（建设黄平志）增加应力释放孔的胀管式管道更新施工工法

2015年度海南省工程建设工法申报资料

工法名称：增加应力释放孔的胀管式管道更新

施工工法

金中天集团建设有限公司

海南中际建设股份有限公司

二。一五年十月

目录

一、工法申报表............................................3

二、工法文本..............................................13

1.前言.....................................................15

2.工法特点.................................................17

3.适用范围.................................................18

4.工艺原理.................................................19

5.工艺流程及施工要点......................................20

6.设备与材料..............................................31

7.质量控制................................................32

8.安全措施................................................33

9.环境措施................................................34

10.效益分析..............................................35

11.应用实例................................................36

三、企业级工法批准文件.....................................43

四、关键技术鉴定证书.......................................45

五、工法应用证明、经济效益证明、项目研究合作协议...........55

六、科技查新报告...........................................64

七、工法实际施工照片.......................................71

2

一:工法申报表

3

海南省工程建设工法申报表

（2015年度）

工法名称：增加应力释放孔的胀管式管道更新施工工法

申报单位：金中天集团建设有限公司

海南中际建设股份有限公司

海南省住房和城乡建设厅制

4

填写说明

1.“申报单位”栏：应为工法的主要完成单位。

2.”主要完成单位”栏：完成单位不得超过2个，完成单位之间

不存在上下级或控股关系。并应当与“主要完成单位意见”栏中的签

章一致。

3.“通讯地址”及“联系人”：指申报单位的地址和联系人。

4.“主要完成人”栏：最多填写5人。

5.“重新申报项目”指该工法已批准为省级工法，有效期超过六

年，但其关键技术有所创新，仍具有先进性和较高推广应用价值的工

法。

6.“工法应用工程名称及时间”栏：最少填写3项工程，如工程

应用少于3项，应填写申报书中“工法成熟、可靠性说明”栏。若关

键技术属填补国内空白或为创新技术的情形，提供的工程实例不

少于二项。

7.工法关键技术涉及有关专利的，应在“关键技术及保密点”栏

注明专利号。

5

工法名称增加应力释放孔的胀管式管道更新施工工法

1、金中天集团建设有限公司

主要完成单位

2、海南中际建设股份有限公司

通讯地址海口市国贸大道北京大厦21G邮编570125

1102410876

联系人羊德荣手机e-mail

@qq.com

姓名职务职称工作单位

主

黄平志部门经理工程师金中天集团建设有限公司

要

陈太学工程师助理工程师海南中际建设股份有限公司

元

陈潮发部门经理工程师金中天集团建设有限公司

成施工负责

黄谦虚工程师金中天集团建设有限公司

人

人

陈欢技术员助理工程师金中天集团建设有限公司

1、广州市珠江新城核心区市政交通项目市政排水管道迁改工程

工法应用的

工程名称及2、越秀区迎亚运人居环境整治项目

时间

3、猎德涌截污工程猎德村西侧截污管改造工程

工法关键技术

名称、组织审

增加应力释放孔的胀管式管道更新施工工法

定的单位和时

间

工法关键技

术获科技成

果奖励情况

原工法名称、

完成单位、省

级工法批准

文号及工法

编号（重新申

报项目填写

此栏）

6

工法内容简述：

针对传统的胀管法容易引起地下土整体位移，胀管过程产生较大的胀破

力会引起地面（路面）隆胀，对周围的管线、设施等造成破坏，施工过程须

大面积的拆迁配合等缺点，我司组织技术研究小组进行专门研究，对传统

胀管法进行技术性创新改进：

在旧管道和可能受破的结构（路面、管线、管井等）之间设置应力释

放孔，应力释放孔的位置和大小需根据管周土体特征（土质、密度、含水

量、埋深等）和需保护设施的特性综合考虑后，经计算和通过试验段确定。

工法成熟、可靠性说明（工程实例少于3项填写此栏目）

关键技术及保密点（有专利权的，请注明专利号）：

通过在待胀管道与需保护设施之间增加应力释放孔，吸收胀管过程中产

生的应力，多余的外挤土体在孔道内释放，有效减少胀管过程的土体位移,

既可实现在密实土体中大比率的管径扩张又可对周边结构设施、其他管线

进行原地保护。

7

技术水平和技术难度（包括与国内外同类技术水平比较）：

传统胀管法的使用能有效地解决明挖法施工拆迁量大、施工周期长、

环境污染大等难题，但胀管法的使用目前还不成熟，且多用于小管径、短

距离、等管径的管道更新，因为施工过程中容易引起地下土整体位移，产

生较大的胀破力会引起地面的隆起或对周围的管线、设施等造成破坏。使

得胀管法施工的的使用和推广都受到很大程度的限制。本工法是在胀管法

的基础上增加应力释放孔，有效地解决了胀管法存在的缺陷，实现了在密

实度较大的土体中较大管径的扩充，同时对周边设施原地保护。技术研究

成果经专家组鉴定为国内领先。

工程应用情况及应用前景：

古建筑修缮是对木结构建筑历史文物保护的重要措施，随着木结构建

筑物年代的久远，古建筑木结构这类属于国家历史文物保护范围的木结构

建筑出现了严重的损毁，结构也受到极大程度的破坏。国家文物保护部门

近年来，对于木结构建筑物的保护与修缮越加重视和对古建筑修缮技术的

严格要求，人们对生活休闲环境的高要求及需求大增的好势头下，更多的

园林古建筑物相继大幅增加，为本项目研究成果的推广应用提供更大的空

间与支持。

8

经济效益和社会效益（包括节能和环保效益）：

