淺論非開挖施工技術(shù)在市政給水管道施工中的實(shí)踐

邵文燁 劉璐

摘 要：市政管道工程作為現(xiàn)代化城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對(duì)于整個(gè)城市的發(fā)展以及城市居民的日常生產(chǎn)生活都有著重要的影響。在市政管道施工的過(guò)程中，傳統(tǒng)的管道開挖施工已經(jīng)無(wú)法滿足目前對(duì)施工質(zhì)量的要求，政府職權(quán)部門必須在保證居民供水工作的正常運(yùn)行的同時(shí)，做到盡量不影響居民其他方面的生活需求，所以在市政給水管道施工時(shí)經(jīng)常采用非開挖技術(shù)，不但有效避免了管道施工過(guò)程對(duì)附近居民生活的影響，還使施工的效益得到顯著的提高，使得居民、交通和施工之間存在矛盾得到解決。本文主要分析非開挖頂管施工技術(shù)在市政給水管道施工中的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：市政工程;非開挖;頂管施工技術(shù)

一、什么是非開挖施工技術(shù)

非開挖施工技術(shù)就是在不開挖（或者少開挖）地表的情況下進(jìn)行鋪設(shè)、探測(cè)、維修和更新各種地下管線，解決城市管線施工中的難題，是工程建設(shè)技術(shù)水平的體現(xiàn)。頂管法施工技術(shù)作為一種非開挖鋪管方式，在城市地下空間施工中得到了廣泛的應(yīng)用。是借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)頭從工作井內(nèi)穿過(guò)土層推進(jìn)到接收井內(nèi)吊起，同時(shí)把緊隨掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在工作井與接收井之間，從而實(shí)現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。

二、非開挖技術(shù)的必要性

1.非開挖施工的特點(diǎn)：

（1）避免了干擾地面交通、斷路堵車的弊病，對(duì)穿越公路、鐵路及河道的工程其優(yōu)勢(shì)顯著，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)城市社會(huì)治安管理的障礙，具有良好的社會(huì)效果。

（2）不必進(jìn)行土方開挖，不會(huì)破壞地表結(jié)構(gòu)，可以減少對(duì)路面、綠化、基礎(chǔ)設(shè)施的破壞;不必拆遷地面建筑物和地下管線，節(jié)約征地拆遷費(fèi)用，工時(shí)少，工程造價(jià)低。

（3）施工場(chǎng)地小，可以在交通繁忙、商業(yè)繁華地段施工，對(duì)周圍景物損壞小，商業(yè)環(huán)境影響少，且施工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生噪聲、粉塵等對(duì)環(huán)境的污染，有利于城市環(huán)境的保護(hù)和穩(wěn)定。

（4）非開挖技術(shù)機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，節(jié)省勞動(dòng)力，全年可施工，施工速度快，工程周期短，能加快整體設(shè)計(jì)工程的施工速度，提高工作效率。

以泥水平衡頂管施工為例：泥水式平衡頂管除具有一般頂管的特點(diǎn)外，能有效平衡地下水、對(duì)付流沙河淤泥質(zhì)地層，同時(shí)泥水式平衡頂管施工又具有開挖作業(yè)面小;可連續(xù)頂進(jìn)作業(yè)，施工速度快;人員不用進(jìn)入管道作業(yè)，安全性高;在淤泥質(zhì)和砂層中頂進(jìn)，對(duì)地址環(huán)境影響小;能有效控制施工精度，成本低等優(yōu)點(diǎn)。

