市政公用工程-20131127

市政公用工程主讲人：张永丽教授四川大学第2章市政公用工程技术污水处理厂沉淀池地下排水管道施工顶管施工生态园林示范工程准好氧填埋场2.2城市地下管道修复技术与工程实例

2.2.1管道修复技术发展修复原因管道老化，不能满足实际需要管道腐蚀，结构损坏或老化开槽敷设新管道影响交通且投资高发展历程

管道修复技术是非开挖技术的组成部分，在20世纪70年代末,发达国家已开始研究开发，目前已经发展为专门的行业；我国近年来城市地下管道不开槽修复技术发展十分迅速。2.2城市地下管道修复技术与工程实例

管道修复技术发展现状

施工方法给水管污水管煤气管使用口径（mm）最大施工长度（m）传统的内衬法连续管法（长管）非连续管法（短管）√√√√100-2500100-1200300200改进的内衬法：

拉拔法

冷轧法

变形法√√√√√√√√√75-60075-600100-12008001000500软衬法：

翻转法

绞拉法√√√50-270070-2700900150缠绕法√150-2500300喷涂法：

水泥灰浆

环氧树脂

聚合物√√√√75-450075-300250-600150150100浇筑法√900-1500管片法√>900化学稳定法√√100-600150局部修复法：

补丁法

注浆堵漏法机器人法√100-2800>900200-900非开挖管线修复的优点对环境、交通、商业区、拥挤的生活区干扰小利用原有管线的轨迹，无需控制施工方向可加大原有管道的过流能力施工效率高，安全性好不需排屑，减少了对路面的损坏非开挖管线修复的基本流程

尽管各种非开挖修复方法的工艺有所差异，但总体流程基本如下：2.2.2静压裂管法工艺静压裂管法是管道原位全断面修复技术中的一项新工艺。基本方式：以待更新的旧管道为导向，在将其破碎的同时，将新管节拉入或顶入旧管道内，实施管道更新。优点管道适用范围广在一定范围内能扩大管径，增加流量对周边社会环境影响小（工作井施工范围除外）缺点单次更换长度短（＜100m）旧管道中的弯头处理较为困难。2.2.2静压裂管法工艺2.2.3实例工程简介某燃气集团公司在静安里中压线天然气管网改造工程中使用裂管施工工艺，取得了成功的施工实践。工程起点为既有DN200中压A天然气闸井，终点为静安里中低压调压站，沿途没有用户支线。待修复管道为DN200的无缝钢管，新管材为SDR11的直径200PE管，管段长477m；采用800G型裂管设备，共设工作井8座，工期26天。工程概况施工现场调查(1)工程地质情况调查

施工前，委托专业单位对工程范围的岩土工程地质情况进行勘探，确定各岩土层厚度、取样深度、含水量、颗粒度、承载力标准值等数据，给出穿越地形和地质钻探剖面图。(2)管道情况调查

考虑到在破碎旧管道的同时适当扩径，挤压和振动会引发相邻管线的损坏，以及分支管的连接点处需进行开挖施工等情况，在施工前对施工现场沿线进行勘察、物探。调查主要内容：待修复管道的埋深、拐点、三通、阀门、凝水缸及其他管道附件的位置；附近埋地管道的位置、材质、规格、输送介质；其他地上（下）主要构筑物等。2.2.3实例工程简介—施工组织与设计对存在三通、阀门等附件的管线连接处必须暴露开挖；管道走向变化处（＞10°）必须暴露开挖；根据设备能力及施工条件确定一次施工长度；工作井的位置不应影响交通。考虑因素工作井设置共设置9个工作井：6、7、8号为设备井；1、3、4、5为进管井；1-1、2为复合井，划分为8个施工段。工作井断面确定L=〔H×（4R－H）〕0.5DN

式中L——工作井长度（m）H——敷设（管中距地面）深度（m）R——聚乙烯管许用弯曲半径（m）R≥25DNDN——公程直径（m）2.2.3实例工程简介—施工组织与设计静安里中压线天然气管网改造工程施工示意图2.2.3实例工程简介—施工组织与设计管道内部污垢较多时，需先进行清洗。沉积物较疏松时选用机械清洗，沉积物较多且结垢坚硬时选用高压水清洗，沉积物为粘稠油状物时选用化学清洗剂清洗。该工程管道沉积物较少，只局部采用高压水进行清洗。旧管道清洗裂管设备安装800G型裂管设备吊放在设备井内，以旧管道中心和所在井壁面为基准，安放平整，液压动力设备放置在设备井外，设备支撑稳固。设置切割刀具角度割刀角度设置以不破坏管道与管道上的回填土之间的平衡力为原则，角度已设置在“5点”或“7点”位置。割刀轮位置2.2.4施工注意事项裂管设备操作要点2.2.4施工注意事项回拉管注意事项与解决措施可先将裂管头取下，只用割刀将旧管道从头到尾割裂，在工作井和进管工作井内围绕旧管的管头各垒土坝，坝的上沿高过旧管道的管顶高度，向旧管道内注水至旧管道管顶淹没为止。蓄水后保持一天；最后将旧管道内的蓄水抽走，再继续回拉管。在被卡住的地点开挖，将重压物移除，再继续回拉管。2.2.5工程结果与建议采用原位裂管法将DN200的无缝钢管置换为DN200的聚乙烯新管道，全长477m在28d预定工期内施工完毕。除工作井占用道路设置围挡外，其余部位保持路面交通，影响较小。工程结果改进建议国内设备配套性差，政府应引导企业消化引进技术设备；国内尚无管道修复前后检测评价技术和评价标准，应着手编制；国内尚无行业标准，地方可先行编制地方标准。2.8玻璃夹砂管排水管道长距离顶进施工技术