1）广州市珠江新城核心区市政交通项目市政排水管道迁改工程；

2）越秀区迎亚运人居环境整治项目（执信南路沿线社区整治标段施工专

业承包）；

3）猎德涌截污工程猎德村西侧截污管改造工程。

推广应用前景：

随着城镇的快速发展,大部分建于上世纪70、80年代的城镇排水管道

由于原设计管径偏小、使用时间久长、管道损坏或堵塞，已经无法满足现

代城镇排水的需求。因此对旧有排水管网进行更新改造已成为大部分城镇

（特别是老城区）亟待解决的问题。采用传统的明挖施工方法须角夬决大量

拆迁问题和交通堵塞问题，同时还受到施工时间段和操作空间的制约，明

挖法施工根本无法实施。在众多的非开挖管道修复更新施工方法中，爆管

外挤式旧管道更新施工方法（胀管法）是较理想的选择。但传统胀管法进

行大比率管径扩张施工时，容易引起周围土体位移，对周边结构、设施等

易造成破坏性影响，通过增加应力释放孔这一技术措施后，以上问题可得

到有效解决。

其他类型的管道扩容更新，也可参照本技术方案进行。所以应用前景

是相当广阔的。

9

完成单位推荐意见：

第一完成单位签章第二完成单位签章

年月日年月3

评审委员会意见：

主任委员：

年月日

海南省住房和城乡建设厅：

签章

年月H

10

、工法文本

11

目录

1.前言................................................13

2.工法特点...........................................15

3.适用范围...........................................16

4.工艺原理...........................................17

5.施工工艺流程及操作要点............................18

6.材料与设备.........................................29

7.质量控制...........................................30

8.安全措施...........................................31

9.环保措施...........................................32

10.效益分析..........................................33

11.应用实例...........................................34

12

增加应力释放孔的胀管式管道更新

施工工法

1.前言

随着城镇的快速发展，大部分建于上世纪70、80年代的城镇排水

管道由于原设计管径偏小、使用时间久长、管道损坏或堵塞，已经无

法满足现代城镇排水的需求。对旧有排水管网进行更新改造已成为大

部分城镇（特别是老城区）亟待解决的问题。但旧城区规划相对落后,

人口集中、道路狭窄、交通拥挤、建筑密集、地下管线复杂，要进行

地下管网升级改造，施工难度非常大。采用传统的明挖、顶管法施工

须缺决大量拆迁和交通堵塞问题。近年引进的胀管法相对是较理想的

选择。但目前用到的胀管法施工存在较为突出的缺点（特别是密实度

较大的土质）：

1）胀管施工过程中易引起土体移位；

2）地表隆起或对周边设施造成破坏。

针对传统的胀管法存在的缺点，金中天集团组织专业技术人员成

立专题技术研究小组，对爆管外挤式旧管道更新的施工工艺进行攻关

研究。

通过头脑风暴法，参考国内外大量类似施工案例，进行大量的施

工试验，最终形成增加压力释放孔的胀管式管道更新施工工法。

13

完成单位:

金中天集团建设有限公司

海南中际建设股份有限公司

主要完成人：

黄平志陈太学陈潮发黄谦虚陈欢朱俊辉黄瑞宜

技术审定结果：

2014年11月20日，本工法的关键技术通过广东省住房和

城乡建设厅鉴定委员会科技成果鉴定，“增加应力释放孔的胀管

式管道更新施工技术”研究成果达到国内领先水平。

本工法已成功应用实例：

1）广州市珠江新城核心区市政交通项目市政排水管道迁改工程；

2）越秀区迎亚运人居环境整治项目（执信南路沿线社区整治标段

施工专业承包）；

3）猎德涌截污工程猎德村西侧截污管改造工程。

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2.工法特点

通过在待胀管道和需保护设施之间增设应力释放孔，使得胀管时产

生的应力在孔内得到有效释放，扩胀外挤部分土体填充到孔内，有效

地减少土体位移对结构物的破坏。

与传统的胀管法相比，有效地解决了：

1）只能对旧管径进行等管径或稍大管径（管径扩大率通常20%以

内），更大的管径扩大则受管周土体密实度、施工设备的限制；

2）胀管施工过程中易引起土体移位可能会影响到周围的其他管

线、设施或建筑物等，产生极不利的甚至破坏性后果。

3）地表（路面）隆起等缺陷

本工法的使用在不需要大规模拆迁配合的前提下实现了管道更新

时更大的管径扩大率（约200%）,对密实度较大的黏土也可达到

150%以上。且人员、设备相对较少，施工工期短，施工质量得到有

效的保证，最大程度地实现了安全文明环保施工，比明挖法、顶管法、

传统胀管法的经济效益和社会效益都有明显的提高。技术先进性明

显。

15

3.适用范围

本工法主要应用于对地下旧有管道进行胀管式改造项目，待胀管

道周边存在设施需要原地保护，不适宜大规模拆迁的情况。

适用土质主要是针对含砂率小于30%的黏性土土层，含砂率过大、

含水量过大或其他复杂地质中施工，成孔过程会受一定程度的限制或

需采取其他技术处理措施，有待进研究改进。

适用管材表3.1.1-1

管道类型管道种类

VCP（玻璃黏土管）、混凝土管、CIP（铸铁管）、AC（石棉水泥管）、塑

旧管

料管（如PVC,PE,ABS）、DIP（钢和易延展性铁管）

HDPE（高密度聚乙烯）、PVC（聚乙烯）、易延展性铁管、玻璃纤维、金

新管

属管等

※其他类型的管道扩容更新，也可参照本技术方案进行。

16

4.工艺原理

传统的胀管法施工，特别是大比率管径扩容施工，会对周围土体产

生较大的应力，使周围土体产生较大的位移，对周边结构设施或管线

造成破坏，如会对管顶路面造成隆胀胀坏。施工过程往往需要大规模

的拆迁配合，不仅工程费用大大增加，工期也无法有效保证。

通过在待胀管道与需保护设施之间增加应力释放孔，吸收胀管过程

中产生的应力，多余的外挤土体在孔道内释放，有效减少胀管过程的

土体位移，既可实现在密实土体中大比率的管径扩张又可对周边结构

设施、其他管线进行原地保护。

路

需保护设施

应力释放孔

爆管头系统新管道

旧管道

注：1.应力释放孔布置在路面或需保护设施一侧；

2.孔道大小根据土体性质、密实度、含水盘、需保护

设施的特征等经计算、试验段确定.

