熱熔連接，鋼管端與金屬法蘭連接，然后采用法蘭片、螺栓即可完成PE管與鋼管的連接。

法蘭根和法蘭片	法蘭封板

7、 總結(jié)
本工程由明挖施工改為非開挖 方法 施工，解決了開挖路面影響 交通 的問題，減少了與其他公用管線的沖突。改用PE管代替內(nèi)襯鋼管，既滿足非開挖施工的要求，也滿足管道直飲水供水壓力和衛(wèi)生的要求。實踐證明，該工藝能夠在直飲水工程中推廣 應(yīng)用 。
參考 文獻(xiàn) ：
[1]《非開挖地下管線施工技術(shù)及其應(yīng)用》 地震出版社 顏純文等 1999年
[2]《非開挖鋪設(shè)地下管線施工技術(shù)與實踐》 中國 地質(zhì)大學(xué)出版社 葉建良等 2000年