特点：重量轻、承压能力好、输送液体阻力小、能保证供水水质、抗化学和电腐蚀等

优点：安装方便、使用寿命长、综合费用适中、操作简单、维护成本低，施工顶进摩擦阻力小等

？问题？：顶进控制和过程纠偏技术还有待探讨研究玻璃钢管道断面结构示意图玻璃钢夹砂管简介性质：玻璃纤维增强塑料夹砂管是一种新型柔性非金属（树脂、纤维、砂等）复合材料管2.8玻璃夹砂管排水管道长距离顶进施工技术中继站法

中继间的作用就是传递顶力。实际中，不管什么样的管材都有一个承受顶力的极限。超过管材所承受的顶力，管材就损坏了。为了避免管材顶坏，用中继间一段一段的推进，从而达到长距离顶管的目的。将需顶进的管线全长分成若干段，在相邻两段之间设置一个与所顶进管相同管径的工作管，其中布置顶进设备，此工作管节称中继间。中继间以前的管段用中继间的顶进设备顶进。中继站工作原理为了保证长距离顶管工作的顺利进行，需采用一些辅助方法进行施工。2.8玻璃夹砂管排水管道长距离顶进施工技术泥浆套法在顶管过程中，以高压泵向管外壁与土层之间注入触变泥浆，以减小阻力的措施。触变泥浆是用粘性土、水、化学处理剂等按一定配合比搅拌而成，当静置时它处于“凝胶”状态。泥浆套法具有施工偏差小,且易纠正,附近地表几乎无沉陷的特点。

大直径管道人工控制注浆法技术经济性能玻璃钢顶管混凝土顶管耐腐蚀性能主要材料为高分子成分，能抵抗侵蚀，无需防腐处理易受酸碱腐蚀，只有在腐蚀性要求不高的情况下无需内外防腐抗冻性能柔性管道，具有优异的抗冻性能，-20℃下管道结冰后不会发生冻裂抗冻性较差，低温下管内容易结冰，发生冻裂工程寿命大于50年一般为15年重量为同等混凝土管道的1∕10，对地基，吊装、下管机具要求低自重很重，对地基，吊装设备要求高，软土地基下，易栽头且纠偏困难强度顶管压缩强度高，管道不易破坏，管端压缩强度可达100MPa管端压缩强度约为55MPa单次顶进长度外表光滑、顶力小，土壤内聚力对其几乎不起作用，几乎不存在抱管、死管现象，单次顶进长度长，对顶进设备要求低顶管在故障停顿时，因土壤内聚力发生抱管，使顶力成倍增加，单次顶进长度短抗不均匀沉降性能柔性管道，对周围土壤要求低，抗不均匀沉降性能高地质情况变化时易产生不均与沉降，造成混凝土顶管断裂、密封接头拔出等致命情况纠偏性能几乎不产生扭转错位，容易做到直线顶进，纠偏时一般的纠偏方法即可纠正，操作简便因自重大，顶进时很难做到直线顶进，且常发生栽头现象，一般纠偏方法很难纠正，施工复杂水力性能及能耗粗糙系数为0.0084，水力性能良好，经济效益显著粗糙系数0.013，同等输水量下管径加大，能耗较高公称直径DN管材外径（mm）壁厚（mm）质量（kg∕m）允许顶力（kN）流量比（％）1000混凝土顶管124012010132345100缠绕玻璃钢顶管10763824024781551200混凝土顶管148014014143506100缠绕玻璃钢顶管129246349.136011551400混凝土顶管172016018824900100缠绕玻璃钢顶管151055487.450281551600混凝土顶管194017022696023100缠绕玻璃钢顶管17226161763661551800混凝土顶管218019028517813100缠绕玻璃钢顶管194170.580382851552000混凝土顶管242021034999836100缠绕玻璃钢顶管2158791000103201552.8.2实例工程简介该工程是G市××污水处理厂外收集污水系统的关键工程，全长约5km，沿线为城市道路、农田、万亩果树保护区、河涌，管道采用DN2200玻璃夹砂管（水力条件相当于DN2600钢筋混凝土管）、DN2500玻璃夹砂管（水力条件相当于DN3000钢筋混凝士管）顶管施工，现况地面标高6.5-5.6m，设计路面标高约8.0m。工程简介——南洲路污水主干管道工程工程勘察报告工程区域地质情况从上到下分别为：人工填土、淤泥、淤泥质粉细砂、粉质黏土、细砂、黏土、基岩。淤泥、淤泥质粉细砂层含水量高、孔隙比大、承载力低、厚度大，属典型的软弱土层，其中淤泥质粉细砂属轻微～中等液化。设计管道主要从淤泥质粉细砂、粉质黏土层中穿越。

施工场区低平、开阔，属珠江三角洲冲积平原，是地下水和地表水的排泄区，地下水丰富。此外，人工填土层还含有限的上层滞水。2.8.3施工方案优化

根据各项基础资料的分析，结合道路和污水管线沿途情况，经过技术经济比较论证：工程全线采用玻璃夹纱管，机械顶管施工方案。其理由见P90。2.8.3施工方案优化根据设计，管道平面位置200～250m设一座顶进工作井或接受工作井。顶管机在工作井内向两侧接收井顶管，并采用多台顶管机同时作业。采用泥水平衡顶管机有利于快速穿越淤泥质、淤泥粉质细砂层，同时可满足长距离顶管要求。取最大顶力的75％(9000KN)为设计顶力。目前玻璃纤维夹砂管行业标准中,无顶管品种,且在环初始挠度的径向变形率数据中,仅规定了10kPa以下管刚度等级，为满足远期规划南洲路车辆、填土等荷载作用下的变形要求,要求管道刚度等级不得小于15000N／m2