工作原理示意图（图4.1.1-1）

17

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程图

18

注：牵引力足够条件允许，爆管外挤与新管拖入可同步

施工工艺流程图（图5.L1-1）

5.2工艺操作要点

5.2.1设计交底及现场交桩

建设单位组织设计交底，有设计单位向参建各方进行设计技术交

底，并按要求进行导线点、水位点的交接工作，施工单位及时进行复

测并测量结果形成记录。

522施工测量放线、现场物探

1.现场踏勘

按建设单位提供的施工图及地下管线资料，项目部组织相关技术人员

对旧管道的位置、周边管线位置、路面高程等分别进行了现场定点确

认，并做好相关标志，记录相关数据作为施工过程监测的依据。

2.测量前准备

1）设备、机具准备

a.测量所用的GPS全球定位仪、全站仪、经纬仪、水准仪等经过校

验，且在有效期内；

b.备齐施工图、地下管线资料、交接桩记录及其他认定的所有文件,

备足木桩、红油漆、钢尺、白灰、花桩等工具。

2）资料准备：进入现场测量之前，有关技术人员必须熟悉图纸有相

关资料。

3.测量

1）依据施工图、测量成果表，复测设计交桩位置和高程，对旧管

线纵断面图进行复测、核算，如发现与设计有较大出入应做好记录并

19

及时同设计单位联系

2）测定新管道中心线，每10米设一定位桩；

3）设地下障碍物标志桩，注明障碍物名称、埋深和尺寸；

4）测量过程按规范要求做好记录。

5.2.3定护桩、设观测点

1）交接内容：线路控制桩，沿线路设置的临时.、永久性水准点。

2）施工作业带边界线在作业带清理前放线；

3）放线完毕及时清点作业带内的障碍物，用专门的地下管线探测

设备，探测管线位置的原始数据，按顺序将管线位置投影到路面，埋

设观测标志桩或标志点，按并做好平面坐标、深度的原始数据记录。

4）根据设置的穿越中心线桩和出、入土点桩放线。入土点作业区

的放射线原则：以入土点为基准，前后分别为20m和40m,左右为20m

和40m。泥浆处理应使用泥浆车，避免现场设泥浆池占用路面且不环

保。有白灰将边线和穿越中心线标出。出土点作业区原则上应20m*

20m或以上。但根据施工现场的实际情况，也应灵活调整出、入土作

业点作业区的面积，只要能满足设备安装操作空间，应以安全、够用、

经济、对周边影响小为原则。

5.2.4入土点作业区的修筑及围蔽

根据放线要求标识，结合有关部分要求的安全文明环保施工的要求，

对作业区设置临时围挡，并按要求做好安全警示标志。

525设备进场、安装、调试

所有设备进入现场后，进行系统安装。系统安装完毕检查一切正常后，

20

进行系统试运转。同时，在开钻前认真检查钻杆，麻花钻杆、无磁钻

铤、螺杆马达、液压胀管器等的质量，在爆管扩张、回拖前还要检查

并确认扩孔系统水眼的畅通，卸扣无变形，锁销完好。

526磁方位测量、定位、泥浆配备

磁方位角作为定向钻穿越工程最重要的控向数据，是确保穿越曲线圆

滑的最重要保障。因此在应力释放孔开钻前，要认真做好穿越中心线

磁方位角的测量，这一数值作为扩孔过程控向的原始数值，必须准确。

用全站仪通过在穿越中心线上地表多点测量，然后将各组数据进行对

比分析，排除由于磁干扰面错误的数据，确定正确的磁方位角数值。

如果各组数据相差0.2°以上，则应增加测量点，直到确定正确的数值。

泥浆配备必须严格按设计配合比进行配制，泥浆性能满足施工工艺要

求，做好使用过程的文明环保措施。

5.2.7试钻

搬迁、就位、连接、复测完成后，对施工机动设备进行单机试运行，

对泥浆系统、控向系统进行调试。按地质条件配足泥浆，时行试喷射,

定向钻系统进行试钻，检测各部位、各系统的运行情况是否正常，发

现问题及时处理。

5.2.8钻应力释放孔

1.试验段试钻应力释放孔

本工法应用成功与否，取决于应力释放孔的位置、大小、成孔效果。

工程开工前，项目部必须组织专业技术人员根据现场土质特性、含砂

率、含水量、管顶覆土厚度以及周边需保护设施的特性，综合考虑并

21

经初步计算拟定应力释放孔的位置及孔径大小范围。孔道位置过于靠

近保护设施，如靠近路面结构，则孔道容易受路面动载挠动而塌孔，

过于靠近旧管道一侧，则可能会引起胀管过程设备偏孔，影响成了效

果。所以孔道位移应尽可能地布置于旧管道和需保护设施的中间位

移，或根据需保护设施要求作适当调整。孔道的大小也是一个非常关

键的参数，应力释放孔道过大，则在钻应力释放孔过程就会引起塌孔,

而对设施造成塌陷破坏，应力释放孔太小，则不能有效发挥应力释放

孔的效果，对设施的保护功能非常有限。为确定应力释放孔的最佳位

置和孔径大小等参数，以保证增加应力释放孔后对管道周边结构、设

施、管线的有效保护。主要通过类似工程环境的试验段来实现。

以广州市珠江新城核心区市政交通项目市政排水管道迁改工程为

例，在横跨路口段的胀管施工之前，我们取六段路面相当较宽、对交

通影响较小、地质条件相同、周过环境因素相近的直线路段进行试验,

应力释放孔位置取旧管道与需保护设之间中点处，孔径分别取

200mm、250mm、300mm>350mm、400mm>450mm,每一分段取