2.非開挖頂管技術(shù)的必要性。市政管網(wǎng)改造，開挖敷設(shè)地下管道勢(shì)必會(huì)造成交通中斷，特別是敷設(shè)橫穿城市主干道下的管道，大開挖埋管必然帶來(lái)交通阻斷，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，必將對(duì)城市的交通系統(tǒng)造成很大的影響。因此只有在非開挖狀態(tài)下對(duì)這些管道進(jìn)行敷設(shè)和修復(fù)，采用非開挖頂管技術(shù)就成了最佳選擇。而且，當(dāng)?shù)孛娼ǎ?gòu)）筑物較多，無(wú)法采用開槽工藝進(jìn)行地下管線施工，或開槽施工支護(hù)費(fèi)用過(guò)大，易造成建筑物的破壞，以及渣土堆放、外運(yùn)造成市區(qū)污染，給市民工作、生活帶來(lái)不便時(shí)，也是適宜采用非開挖頂管施工工藝，進(jìn)行地下管網(wǎng)的施工。

三、非開挖技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)及頂管施工過(guò)程控制

1.非開挖施工作業(yè)前的準(zhǔn)備工作。在非開挖施工開始前的準(zhǔn)備工作是非常重要的，是保證工程順利進(jìn)行的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。首先，要進(jìn)行施工段的具體資料搜集，勘察施工段的具體的水文、地質(zhì)信息，以及施工段的各種地下管線的數(shù)量和具體分布情況，以防止施工時(shí)對(duì)原有的管道造成破壞。對(duì)施工段的地質(zhì)詳細(xì)的勘察，了解范圍內(nèi)的土質(zhì)情況，以確定是否符合非開挖技術(shù)的施工要求。制定詳細(xì)的勘查結(jié)果報(bào)表，以便設(shè)計(jì)時(shí)使用。其次，根據(jù)已有的勘查信息，根據(jù)施工的難度、深度、地質(zhì)等情況確定施工鉆機(jī)的具體類型，對(duì)于低于15米的非開挖施工來(lái)說(shuō)選用15噸的鉆機(jī)就可以完成，對(duì)于15米以上的市政工程施工可采用25噸的非開挖鉆機(jī)。對(duì)于鉆具的要求要根據(jù)具體地質(zhì)類型而定，對(duì)于一般地質(zhì)可選用SC56、S59、S75等型號(hào)。最后，檢查各類管材的質(zhì)量是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵，一旦管材鋪設(shè)到地下出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題是很難處理的。還要對(duì)于管材的鏈接進(jìn)行細(xì)致的檢查，對(duì)于鏈接處進(jìn)行特殊的加固措施，以防止在管材拖拽過(guò)程中出現(xiàn)斷裂。

2.非開挖施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）嚴(yán)格軸線定位測(cè)量，并及時(shí)校正。在進(jìn)行導(dǎo)向孔施工時(shí)，必須進(jìn)行嚴(yán)格的軸線定位測(cè)量，使用定向鉆機(jī)水平鉆進(jìn)。而在非開挖區(qū)域的地面應(yīng)采取控向儀等導(dǎo)航設(shè)備對(duì)鉆頭的方向和深度進(jìn)行控制，使導(dǎo)向孔嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的軸線形成鋪設(shè)中心線。

（2）隨著鉆進(jìn)工程施工的發(fā)展，對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整。由于地質(zhì)勘探情況不一定確保完全在地下巖層狀況得到顯示，所以在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，鉆入段應(yīng)達(dá)到輕壓慢轉(zhuǎn)，當(dāng)進(jìn)入平行段后，可通過(guò)輕壓快壓的方式，促使鉆具的穩(wěn)定性及導(dǎo)向性得到保障。根據(jù)鉆進(jìn)深度及地質(zhì)巖層的變化狀況，在對(duì)不同巖層帶進(jìn)行突破時(shí)，應(yīng)結(jié)合巖層情況對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，避免對(duì)不同的巖層鉆進(jìn)造成設(shè)備損害的現(xiàn)象發(fā)生。

（3）對(duì)施工進(jìn)程適時(shí)密切監(jiān)控，關(guān)注是否有地質(zhì)突發(fā)狀況產(chǎn)生。例如：鉆壓突變、泥漿漏失等問(wèn)題。與該類地質(zhì)突發(fā)狀況或鉆探設(shè)備隱患故障等狀況，一旦該問(wèn)題發(fā)生，則應(yīng)及時(shí)對(duì)施工進(jìn)行停止，并對(duì)施工就似乎人員或地質(zhì)勘察工程師進(jìn)行通報(bào)，當(dāng)突發(fā)情況原因查明后，應(yīng)運(yùn)用合理的措施進(jìn)行調(diào)整后方可對(duì)后續(xù)施工進(jìn)行操作。