。顶管最大顶力计算：

顶管阻力包括顶管迎面阻力和管道摩阻力，根据GB50268中第6.3.4公式计算

——顶进阻力，kN——玻璃钢管外径，mL——管道设计顶进长度，m——平均摩阻力，kN／㎡——管道迎面阻力，kN根据经验，顶进距离为250m时，最大顶力为8700kN＜9000kN，满足要求。2.8玻璃夹砂管排水管道长距离顶进施工技术

连续检测20天。内容包括：顶力、轴向应变、环向应变、纠偏、回弹，土压力、水压力等。结果见P912.8.4施工关键技术

1）始发工作井须满足顶管过程中工作井结构的稳定、安全，且截面设计须满足顶管千斤顶、后靠背尺寸要求。2）接收工作井的规格须满足顶管机尺寸。3）施工流程为：做垫层-支模-绑扎钢筋-现浇沉井下半部-下沉-接沉井上半部-下沉到位-水下混凝土封底-浇底板。

1）井口5～1Om范围局部软弱土体用水泥搅拌桩进行加固。2）在顶管过程中工作井口与管道间设置有橡胶止水带，避免井内积水。试验段施工沉井施工进、出井施工2.8.5工程结果大管径玻璃夹砂管顶管施工创造了一次顶进最长（236m）、顶进速度最快（69m／d）顶管工程最长（约5km）的当时的国内记录，为玻璃夹砂管的顶管施工提供的宝贵经验。工程竣工后管线运行良好，并获得广州市年度优秀勘察设计一等奖和优质工程奖励。2.9大直径钢管输水管道顶进施工技术2.9.1钢管顶管施工技术发展

随着城市建设的进一步发展，顶管法施工在市政工程中的应用越来越多，目前在修建地下水道和管道穿越铁路、公路、河流等地下工程时广泛采用，由于综合成本低、施工周期短、环境影响小、对地面构筑物影响很小及不影响交通等优势，近年来，已成为来发展非常快速的市政工程施工方法。技术难题：管道外防腐问题和大口径管道刚度问题顶管施工发展：手掘式顶管机械顶管（刀盘土压平衡顶管机）适用管材更广：钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢管等尽管顶管技术显示出很多优势，但在施工过程中也存在以下问题：顶管技术在我国的存在的主要问题：机械设备技术比较落后，地区差异明显，水平参差不齐，缺乏规范化，人才不足，尚待进一步宣传推广。就目前而言，对顶管机械设备我国主要依赖于进口，虽然国内也有生产企业，但技术仍落后于国际先进水平，掘进机型号种类不足，难以以适应工程需要，我国尚无适于中强度岩层以上的岩盘掘进机，适应土质范围不宽，且耐用性、机械化、自动化水平不够。从地域上说，顶管技术的发展与我国地域经济水平相适应，我国东部的顶管技术发展水平远远高于中西部地区，仅广东、上海、浙江、江苏和山东五省市就占到了非开挖铺管工作量的75%。欠发达地区与发达地区差距非常显著。顶管施工技术在城市之间的发展不平衡，在上海，北京、广州等大城市技术水平比较高，应用比较普遍，但在中小城市应用较少，在中西部地区的城市应用更少。顶管技术存在问题2.9大直径钢管输水管道顶进施工技术2.9.2实例工程简介——见课本P93

顶管掘进机是城市地下管道、通江隧道、地铁隧道和穿山隧道挖掘及管道铺设的大型专用设备，是通道挖掘必备设备，需进行合理选择。2.9大直径钢管输水管道顶进施工技术中继间处理密封结构：采用双道径向可调的橡胶密封，另增加两道鹰嘴形橡胶止水圈。伸缩时密封装置：采用双道径向可调的橡胶密封。临时防水措施：采用鹰嘴形橡胶止水圈。密封配合面：应经过立车的精加工，并经过抛光处理，涂抹润滑脂。2.9大直径钢管输水管道顶进施工技术中继间处理步骤①利用中继间处的预留注浆孔，向中继间内外壳环形空隙中压注双液水泥浆，以替换膨润土泥浆并加固土体，每只中继间共6只注浆孔。注浆要密实均匀，确保中继间外侧被均匀包裹。这一步骤是中继间处理的关键。②切割前段法兰和三角筋板，拆除油缸。切割时将整圆分为8等分逐步割除。③切割中端及后端法兰和三角筋板（分为八等分45°切割）。④确定焊缝1的位置，即后壳体内部分与前壳体焊接处，对焊缝1进行45°满焊。⑤准备好最终补强衬板(宽250mm，外径3600mm，厚度34mm)，与焊缝2连接处设置40°坡口。场内卷管后分为八等分，运送至需处理的中继间处备用。⑥切割最终焊缝2，焊接最终衬板。焊缝2深34mm，宽25mm，进行满焊；焊缝3为45°满焊。相邻两块衬板之间以纵焊缝形式相互焊接。⑦检查焊缝，管道防腐处理。所有焊缝质量应符合设计即有关规范（《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268)）检查要求。经验收合格后，进行管道内部防腐处理。2.9.3下穿建（构）筑物的保护措施减小地面沉降的措施：