三个观测点，分别测量施工过程最大隆胀高程和新管回拖稳定后高

程，通过与原路面高程比较，确定最大隆胀偏差和施工完成稳定偏差,

以市政路面验收规范纵断高程允许偏差（±15nm）为标准值进行对比。

试验段测量数据如（表5.2.8-1）和（图5.2.8-1）所示。

22

试验段路面高程观测记录表表5.2.8-1

项目名称广州市珠江新城垓心区市政交通项目市政排水管道迁改工程

是

新管回拖稳定后高程否

原路面高程（m）最大隆胀高程（m）最大隆胀偏差（mm）稳定后偏差（mm）

应力释（D1）允许符

放孔孔偏差合

径（mm）测点测点测点测点测点测点测点测点测点测点测点测点测点测点测点（mm）要

123123123123123求

2008.0138.2158.4148.0518.2568.4463841328.0468.2518.445333631否

2508.1628.3588.568.1848.3778.5832219238.1818.3758.58191720否

3008.0578.1618.2038.0738.1778.2171616148.0728.1758.217151414是

±15

3508.2338.1958.0868.2458.2088.0991213138.2458.2068.09512119是

4008.3658.2618.2048.3708.2648.2075338.3698.2568.1934-5-11是

4508.6788.5698.4338.688.5698.4332008.6698.5478.414-9-22-19否

23

高程偏差值（ran）

允许偏差界线

最大隆胀偏差曲线

稳定后偏差曲线

应力释放孔孔径（画）

应力释放孔孔径与地面隆胀变化曲线图（图528-1）

通过对试验段数据分析，我们得出结论为孔径为290〜420mm可满

足够路面偏差的规范要求。

至于周边需保护的其他管线，具体的过程监测由各管线管养单

位技术部门跟踪监测，出现报警值时及时向技术研究小组指挥部报

告，由指挥部采取应对措施。

24

2.钻应力释放孔

应力释放孔布置如（图528-2）所示

路w

需保护设施

■应力释放孔

maY爆管头系统新管道

注：1.应力料放孔布箕在路面或需傀护设施一网；

2.孔道大小根据土体性质、密实度、含水层、甯保护

设施的特征等经计算.«©«；£.

应力释放孔布置示意图（图528-2）

根据试验段的数据，在胀管过程中产生较大应力且可能引起土体

位移的一侧，采用水平定向钻机配传统钻头（三牙轮碳化铝镶齿钻

头），在爆管施工之前先钻出一个应力释放孔洞，孔洞位于旧管与需

保护的构筑物或管线之间，如旧管道与路面之间。为保证应力释放孔

的效果，钻孔过程应加强测量，以确保孔道位置中心线与理论计算中

心线重合。孔径太小则应力释放效果不明显，依然会产生较大的土体

位移，太大则容易引起孔洞内侧的坍塌,特别是受地下水影响含水量

偏高的黏土和砂土地质。

对于路面下设置的应力释放孔，因施工过程中交通不中断，路面存

在车辆动荷载，可能会引起孔道土体的坍塌，需在钻孔道前对路面通

过的车辆采取限速、限重、孔道正上方加设厚钢板以扩散车辆荷载应

力等技术保障措施。

25

从钻应力释放孔开始，观测组成员应按观测方案的要求，对路面结

构、管线位置、完整性等进行观测，并按要求做好记录，发现异常情

况应立即暂停施工并向技术研究小组报告，且技术研究小组提出正理

方案。解除异常后再继续组织施工。

5.2.9旧管道爆管外挤

应力释放孔完成后，应尽快组织对旧管的扩孔施工。

以旧管道为导向孔，仔细分析导向孔的实际线形能否满足标准规范和

扩孔、回拖作业的要求，满足要求的应及时进行下道工序施工，否则

应采取措施以确保扩孔后孔道中心线位置的准确性。

用60〃的B型大钳与单斗、人工配合卸下三牙轮碳化鸨镶齿钻头，换

上扩孔专用设备液压胀管器，液压胀管器安装前，应仔细核对胀管器

的有效作业半径范围，应不小于1.2~1.5倍新管外径。液压胀管器应

能与水平定向钻杆能配套使用，钻杆产生的牵引力应满足爆管力T

T>P1Sin9/2+P2sin9/2+F「的要求。

钻机钻杆对液压胀管器产生均衡的牵引力，沿旧管道方向缓慢地对旧

管道进行爆裂并扩张外挤。

爆管过程因产生的径向、纵向应力都非常大，此过程的应力释放控

制是整个胀管外挤施工应力控制的关键，也是验证增加的应力释放孔

是否有效的关键环节。爆管过程应以缓慢、均匀、稳定为原则，观测

人员对周围管线位移情况、路面结构变化情况进行实时不间断的监

测。监测数据应同时给技术研究小组现场指挥员、信号员、机械操作

员等同步反馈。指挥员、信号员、机械操作员应根据监测数据的变化,

26

确定牵引力大小、管爆速度以及是否需要立即停机等。如发现爆管过

程出现中心线偏移严重、土体位移过大、对附近管线或路面结构可能

产生影响时一，应即停机，采取有效措施后才能继续施工。

5.2.10回拖前准备

1.成孔中心线位置、孔径满足设计要求；

2.钻具连接可靠、有效；

3.泥浆喷嘴及回拖旋转接头工作正常；

4.回拖管在管道发射支架均匀放置，且无悬空和管道贴地，入洞

发送沟开挖顺滑；

5.扩孔器旋转和回拖速度应均匀，回拖速度W2.5m/min;