（4）在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)施工完成之后，需要對(duì)工作坑道的入土口、接受坑的出土口的作業(yè)面標(biāo)高及方位進(jìn)行核查，確保導(dǎo)向孔與設(shè)計(jì)軸線一致。

3.頂管施工過(guò)程控制。工作井內(nèi)頂進(jìn)前準(zhǔn)備、機(jī)械設(shè)備安裝→機(jī)頭刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)、開進(jìn)出泥漿泵→頂進(jìn)、調(diào)整進(jìn)出泥漿流量到達(dá)平衡→泥水系統(tǒng)處理泥漿、裝車外運(yùn)→測(cè)量機(jī)頭的偏位、記錄、糾偏→頂進(jìn)系統(tǒng)回收、吊頂鐵→拆開各管線、混凝土管密封圈安裝、管材吊裝下井、各管線安裝→頂進(jìn)第一節(jié)混凝土管→一個(gè)頂進(jìn)循環(huán)結(jié)束、重復(fù)下一個(gè)行程→接收井內(nèi)拆機(jī)頭設(shè)備、吊出。

在頂進(jìn)過(guò)程中應(yīng)采取減阻措施，如：

（1）管外壁涂抹潤(rùn)滑劑;

（2）進(jìn)行泥漿護(hù)壁：頂進(jìn)過(guò)程中，需要經(jīng)常進(jìn)行壓觸變泥漿工作，以減少頂進(jìn)的阻力，同時(shí)可防止前方土體的坍塌，起到護(hù)壁的作用。施工前首先要把頂管機(jī)平衡壓力設(shè)定在合適范圍內(nèi)，以免施工時(shí)引起土層產(chǎn)生較大的隆起沉陷。觸變泥漿系統(tǒng)由拌漿、注漿和管道三部分組成。拌漿是把注漿材料兌水以后再攪拌成所需的漿液（造漿后應(yīng)靜置24小時(shí)后方可使用）。

4.頂管施工要求

（1）導(dǎo)軌安裝要牢固、順宜、平行、等高，縱坡應(yīng)與管道設(shè)計(jì)高度一致。

（2）千斤頂宜固定在支架上，并與管道中心的垂線對(duì)稱，合力的作用點(diǎn)應(yīng)在管道中心的垂直線上，最大頂力不能超過(guò)10000KN。

（3）設(shè)備安裝完畢后應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）在管道頂進(jìn)的過(guò)程中，應(yīng)控制工具管前進(jìn)的方向，并應(yīng)根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析偏差產(chǎn)生的原因和發(fā)展趨勢(shì)，在頂進(jìn)中進(jìn)行糾偏，在糾偏過(guò)程中應(yīng)采用小角度糾偏。

（5）頂進(jìn)速度一般控制在0-50mm/min。機(jī)頭外徑與管道外徑之比不得大于1.003-1.005.

（6）頂管施工中，應(yīng)建立地面與地下測(cè)量控制系統(tǒng)，測(cè)量應(yīng)滿足施工規(guī)范要求，控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易擾動(dòng)、視線清楚、方便校核、易于保護(hù)處。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，非開挖技術(shù)由于不需要開挖面層，因此對(duì)城區(qū)的交通、環(huán)境的影響大大降低，并且節(jié)省大量投資和時(shí)間，減少工人的工作強(qiáng)度，在市政施工中使用的較多。這種施工技術(shù)較為隱性，可以在市政施工的時(shí)候廣泛的推廣。希望本篇文章對(duì)城市建設(shè)有幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫超，禹華謙.非開挖技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用[J].四川建筑，2016，1：138-139.

[2] 楊振興.非開挖技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2011，9：41-43.