由于焊接时间较长，频繁发生较长时间的停止和重新启动顶进，对周边产生多次影响，沉降可能性较大。减小地面沉降的措施后期沉降的观测与控制既有建（构）筑物加固：2.9.4钢管接口与外防腐（1）焊接技术：二氧化碳气体保护焊后期沉降的观测与控制（2）焊缝背面采用陶质衬垫，坡口形式：单边“V”字形鸳鸯（3）管道对接在顶管使用的导轨上进行（4）反面用陶质衬垫贴好，焊接作业采用摆动焊接方式，施焊顺序：从右至左，管内施焊：多层多道焊（5）钢管焊接及接口外防腐质量管理——焊接质量保证措施（6）工作井井内短管加工、焊接施工注意事项即管道上半圆为外壁坡口，下半圆为内壁坡口，坡口角度为40。2.9.4钢管接口与外防腐后期沉降的观测与控制2.9.5管道注浆技术（1）顶管施工过程中，为有效降低管道外壁与土层的摩阻力，可通过注浆系统和管节上的注浆孔，向管道外壁注入适量的膨润土触变泥浆，以期在管道外围形成一个完整泥浆套，依靠泥浆的触变性能，有效减小管节外壁和土层间的摩阻系数，从而实现有效控制总顶力的目的。（2）DN3600钢管上沿管节前端均匀布置6只注浆孔。2.9.5管道注浆技术注浆孔的工后处理：分四步利用预留注浆孔，向管壁外空隙中压注水泥浆，以封堵膨润土泥浆。拆除注浆管，确认管壁外是否会有漏浆现象，将注浆组件冲洗干净，以备后用。旋入管堵（闷头），封堵注浆孔。闷头旋入前在螺旋处涂抹SLF-1型快速耐蚀胶粘剂以起到防水、防腐作用。对封堵后的注浆孔逐一进行水压试验以确保其密封性，试验合格后方可进行管道内防腐处理。2.9.6内防腐施工及养护钢管及配件内防腐要求1、内防腐采用水泥砂浆衬里，管道内表面处理和内衬厚度、工艺和质量等应符合《埋地给水钢管道水泥砂浆衬里技术规范》(CECS10：89)的规定。除弯头、三通等采用人工抹压法施工外，其余全部采用机喷法施工。喷涂机械在管道内先行进至管道前端，边倒退边进行喷涂施工。用涂敷机进行涂敷，施工内防腐分为两层涂抹。水泥砂浆喷涂机2.9.6内防腐施工及养护钢管及配件内防腐要求2、防腐层材质量要求

1)水泥：强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

2)砂子：工程宜选用河砂或海砂等天然砂，其质量标准及检验方法除应符合《普通混凝土用砂的质量标准及检验方法》(JGJ52)外，砂中泥土、云母、有机杂质以及其他有害物质的总质量不应超过总重的2%，砂粒应全能通过1.19mm（14目）筛孔，通过0.297mm（50目）筛网筛选的不应超过55%，通过0.149mm（100目）筛孔的不应超过5%。3)水：拌合水水质必须清洁，不得含有泥土、油类、酸、碱、有机物等物质，不得含有降低水泥砂浆强度、寿命和质量要求的有害杂质。

4)外加剂：不得采用对管内水质起有害作用和对钢材有腐蚀作用的衬里砂浆外加剂。内防腐工艺流程2.9.6内防腐施工及养护内防腐施工基面处理及施工条件1)管道内壁的浮锈、氧化铁皮、焊渣、油污等，应彻底清除干净；焊缝突起高度不得大于防腐层设计厚度的1/3。2)先下管后作防腐层的管道，应在水压试验、土方回填验收合格且管道变形基本稳定后进行。3)管道竖向变形不应大于设计规定，且不得大于管道内径的2%。内防腐施工的技术要求1)施工时，水泥砂浆必须用机械充分混合搅拌，且搅拌时间不宜超过10min。砂浆稠度应符合衬里的匀质密实度要求。砂浆应在初凝时使用。2)水泥砂浆重量配比可在1:1~1:2范围内选用，坍落度宜取60~80mm。3)DN3600管材喷涂的衬里厚度18mm，喷涂时允许公差为+4~-3mm。4)泥砂浆抗压强度不得低于30MPa。2.9.6内防腐施工及养护内防腐施工与养护(1)机械喷涂时两层成形，人工抹压法施工时四层成形。对弯头、三通特殊管件和邻近闸阀附近可采用手工涂抹，并以光滑的渐变段与机械喷涂的衬里相连接。(2)管段衬里水泥砂浆达到终凝后，必须立即进行养护。养护方法采用自然养护，时间不宜低于8天。采用自然养护时，养护期间两端及管段内所有孔工作井应用草毡或塑料布等物品严密密封。当达到养护期限后应立即充水，否则应继续养护。(3)通水前应继续封堵，保持湿润，无论采用何种方法施工，养护工序是保证水泥砂浆内防腐层不发生裂缝和空鼓的关键环节。工程施工实践证明，养护工作若疏忽大意，内防腐层将出现裂缝。水泥砂浆衬里厚度：可用钻孔方法或测厚仪检测。水泥砂浆衬里表面平整度：可用300mm直尺平行管道轴线测定衬里表面和直尺之间的间隙。每100m管段内抽查10处，其中9处的间隙不应大于2.0mm，若不符合时，则再抽查20处，其中18处的间隙不应大于2.0mm，否则为不合格。水泥砂浆衬里的表面粗糙度：对机械喷涂施工处，用样板比较检验；对手工涂抹施工处，以手感光滑无砂粒感检验。水泥砂浆衬里因收缩引起的裂缝：当其宽度小于或等于1.6mm，且管道轴向的长度不大于5m时可不修补。当宽度大于1.6mm时，加强养护后裂缝能自动愈合者，可认为合格。(5)水泥砂浆表面缺陷（麻面、砂穴、空窝等）每处空鼓面积不得大于50mm2