6.保持泥浆回流。

5.2.11管道回拖

1)管道回拖应采用发送沟的方式进行；

2)管道回拖施工应连续进行，除发生不可抗力原因外，严禁在施

工中无故停拖，在回拖时进行连续作业，避免因停工造成阻力

增大；

3)回拖过程中，要认真观察泥浆的运行情况,动用泥浆制浆系统、

泥浆循环处理系统和利用泥浆车回收泥浆残物，尽量减少环境

污染。

4)管道回拖过程应加强土体位移和管线、路面变形的观测。

5.2.12应力释放孔注浆回填及现场清理

27

在确保新管线回拖并按设计就位后，应及时对应力释放孔道进行注浆

处理。注浆材料应为水泥砂浆。注浆过程应严格控制注浆压并同时比

对实际注浆量与理论注浆量的偏差，避免因注浆压过大对周围土体产

生不利影响或因注浆压过低孔洞无法完全充满。

注浆完成达到稳定后，及时清理施工现场，减少施工过程对路面及周

边环境的影响。

28

6材料与设备

6.1材料

适用管材表6.1.1T

管道类型管道种类

VCP（玻璃黏土管）、混凝土管、CIP（铸铁管）、AC（石棉水泥管）、塑

旧管

料管（如PVC,PE,ABS）、DIP（钢和易延展性铁管）

HDPE（高密度聚乙烯）、PVC（聚乙烯）、易延展性铁管、玻璃纤维、金

新管

属管等

※其他类型的管道扩容更新，也可参照本技术方案进行。

6.2设备

本项目使用的主要设备包括：

6.2.1GPS全球定位仪、全站仪、经纬仪、水准仪等测量设备;

6.2.2磁方位角及其他管线专用探测定位设备；

623水平定向钻机及配套使用钻杆、钻头、液压胀管器等设备;