，单个缺陷的深度不得大于前述厚度公差的数值。(6)以手锤轻击衬里表面的音响判断空鼓。防腐层空鼓面积每平方米不得超过2处，每处空鼓面积不得大于4000mm2。2.9.6内防腐施工及养护内防腐施工的质量检查实践经验表明：当裂缝宽度小于或等于1.6mm时，在特定的条件下可以不进行修补。《压力管道用球墨铸铁管离心水泥砂浆内衬》(ISO4179)规定，最大允许裂缝宽度0.8mm。（1）根据《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268)的要求：当管道工作压力大于或等于0.1MPa时，应进行压力管道的水压试验。DN3600钢管道设计工作压力为0.8MPa，试验压力为0.8+0.5=1.3MPa。（2）管道水压试验的分段长度不宜大于1.0km。考虑工程实际情况及工期，经相关专家论证后，管道水压试验的分为四段，具体情况见课本P104。2.9.7管道功能性试验试验参数的确定试验装置（1）11.5kW多级离心泵一台（七级）（2）辅助2in进水管道，2in阀门，1in排气管道，1in阀门，控制设备（3）1.5级弹簧压力表4块（J9—J13井为例）（4）J9—J13井管中心高程不等，根据高程水压实验排气管主要设置在最高的J12井，设备安装情况如下：2.9.7管道功能性试验J9—J13井DN3600泵验设备安装示意图试验装置（J9—J13井为例）（5）实验段两端封堵采用椭圆形封堵和内闷板两种形式。经协调，四段水压实验共设置4只椭圆形封堵，与相邻两标段公用4只内闷版封堵。封堵形式如下：2.9.7管道功能性试验试验装置（J9—J13井为例）封堵形式（a）椭圆形封堵（b）内闷板2.9.7管道功能性试验试验流程预试验阶段主试压阶段停止注水补压，稳定15min，当15min后压力无下降时，将试压孔

压力降至工作压力(0.8MPa)并保持恒压30min，进行外观检查若无漏水现象，则水压试验合格。将管道内水压缓缓升压至试验压力并稳压30min，期间如有压力下降可注水补压，但不得高于试验压力；检查管道接口、配件等处有无漏水、损坏现象；有漏水、损坏现象时应及时停止试压，查明原因并采取相应措施后重新试压。J9—J13井南线，试验长度892m试验段的主水压试验结果如下，结果表明水压试验达到规范要求。2.9.7管道功能性试验水压试验结果（J9—J13井为例）主水压试验结果

严桥支线工程作为青草沙水源地原水工程的陆域系统，于2010年12月1日顺利投入使用。从青草沙原水工程基本建成到全面运行，受益总人口将超过1100万。长距离、大管径钢管顶进施工，技术难度更高、质量成本风险更大。工程技术人员相继攻克了超长距离顶进、轴线精度测量等技术难题。数项施工关键技术研究成果代表了我国大直径钢管顶管施工技术水平，也奠定了我国在国内外行业技术领先的地位。2.9.8工程结果2.9.9顶管事故案例

德阳东一环项目——一段DN800钢筋砼污水管需下穿成绵高速路。2013年6月2日晚，该下穿管路面（成绵高速德阳八角路段）发生塌陷大坑，出现成绵高速路面塌陷。道路实施抢修，预计封闭施工两天时间。2.9.9顶管事故案例事故原因分析：1）施工前，未对施工现场沿线进行勘察、物探，尤其是不了解工程地质情况；2）施工单位顶管施工不规范，未按顶管施工方案进行施工；3）施工现场，未设置围挡、未安排导行交通等现场准备。2.10生态园林工程技术与示范工程

2.10.1生态园林技术发展随着我国社会经济的快速发展,城市化进程加快,城市的生态问题已成为城市可持续发展的大问题。当前我国正致力于实现小康社会，强调“以人为本”、“科学发展观”的发展方式和手段，全面、协调、可持续地实现我国“和谐社会”的发展目标,而构建和谐社会的前提就是人与自然的和谐，作为生态环境建设和治理工作中的生态园林建设就是追求人与自然的和谐发展。2.10生态园林工程技术与示范工程

生态园林内涵包括：一是具有观赏性和艺术美；二是具有改善环境的生态作用；三是依靠科学的配置，建立具备合理的时间结构、空间结构和营养结构的人工植物群落，为人们提供一个赖以生存的生态良性循环的生活环境。

生态园林建设主要是指以生态学原理为指导所建设的园林绿地系统；遵循生态学的原理，建设多层次、多结构、多功能、科学的植物群落，建立人类、动物、植物相联系的新秩序；达到生态美、科学美、文化美和艺术美。世博会“活水公园”生态园林中山公园深圳侨城生态公园草原生态园2.10.2生态园林工程实例（工程概况见P107）

水系生态净化工艺流程生物沸石净化及清水储蓄水质稳定调节区分段植物生态深度净化区预处理池梯田生态净化区水系生态净化工艺工艺单元与技术土壤生态净化区植物综合净化区2.10.3水系生态净化技术与应用地下半潜式预处理池具有蓄水、沉淀、过滤、生物降解等功能，沉淀污泥用于梯田或外运。灌溉与水净化作用；过滤层采用土壤层、滤沙层、滤水砾石层形成多层净化；主要种植水稻、莲、水芋等;边缘种植湿生性的挺水植物沿岸浅水区种植芦苇、水葱等挺水植物；中心区种植轮叶黑藻、菹草、苦草、伊乐藻等沉水植物，且点缀睡莲、漂浮性水植物；利用鱼类、虾类等底栖生物的不同生活特点构建食物链，利用土壤中的土著微生物配合植物吸收降解污水中的有害物质。区内主要配置芦苇、茭白等植物，鱼类、虾类等底栖生物；水中不易被植物吸收的有机组织体，通过土壤中的微生物作用得到去除；利用多层异质土壤对悬浮物进行拦截沉降；土壤层中土著性的微生物配合植物根系吸收、降解污水中的有害物质。