6.2.4泥浆处理系统及配套设备等。

29

7质量控制

7.1强化质量教育，贯彻"质量第一"的方针，开工前组织施工人

员学习质量体系文件及施工技术要求，并做好记录；做到严格按照设

计要求及规范规定，以良好的工作质量来保证工程质量；

7.2建立各项管理制度，使质保体系正常运转，施工中加强施工管

理，各工种、各岗位严格把关，认真执行“三检制”，并做好详细记

录；

7.3各种管材、焊材、防腐材料要有质量证明文件、产品合格证明

及使用说明书；

7.4建立TQC领导小组，积极开展QC活动，及时解决施工中的各

种难题，确保每个工序质量都符合要求；

7.5钻机及配套设备就位准确可靠，各岗位要严格按规定做好相应

工作并认真填写施工记录；

7.6钻孔过程不得急于求快，要认真复核，参数要求准确，偏差要

符合规定，司钻、控向及泥浆等操作人员要按方案要求钻进，如有异

常及时汇报，必要时征得建设单位的同意和支持。钻孔曲线要顺滑，

扩孔和回拖要耐心细致，且要做好详细记录以便分析复核；

7.7管线检验合格、钻具及拖管头可靠联接后方可回拖。回拖时应

耐心细致，注意参数变化；

7.8设立专门的应变监测小组，从钻应力释放孔开始到完成孔洞注

浆全过程，对土体位移、管线位置、路面结构变化等进行严密监测，

以确保施工过程对周围建筑物、管线、路面结构等不产生破坏。

30

8安全措施

8.1参加施工作业的技术人员、管理人员、机械操作人员等上岗前必

须接受安全教育，经考试合格后方可上岗。特种作业人员必须持证上

岗，严禁无证上岗无证作业；

8.2进入施工现场的施工人员必须按规定劳保着装，佩戴好必需的安

全防护用品。高处作业时施工人员必须系好安全带；

8.3施工作业前应做好安全技术交底工作，施工中做好班前“危险预

知”活动，并做好相关记录；

8.4施工现场作业人员应严格遵守安全操作规程及有关的安全管理规

定，正确使用机械设备，服从现场管理人员的管理；

8.5施工设备、机具等应经常检查、维护和保养。确保机械、设备安

全运行；

8.6施工现场用电要有专门的用电案，配与专职电工，持证上岗；

8.7转向作业应设专人指挥并佩戴袖标，明确指挥，信号清楚统一，

现场施工人员必须服从管理；

8.8作业区应设置警戒线，挂危险示警标志，非作业人员严禁进入；

8.9设置专职安全管理员，加强施工过程的安全检查，发现违章指挥、

违规作业立即制止；

8.10加强对周边群众的沟通、做好安全知识的宣传，确保施工周边环

境的安全。

31

9环保措施

9.1施工现场按要求做好围挡，严格区分施工区与非施工区；

9.2施工过程产生的机械废弃物料、泥砂等应妥当处理，保持施工区

域内的整洁；

9.3施工产生的泥浆、废水要有专门的处理系统，配置泥浆占用车，

严禁施工废水、泥浆随处乱排；

9.4对进出施工现场的车辆、人员进行严格卫生管理，严格区内污染

物带出场界外；

9.5采用专用设备，降低机械噪音及废气的排放；

9.6设置专职环境保护、卫生清洁人员。

9.7服从城市环境保护行政主管部门的管理，配合街道办开展环保工

作。

32

10效益分析

10.1采用非开挖法增加压力释放孔结合胀管扩容法施工，大大降低了

施工影响范围内建筑物、构筑物、地下管线等的拆迁费用，以广州市

珠江新城核心区排水迁改工程冼村路周边四个主要出入口的排水管

道施工为例，据建设单位的统计核算数据显示，节约拆迁费（含各种

管道的临时架空、维护）节约近150万元；

10.2因采用非开挖法施工，减少管道基坑土方的开挖回填及路面的凿

除、修复，节约了大量土方项目及路面项目的费用；

10.3采用的机械设备、人员投入相对较少，节约了设备租赁费和人员

投入费用；

10.4因施工过程围蔽范围小，对交通及周边环境影响较小，因此节约

了临时措施费和环保安全文明措施费；

10.5该法施工工期大大缩短，节约了项目部、公司的管理费，促使工

程早日发挥功能效益，社会效益与经济效益显著。

10.6由于本工法投入设备较少，新管材采用的是满足国家关于建

筑节能工程要求的新型管材。由厂家集成和规模化生产，减少施

工现场的材料损耗，对节能环保的推广非常有利。

33

11应用实例

11.1广州市珠江新城核心区市政交通项目市政排水管道迁改工程

11.1.1工程概况

广州市珠江新城核心区市政交通项目市政排水管道迁改工程的

施工区域位于广州市珠江新城华夏路与冼村路之间，东起临江大道边

北至黄埔大道。工程主要内容是对区域内的冼村路、珠江东路、珠江

西路、华夏路等的地下排水系统进行整治、迁改、新建等升级改造和

对路面恢复。

开工日期：2007年4月28日，竣工日期：2009年1月22日

工程规模：排水管道工程约7500m、路面恢复约21000m2。

11.1.2工程施工难点

该项目施工区域的范围包括部分珠江新城新规划区和部分城中

村边界区。其中的新规划区的道路及地下管线的规划相对科学合理，

路面相对较宽，沿路面纵向的排水系统基本上俱备钢板桩支护明挖基

坑的施工条件，因此该部分排水系统及路面修复工程的进展相对较顺

利，实际完工时间比经批准的施工进度计划提前了1个月，但剩余的

收尾工程却主要位于城中村（冼村）边界附近和横跨城中村的几个主

要出入口。按设计要求，横跨城中村主要出入口路段的设计排水管径

为0700mm,路口宽度25m〜40m。新管道设计位置基本与旧有管道位

置相近，据建设单位提供的资料及现场物探结果显示：

1.路口段旧有排水管为混凝土圆管，管径0400mm。因使用时间久

远且使用过程疏于管养，旧管道已出现严重破损及大部淤塞现象，远

34

未达到现代化大都市街道排水要求。

2.管道埋深（管顶履土厚度）1.1m〜1.4m不等，管顶回填土及管周

土质以黏土为主；

3.旧管道周边地下1m〜L5m距离范围有给水管、通信线管道、光纤

及部分检查井等，周边地下环境相对较复杂；

4.管顶以上路面为沥青路面，路面车流量、人流量非常大；

5.周边为城中村的住房、店铺、人行道及路边绿化大树，拆迁难道

大，安全、文明、环保施工要求高。

针对以上结果，项目部按原施工组织设计，曾向市政工程行政主

管部门及公安交通管理部门报审施工方案（要点）：

1.采用机械开槽明挖法施工，基坑宽度约2m,基坑深度1.1m〜2.1m,

基坑两侧采用钢板桩支护，降水方式为基坑内抽水机抽水；

2.因施工需要，基坑附近2m范围内的管线需拆迁或暂时停止使用，

管线采取原址保护措施，部分人行道及路边绿化大树需拆迁、移植；

3.因施工安全和文明环保需要，施工基坑两侧5m范围全部按要求

围闭处理。道路交通须临时中断，每路口施工段中断时间约三天，施

工方案提出交通绕行建议方案及相关的道路堵塞时的应对措施。

但因拆迁难度大、交通疏导压力大、对周围居民影响时间长，未得到

有关主管部门的批准。使工程的进展遇到瓶颈。

但该项目工程地点位于广州市经济中心区珠江新城，建设地点敏感

度高，建设单位广州新中轴建设有限公司对工期要求严格，市政府及

相关管理职能部门及周过居民对该项目的关注度非常高，施工进度刻

35

不容缓。

11.1.3施工情况

针对以上出现的问题，金中天集团成立了专门的技术研究小组，及

时同建设单位沟通联系，并由建设单位牵头组织勘察、设计、监理、

施工、有关管线管理单位、居委及村民代表等开会，探讨和听取各方

的意见后，最终确定的处理原则为：

1.鉴于施工地段的特殊性，最好不拆迁或少拆迁，施工过程对附近

建筑物、构造物、地下管线等产生影响的，由施工单位提出原地原址

保护措施，由相关管理单位派专人配合管理和监督实施；

2.路面尽可能不开挖或少开挖、不封闭或少范围封闭，以最低限度

影响交通和方便居民出行为原则；

3.建议采用非开挖法施工，以旧有管道为导向进行新管的更新改

造，确保更新后的管径不小于700mm；

4.由勘察、设计单位配合出具管道变更设计施工图，详细施工组织

方案由施工单位提出，报监理、设计、建设单位及相关职能部门审批。

确定处理原则后，技术研究小组组织多次技术探讨会，查看施工

现场，结合变更设计施工图、水文地质情况、周围地下管线分布情况、

旧管道结构、管道埋深及路面结构情况等，以前述处理原则为依据，

决定采非开挖胀管法技术组织施工。

但胀管法的使用目前还不成熟，且多用于小管径、短距离、等管

径的管道更新，因为施工过程中容易引起地下土整体位移，胀管过程

产生较大的胀破力会引起地面（路面）的隆起或对周围的管线、设施

36

等造成破坏。

因此，要做到对常用的胀管法进行管道更新的同时.，须按设计要

求对旧管管径进行扩大，而旧管道爆破外挤及新管道牵引回拖过程会

对周围管线、构筑物、路面等造成破坏性影响，使常规的胀管法施工

受到很大程度的限制，解决以上限制则是本项目需重点攻克的技术难

题。

通过技术研究小组的群策群力，最终我们通过增加应力释放孔的

方法对传统的胀管法进行改进，成功解决了以上技术难题。

11.1.4结果评价

由于采用了增加应力释放孔的胀管扩容式施工，我们成功实现了

对旧有管径400mm更新为700mm的设计要求,关键的是整个施工范

围不需要对路面及其他设施进行拆迁处理，只作了小范围的围敝。据

建设单位的统计核算数据显示，节约拆迁费（含各种管道的临时架空、

维护）节约近150万元，同时减少管道基坑土方的开挖回填及路面的

凿除、修复，节约了大量土方项目及路面项目的费用，采用的机械设

备、人员投入相对较少，节约了设备租赁费和人员投入费用，因施工

过程围蔽范围小，对交通及周边环境影响较小，因此节约了临时措施

费和环保安全文明措施费，该法施工工期大大缩短，使工程早日发挥

功能效益，得到建设行政主管部门、建设方及社会各界的一致好评。

11.2越秀区迎亚运人居环境整治项目

（执信南路沿线社区整治标段施工专业承包）

11.2.1工程概况

37

本工程主要是对广州市越秀区农林街西片区外立面整饰及对沿街常

见水浸黑点进行综合整治。改造外立面总面积约为60318平方米，整

治水浸黑点3处（约250米排水管道）。

开工日期：2009年12月20日，竣工日期：2011年3月25日

11.2.2工程施工难点

本工程对外立面的改造进展相对较顺利，但对沿街水浸黑点整治则很

推进，关键是施工地点们于老城区农林街，路面窄，地下管线相当复

杂，人流量车流量非常大。要进行路面封闭施工或地下管线拆迁几乎

是不可能。其中沿旧排水管道约1.5米的一条高压电缆是重点保护对

象，给施工带来了很大的难度。多套施工过程的电缆保护方案都被电

力主管部门否定。施工进度无法推进。

11.2.3施工情况

此项目遇到的瓶颈问题与广州市珠江新城核心区市政交通项目市

政排水管道迁改工程类似，公司组织技术人员以珠江新城排水管道迁

改成功应用的“增加应力释放孔的胀管外挤式管道更新”施工为技术

蓝本，依据本项目的地质情况及周边环境情况，制定专项施工方案。

对旧有的排水管道采取胀管法进行管道更新，胀管施工前在旧管道和

高压电缆一侧设400mm的应力释放孔道。经建设单位、监理单位、

电力管理技术部门代表到珠江新城项目实地考察，查看了相关施工过

程的原始资料及施工效果后，同意我司提出的增加应力释放孔的胀管

法管道更新施工方案。使三个水浸黑点的排水系统整治得到顺利完

成。

38

1124结果评价

通过采用增加应力释放孔的胀管外挤式管道更新技术方案，给建设

单位解决了一大难题，使项目的进度管理目标得到了实现，最大程度

地保证了安全文明环保施工，技术成果得到参建各方及社会的一致好

评。

11.3猎德村西侧截污管改造工程

11.3.1工程概况

工程发包方为广州市污水治理责任公司，工程地点为广州市猎德

村西侧，工程主要内容是对旧有碎管排水管道、混凝土路面、石护坡、

钢管铺设、检查井砌筑等。

开工日期：2009年11月22日，竣工日期：2011年9月2日

11.3.2工程施工难点

该工程的施工难点与广州市珠江新城核心区市政交通项目市政排水

管道迁改工程施工难点相同，因施工范围位于城中村猎德村，施工范

围内的路面围敝和周边拆迁因当地村民的阻挠迟迟无法实现，导致施

工进度严重滞后。为使项目能顺利推进，必须采取非开挖方式的施工

方案才能解决。

11.3.3施工情况

根据施工现场的实际情况，采取两步走的模式，现场条件符合明挖施

工先组织明挖式施工，因拆迁原因未能具备明挖施工的，组织非开挖

式施工，即采用水平定向钻配合胀管扩容式施工，胀管过程对路面产

生隆胀破坏，采取在旧有管道与路面间增加应力释放孔的技术处理措

39

施。最终保证了本工程在合同约定工期内顺利完成。

11.3.4结果评价

因采用了增加应力释放孔的胀管扩容式管道施工技术，使得该项

目在重重拆迁困难的情况下顺利按合同约定完成施工内容。给建设单

位解决了一大难题，节约了大量的拆迁资金，同时:作为项目的施工

总承包方，我司因施工进度的顺利推进，也节约了工程施工管理费用，

总体效果得到社会各界的一致好评。

40

第三部分