重金属净化区病原体净化区营养物净化区功能：充分利用水生植物群落的综合水质调节作用，稳定水质。同种植物净化区相比较，此区侧重于景观性。可栽种水面挺水植物和湿生植物沸石能够吸附有机分子，具有过滤器、天然脱色剂和去除有毒有害物质等作用。经过前道工艺的逐级净化，水流中已无堵塞空隙的杂质。取水头消毒、加压及供水采用渗渠加集水井方式，利用X江水流自然冲刷和潮位的变化自动反冲洗，达到初步处理目的。最后单元增加水处理剂与设备：一是高效离心过滤和消毒系统，二是自动反冲洗过滤系统，三是投放二氧化氯(ClO2)消毒剂。为确保供水，设置水加压设备。2.10.4“生物操纵”抑控富营养化技术与应用

1)营养级串联效应技术。2)营养物生物过滤技术。3)营养物生物吸收技术。“生物操纵”技术

1)调整鱼类放养方式：主要措施包括调整放养品种结构，减少常规鱼类放养和弱化鱼食性鱼类的捕捞，强化浮游动物食性鱼类及小型鱼类的捕捞，使鱼类群落向有利于保护浮游动物资源的方向发展。2)种植水生植物：种植挺水、浮水、沉水植物，耐寒性和喜温性植物结合，漂浮植物和沉水植物组合，提高了持续净水时间。“生物操纵”技术的应用通过对水生生物群及其栖息地的一系列调节，以增强其中的某些相互作用，促使浮游植物生物量下降。2.10.4“生物操纵”抑控富营养化技术与应用

1)人工向河道内充入空气，加速水体复氧过程，以提高水体的溶氧水平，恢复水体中好氧微生物的活力，增强水体能力。2)定期进行水质和生物指标的监测，评估生态净化效果并进行改造。保障措施

监测指标：水的理化指标、水生生物现存量、河蚌生长参数、鱼类生长指标及群落结构等。2.10.5抗渗黏土生态河床技术与应用

抗渗黏土生态河床技术利用天然黏土的低渗透性作为河床，铺设砾石沙层加强水体过滤，以及铺设种植土层种植水生植物以净化水质，达到建设生态河道的目的。技术原理

1)可避免形成“死水”；消除防渗土工膜老化对水体的污染；解决因采用刚性防渗材料而导致后期净化水质的高投入低效益的问题；有利于湖底动、植物以及微生物种群的生长，建立河道内的生态系统，为低维护的水系自然净化机能的发挥奠定了基础。2)利用黏土的可塑性并配合机械及人工操作，能最大限度地达到湖底地形变化的设计要求。3)黏土具有良好的物理吸附性及表面化学活性，配合铺设砾石与沙土，能吸附水体中的无机磷化物，对水体起到真正的净化作用。4)建造成本低，施工简便。5)适用于地下水位较高的新建生态河道的河床。技术特点2.10.5抗渗黏土生态河床技术与应用应用情况简介特性指标数值范围或描述基于后滩的评价颗粒粉质颗粒含量51%~60%粉质粘土含量稍高，可采用适量加水混合的方法增加黏性含水量18.2~20.6最佳含水量为30%~35%，可采用加水措施达到最佳含水量塑性指数26.1%~30.0%属于软塑土固结（压缩指数）0.20~0.54可压缩性强，适合施工的多次夯实并提高粘合性渗透系数5.90E-0.8~1.54E-07最为关键的指标，远远小于5E—06的标准，属于极为理想材料根据设计要求，后滩公园河床铺设黏土层的设计厚度为0.6m。2.10.5抗渗黏土生态河床技术与应用

（1）土方开挖：河道基底的建筑垃圾、黑臭污染土等不合格土应先行置换，可采用经检测合格，即pH≤8.3，EC（可溶性盐含量）值0.12～0.50ms/cm的土壤，并夯实。（2）底土夯实（河床排水）：在铺设黏土前必须排干河道基底的积水，分层铺设时应做好排水工作，层层夯实。（3）回填黏土（分层碾压）：根据设计要求的黏土厚度分层回填(每层350mm)回填、夯实，用机械（挖土机）来回均匀碾压，再配合人工局部修整，用蛙式打夯机纵横来回两边夯实，要求每层回填土压实度大于90%。（4）回填砾石、种植土：对已铺设完黏土的施工段应用草包覆盖，并保持一定的湿润度，或及时回填河床构造的下道工序如砾石沙层或种植土层，以免黏土层长期暴露、水分蒸发过快而导致开裂。施工要点施工流程2.10.6生态国土护岸技术与应用缓滩钢筋石笼护坡防冲刷块石抛石十石笼护坡植物生态护坡（岸）2.10.7施工项目管理重点和难点项目技术管理项目质量管理项目组织

重点设计理念新、项目内容多、施工工期紧、施工质量要求高严格把关，确保工程质量优良，安全无重大伤亡事故，如期建成2.10.7施工项目管理重点和难点12345施工难点2.10.8工程结果与社会评价首次运用天然环保材料与水体生态景观构建技术结合，创新河床改性黏土生态修复技术，满足生态抗渗好水体自净双重功能需求。改良常规防洪工程方法，建立生态护岸，具有高效净化、防汛、滴瀑水墙立体景观作用，同时解决场地千年一遇防洪标准与水面高差问题。在受污水体生态修复与再利用技术上取得重大突破，系统研究出一套较为成熟的水体生态修复与景观构建工程集成技术；水体生态净化技术水平及效果居国际领先地位，推进了园林景观工程科学技术进步，对水环境综合整治与生态修复具有示范作用，促进城市生态性和经济型协调发展提供了借鉴样板。后滩公园体现了设计理念的领先性、工程技术的创新性、景观营造的艺术性、项目管理的先进性，具有全面提升城市园林绿化建设水平的领航作用。后滩公园工程被评为2010年度S市“园林杯”优质工程奖金奖项目“黏土抗渗生态河床的应用”，“改良挺水植物植床构造工艺”双双荣获QC成果一等奖。工程被评为2009年的“上海市文明工地”，“上海市节约型工地”。成都市活水公园简介

活水公园是世界上第一座城市综合性环境教育公园，位于中国四川成都，占地24000多平方米。取自府河水，依次流经厌氧池、流水雕塑、兼氧池、植塘、植物床、养鱼塘等水净化系统，向人们演示了水与自然界由“浊”变“清”、由“死”变“活”的生命过程。活水园，占地24000多平方米，坐落于成都市中心府南河畔，是一个具国际知名度的环境治理的成功案例。园中庞大的水处理工程，大大改善了府南河的水质也因此让市民亲眼目睹水由污变清的自然进程并为之骄傲。每天有200m3水从河中抽出除去细菌、重金属后再回到河中。公园特点

公园形状是一“鱼”形，象征活力和健康，也成了该设计的亮点之一。游人往往从鱼嘴而入，走向鱼尾。而沿着河岸又恰好在公园散步，游赏全景。进园先爬上山坡，再到圆形广场，包括水池、茶室。中国四大佛教胜地之一——峨眉山原产的珍稀本土植物引种在山坡上，有再现神圣山岭之意。水流依次流经厌氧池、流水雕塑、兼氧池、植物塘、植物床、养鱼塘等水净化系统，或涓涓细流，或激情跌宕，变幻出多姿多彩，并发生质的变化，向人们演示了水与自然界由“浊”变“清”、由“死”变“活”的生命过程。活水公园独特的景观创意为人们所赞叹！流水雕塑活水公园不光是对于水资源的处理尤为独到，在植物配置上也是相当的适时适地。活水公园再现了四川成都峨眉山风景区自然地森林景观。将山地的林带景观搬移到城市之中，并对与周边的环境起到了一定的生态保护，生态系统的微观调节的作用，可以说是中看又中用。植物床流水雕塑植物塘净化处理

水净化系统由一系列溪流、池塘组成，贯穿全园。通过植物和水流通过岩石的自然作用而使水净化的过程。人工湿地塘床生态系统为活水公园水处理工程的核心。由6个植物塘、12个植物床组成。污水在这里经沉淀、吸附、氧化还原、微生物分解等作用，达到无害化，成为促进植物生长的养分和水源。人工湿地的塘床酷似一片片鱼鳞，呼应了公园的总体设计。其中种植的漂浮植物有浮萍、紫萍、凤眼莲等；挺水植物：芦苇、水烛、茭白、伞草等；浮叶植物：睡莲；：金鱼藻、黑藻等几十种，与自然生长的多类鱼、昆虫和两栖动物等构成了良好的湿地生态系统和野生动物栖息地。既有分解水中污染物和净化水体的作用，又有很好的知识性和观赏性。目前活水公园的日处理污水能力为300m3，是整个成都市的“绿肺”之一。工程效果和社会评价

2010年9月8日

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在成都活水公园的发展历程中,人们已经做了足够多的试验,发现了各种植物不同的净化效果,如芦苇湿地对锦江水的净化效果较好,其次是香蒲湿地,而伞草湿地对水体中磷的去除效率相对更高等等。在世博活水公园里，这些研究成果得到了很好的应用，这里一共种植了十八种植物，每种植物对不同的重金属和有机物都有吸附功能。活水公园之所以能够荣登世博会的大雅之堂，最吸引人的地方在于这个公园有污水处理的神奇功效，能将“死水”变为“活水”。活水公园的案例能够为世界各国的污水处理提供思路。”据了解，活水公园成为城市实践区中唯一一个室外案例，上海世博会结束后将被永久保存。活水公园曾荣获过多项国际上的环保大奖。2010年《活水公园系列组雕》获新中国城市雕塑建设成就展提名奖。成都的活水公园是一座以水保护为主题的城市生态景观公园，它对社区和公共空间的雨水和污水进行有效收集，通过生物自净功能进行水的处理和循环利用，向人们展示被污染的水体在自然界由“浊”变“清”、由“死”变“活”的过程，诠释活水文化，启迪人们珍惜水资源。该案例充分示了活水公园建设理念、运转流程和实践成果，并在原活水公园的基础上有新的提升和发展。2.11准好氧填埋技术发展与应用

随着城市化的发展和人们的生活水平的不断提高,城市生活垃圾也急剧增多。建设垃圾卫生填埋场则成为城市基础设施重要内容。长期以来，城市垃圾的处理以厌氧填埋技术居多，近年来准好氧填埋技术得到快速发展。准好氧垃圾填埋技术：在填埋场的底部设置由石块和带孔的管子组成的渗滤液收集排管，使排气管与渗滤液收集管相通，这样可以加快垃圾渗滤液排出填埋场场区时间，使排气、进气形成循环，在填埋场地表层、集水管和排气设施附近形成好氧状态。在防止渗滤液渗透到填埋场地基的同时，通过自然换气，空气可由集排水管进入填埋场内部，从而促进垃圾的好氧分解，尽可能在集水过程中净化渗滤液。2.11准好氧填埋技术发展与应用