企业级工法批准文件

41

金中天集园竟设有限公司技术文件

金建技发|2015|009号

关于批准《菠萝格古建筑木结构施工工法》等工法为企业级工法的通知

集团属下各公司、分公司、项目部、办公室：

为推动集团公司工法的开发、编制和推广运用，提升企业的技术管理

水平和工程管理水平，按照集团公司《施工工法管理办法》的管理要求，

公司专家委员会对2015年上报的工法进行了认真的评审，共有3项工法被

评为企业级工法，现予以发布。

序号企业级工法名称企业级工法编号备注

1菠萝格古建筑木结构施工工法Q/JZTJGF001-2015

2建筑外脚手架粗钢筋连墙件工法Q/JZTJGF002-2015

3垃圾站大型设备与土建同步施工工法Q/JZTJGF003-2015

4抗台风SGP夹胶玻璃单元式门窗施工工法Q/JZTJGF004-2015

5增加应力释放孔的胀管式管道更新施工工法Q/JZTJGF005-2015

42

此页无正文

签发：吴全科拟稿：奏侃舒校对：黄平志

抄报：总经理

抄送：公司各部门、属下各公司、项目部

金中天集团建设有限公司2015年09月17日

43

海南中际建设股份有限公司

琼中(2015)09号

关于批准《菠萝格古建筑木结构施工工法》

等为企业级工法的通知

分司各部门、各分公司、各项目部：

为推动公司工法开发、编制和推广应用，提高公司的工程施工

技术水平，经公司科技小组认真审议，一致同意批准《菠萝格古建

筑木结构施工工法》等为企业级工法，该工法技术可靠，施工方法

成熟，现将其发布，希望大家组织学习，积极推广应用。

序号企业级工法名称企业级工法编号备注

1菠萝格古建筑木结构施工工法ZJ-GF005-2015/Q

2建筑外脚手架粗钢筋连墙件工法ZJ-GF006-2015/Q

3垃圾站大型设备与土建同步施工工法ZJ-GF007-2015/Q

4抗台风SGP夹胶玻璃单元式门窗施工工法ZJ-GF008-2015/Q

5增加应力释放孔的胀管式管道更新施工工法ZJ-GF009-2015/Q

抄送：公司各部门，各分公司、各项目部，

海南中际建设股份有限公司办公室2015年9月10日印发

44

第四部分

关键技术鉴定（评估）证书

45

1

成果

登记批准日期

科学技术成果鉴定证书

粤建鉴字(2014)191号

成果名称，增加应力释放孔的胀管式管道

更新施工技术研究

完成单位，金中天集团建设有限公司

金中天集团港航有限公司

鉴定批准日期.2014年s月.日

广东省科学技术厅

二OO五年制

46

简要技术说明及主要技术性能指标

(1)应用领域

本科技成果适用于对密实黏土层(含砂率小于30%)中的地下管线进行

大比率扩容更新，且管周存在其他管线或结构设施需原地保护，不宜进行拆

迁的胀管施工。

(2)技术原理

传统的胀管法施工，特别是大比率管径扩容施工，会对周围土体产生较

大的应力，使周围土体产生较大的位移，对周边结构设施或管线造成破坏，

.如会对管顶路面造成隆胀胀坏。施工过程往往需要大规模的拆迁配合，不仅

工程费用大大增加，工期也无法有效保证。

通过在待胀管道与需保护设施之间增加应力释放孔，吸收胀管过程中产

生的应力，多余的外挤土体在孔道内释放，有效减少胀管过程的土体位移，

既可实现在密实土体中大比率的管径扩张又可对周边结构设施、其他管线进

行原地保护。(如下图)

47

3、性能指标

采用本研究成果，使胀管法管道更新在密实皓土层中施工，不需拆迁或

少量拆迁的前提下管径扩大率也可接近200%,工程拆迁费用降低80%以上，

工期比传统的胀管法缩短30%以上，节约了施工机械台班与人工费用，减少

了施工过程对周边环境的影响，特别是对路面交通的影响，有效地保证了安

全文明环保施工。

4、与国内同类技术比较

对旧有的管道进行更新改造，目前国内采用较多的施工方法为开槽明挖

法，该施工方法虽然能较好地解决好管道更新问题，而且能最大限度地实现

管径的扩大，但该法对施工环境要求高，须有足够的施工场地、拆迁量大！

且施工周期长，对环境污染大，容易产生较大的社会影响。近年陆续引进一

些非开槽式管道更新方法，如胀管法。该方法的使用能有效地解决传统明挖

2

48

法施工拆迁量大、施工周期长、环境污染大等难题，但胀管法的使用目前还

不成熟，且多用于小管径、短距离、等管径的管道更新，因为施工过程中容

易引起地下土整体位移，产生较大的胀破力会引起地面的隆起或对周围的管

线、设施等造成破坏。这一缺点使得胀管法施工的使用和推广都受到很大程

度的限制

5,成果创造性、先进性

本次技术研究通过创造性地在传统胀管法施工的基础上增加应力释放

孔，使胀管过程产生的环向应力在孔道内释放，多余外挤土可填塞到孔道内，

减少了胀管过程管周土体位移，在密实土体中进行大比率管径扩张时，有效

实现对周围设施、管线的保护，不需大规模的拆迁配合，节约大量资金的同

时，大大缩短工期，保证安全文明环保施工.

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推广应用前景与措施

(1)推广应用范围、条件和前景

随着城镇的快速发展，大部分建于上世纪70、80年代的城镇排水管道由

于原设计管径偏小、使用时间久长、管道损坏或堵塞，已经无法满足现代城

镇排水的需求。因此对旧有排水管网进行更新改造已成为大部分城镇(特别

是老城区)亟待解决的问题。但由于旧城区的建设规划相对落后，造成现在

的老城区多为人口集中、道路狭窄、交通拥挤、周围建筑物密集、地下管线

复杂，要进行地下排水管网进行升级改造，施工难度非常大。采用传统的明

挖施工方法须解决大量拆迁问题和交通堵塞问题，同时还受到施工时间段和

操作空间的制约，明挖法施工根本无法实施。在众多的非开挖管道修复更新

施工方法中，要选择施工方便、更新快速、对环境影响小，同时又能做到对

原有管道扩容的施工方法，爆管外挤式旧管道更新施工方法(胀管法)是较

理想的选择。但传统胀管法进行大比率管径扩张施工时，容易引起周围土体

位移，对周边结构、设施等易造成破坏性影响，通过增加应力释放孔这一技

术措施后，以上问题可得到有效解决。

其他类型的管道扩容更新，也可参照本技术方案进行。所以应用前景是

相当广阔的。

(2)存在问题和改进意见

但本技术研究主要是针对含砂率小于30%的黏性土土层，含砂率过大、

含水量过大或其他复杂地质中施工，成孔过程会受一定程度的限制或需采取

其他技术处理措施，有待进一步研究改进。