准好氧填埋技术是在厌氧填埋的基础上，把渗滤液收集管末端直接敞开，在填埋场内外温度差的作用下，外界空气可以进入垃圾层，使垃圾降解速度加快，达到垃圾快速降解的作用。

在厌氧状态领域，部分有机物被分解，还原成硫化氢，废弃物中含有的镉，汞和铅等重金属与硫化氢反应，生成不溶于水的硫化物，存留在填埋层中。

。这种期望在好氧领域有机物分解，厌氧领域部分重金属截留，即好氧厌氧共存的方式，称为"准好氧填埋”。“准好氧性填埋”在费用上与厌氧性填埋没有大的差别，而在有机物分解方面又不比好氧性填埋逊色，因而得到普及。如填埋层含有有机废弃物，因最初和空气接触，由于好氧分解，产生二氧化碳气体，气体经排气设施或立渠放出。随着堆积的废弃物越来越厚，空气被上层废弃物和覆盖土挡住无法进入下层，下层生成的气体穿过废弃物间的空隙，由排气设施排出。这样，在填埋层中形成与放出的空气体积相当的负压，空气便从开放的集水管口吸进来，向填埋层中扩散，扩大好氧范围，促进有机物分解。但是，空气无法到达整个填埋层，当废弃物层变厚以后，填埋地表层、集水管附近、立渠或排气设施左右部分成为好氧状态，而空气接近不了的填埋层中央部分等处则成为厌氧状态。2.11准好氧填埋技术发展与应用

优点：（1）促进垃圾的微生物好氧分解，改善渗滤液水质，CODCr、BOD、氨氮浓度比一般垃圾填埋技术低1.5～2倍。（2）减少沼气的产生量，有助于防止地球温室效应，而且可以降低沼气所引起的火灾及爆炸等危险性事故的发生。（3）能有效利用自然界所具有的净化能力，使垃圾稳定化，加快垃圾填埋场的再利用周期。（4）对机械和设备的技术水平要求低，便于操作。（5）有机物的有氧分解最终产物为CO2和H2O等无臭的物质，减轻了恶臭物的产生。（6）充分考虑了垃圾填埋地区气温和降雨量等气象条件的限制因素，适应于更宽泛的地区。（7）建设成本低廉，且选料范围广，可以用各种材料，如竹产地可以用竹子作排通气管用。（8）建设和维护管理简便易行，运行成本较低。

传统的垃圾处理场对环境的污染，首先是渗滤液对地下水资源、河流、农作物的污染，其次是恶臭、甲烷气体等对大气环境污染。

采用具有可以促进垃圾的好氧分解，净化渗滤液，减少沼气等有害气体的产生量，促进填埋场的稳定的准好氧垃圾填埋技术，就可以减轻对环境造成的污染，收到良好的社会效益。1）应严格按照《生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17)的要求进行填埋作业。各填埋区分为若干小区，小区按照每天的填埋量分为若干单元，按单元进行规划设计和填埋操作，做到分层填埋、分层压实、分层覆土。(2)防渗系统一高密度聚乙烯(HDPE)防渗膜施工是整个垃圾填埋场工程中关键的工序，整个工程的成败取决于防渗层的施工质量。(3)准好氧阶梯式填埋，是将垃圾在不同填埋高度沿水平方向倾倒、推平、压实、分层填埋及覆土，垃圾作业面按阶梯式逐层向上填埋。2.11准好氧填埋技术发展与应用

垃圾填埋施工工艺流程2.11准好氧填埋技术发展与应用3.4城市污水处理厂水池渗漏事故工程概况××城市污水处理厂改扩建工程，工程内容主要包括沉淀池、污泥消化池等构筑物，其中沉淀池长70m，宽30m，高6m，池壁厚5OOmm，为钢筋混凝土现浇结构，基础为筏板结构；底板和墙体混凝土设计强度等级C30，抗渗等级P8，抗冻设计F150。施工项目部编制了施工方案，并制定了技术质量保证措施；经招标选定了商品混凝土供应方；沉淀池结构施工时间：7月初热季。3.4城市污水处理厂水池渗漏事故事故简述2裂纹蜂窝麻面水池渗水3(1)混凝土浇筑时入模实测温度达27℃，超过了规范关于混凝土入模温度不大于20℃的规定；混凝土结构内部温度过高是引发混凝土温度裂缝的主要原因。(2)泵送混凝土坍落度(200—220mm)过大，按照相关规范规定水池壁浇筑混凝土坍落度应控制在160—180mm范围内。(3)混凝土浇筑的部位应及时振捣；层间振捣不足是致使混凝土表面分层水印缺陷出现的主要原因。(4)依据检测结果和查阅施工记录推断，混凝土浇筑部位等待时间过长造成池外壁蜂窝麻面。规范规定：混凝土运输及间隙时间不应超过混凝土的初凝时间。同一施工段的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕。当底层混凝土初凝后浇筑上一层混凝土时，应留置施工缝。(5)项目部施工人员在技术管理上有缺失是导致质量事故的主观原因。(6)建议采取化学浆液注浆加固处理技术方案对渗漏部位返修。依据《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB50141)第32.7条第一款规定进行处理。事故原因分析3.4城市污水处理厂水池渗漏事故4(1)施工项目部没有严格执行相关规范规定和预定施工方案，采取了一些不当的技术措施，因此造成水池满水试验不合格的严重质量事故。当地政府主管部门依据有关规定，对项目部和施工单位于罚款处理，并限期整顿。