非開挖技術(shù)在給排水工程中的應(yīng)用

徐佳佳 徐 斌

Engineering technique 工程技術(shù)

非開挖技術(shù)在給排水工程中的應(yīng)用

徐佳佳 徐 斌

（中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 430000）

非開挖技術(shù)在給排水工程中具有十分重要的作用。非開挖施工能在不開挖地面的情況下鋪設(shè)管道，有效避免給排水施工操作對路面以及周圍環(huán)境的影響，并且施工成本比較低，施工安全系數(shù)高，具有良好的社會效益。本文對非開挖技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行有效分析，同時(shí)分析非開挖技術(shù)應(yīng)用中所存在的問題，對非開挖技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)進(jìn)行研究，期望實(shí)現(xiàn)非開挖技術(shù)和給排水工程的高效融合。

非開挖技術(shù)；給排水工程；應(yīng)用

作為基礎(chǔ)建設(shè)施建設(shè)，給排水管道施工對城市的綜合服務(wù)質(zhì)量具有直接影響。傳統(tǒng)開挖施工模式對居民生活與環(huán)境等帶來很大影響，同時(shí)其工程作業(yè)量也比較龐大，綜合效益不高?；诖耍瑢Ρ扰c傳統(tǒng)給排水管道施工技術(shù)，非開挖技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢，能夠減少對周圍環(huán)境以及地表的破壞，并且施工成本低，可有效提高給排水工程的質(zhì)量。

1 非開挖技術(shù)概述

1.1 工程概況

某城市郊區(qū)部位城市道路工程，工程建設(shè)長度為3.256km，其中約1.5km為原有道路改造，其余1.7km路段為新建工程。工程紅線控制寬度60m，其中機(jī)動車道采用雙向四車道設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h，占23m；其余為綠化帶、非機(jī)動車道和人行道，雨污排水工程設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為1年。由于該工程所處位置為城鄉(xiāng)結(jié)合部，原有排水管道設(shè)計(jì)較為落后，管徑偏下，加上近些年周邊廠區(qū)建設(shè)力度加大，流動人工增多，原有道路屬于進(jìn)出主城區(qū)的重要通道，不能采用封閉交通的形式進(jìn)行施工。結(jié)合工程建設(shè)要求，設(shè)計(jì)“半幅施工、半幅通車”方案，為做好給排水工程施工質(zhì)量控制，在原有道路改造中，采用非開挖施工技術(shù)，在確保施工工期的同時(shí)，盡量避免給周邊居民生產(chǎn)生活帶來較大影響。

1.2 非開挖技術(shù)的概念

非開挖技術(shù)至是在各種地下管道施工過程中，利用巖土鉆掘設(shè)備和技術(shù)，基于導(dǎo)向或定向鉆等形式，在入口或者出口等特定部位開挖較小面積，以此完成鋪設(shè)、更換和修復(fù)地下管道的目的。非開挖技術(shù)的應(yīng)用，能夠盡量減少傳統(tǒng)開挖施工模式對周邊交通和構(gòu)筑物的影響，具有施工速度快，綜合成本低的特征，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。隨著非開挖技術(shù)水平不斷提升，其在各種地下管道施工工程中得以廣泛應(yīng)用，為我國市政工程建設(shè)起到了積極的促進(jìn)作用。

1.3 非開挖技術(shù)的應(yīng)用原理

非開挖技術(shù)在城市給排水管道施工、天然氣管道施工等工程類型中都有著較為廣泛的應(yīng)用。其技術(shù)原理是先對線路進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后采用特定鉆頭設(shè)備進(jìn)行掘進(jìn)鉆孔，在鉆孔過程中，要做好鉆頭方向控制。在施工導(dǎo)向孔流程完成后，再進(jìn)行擴(kuò)孔處理，這是非開挖技術(shù)應(yīng)用的重要階段。根據(jù)工程施工設(shè)計(jì)要求，將導(dǎo)向孔分步擴(kuò)大至拉管要求。在進(jìn)行拉管操作前，需要將埋設(shè)的管道一次焊接到位，進(jìn)而完成所有施工流程。在不同的施工過程中，必須合理控制施工要點(diǎn)，做好施工現(xiàn)場質(zhì)量控制和安全控制，避免出現(xiàn)施工不規(guī)范或者浪費(fèi)現(xiàn)象，以此將非開挖技術(shù)的優(yōu)勢充分體現(xiàn)出來。

2 非開挖技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 具有良好的社會效益

非開挖技術(shù)主要應(yīng)用于出入口的小面積開挖施工中，非開挖施工可以完成可對管道敷設(shè)、更換和修復(fù)等施工操作[1]。通過運(yùn)用開挖技術(shù)在一定程度上可以減少施工對周圍環(huán)境以及地表的破壞，對地表清潔起到促進(jìn)作用。還有非開挖施工在進(jìn)行中所產(chǎn)生的噪音比較小，一般不會影響到周圍居民的生活以及工作，尤其是在建筑物、人口密集的區(qū)域，具有良好的社會效益。

2.2 施工成本較低

施工工期、設(shè)備損耗等都會影響到排水管的施工成本。而非開挖施工而言，外界環(huán)境發(fā)生變化不會對其影響，在特殊天氣、地質(zhì)不同的環(huán)境中都可以進(jìn)行施工，所以施工進(jìn)度相對比較快，有效節(jié)約施工成本。在進(jìn)行非開挖施工操作中可以不考慮地表建筑的影響，省去改道、拆遷等操作，后期不用進(jìn)行地表環(huán)境修復(fù)，在一定程度上減少施工成本。

2.3 施工安全系數(shù)高

城市地下管道十分復(fù)雜，除給排水管道之前，還有電力、燃?xì)獾群芏嗖煌N類的管道。傳統(tǒng)的開挖施工進(jìn)行地下挖掘時(shí)，若沒有提前對地下水管進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，很可能會對原有的其他管線造成破壞，造成一些安全事故。非開挖施工是從入口處直接向下進(jìn)行挖掘直到要求深度，然后在進(jìn)行橫向施工，有效減少于其他管道接觸的概率，使其施工安全系統(tǒng)明顯提升。

3 非開挖技術(shù)應(yīng)用中的問題

3.1 技術(shù)管理制度不夠規(guī)范

目前，我國非開挖技術(shù)并沒有得到較好的發(fā)展，還沒有制定科學(xué)完整的行業(yè)規(guī)范，在沒有嚴(yán)格規(guī)范的情況下以至于非開挖工程的前期設(shè)計(jì)、中期施工以及后期施工質(zhì)量的檢驗(yàn)和驗(yàn)收等重要環(huán)節(jié)沒有依據(jù)[2]。技術(shù)管理制度不夠規(guī)范，很容易引發(fā)行業(yè)內(nèi)的惡性競爭，嚴(yán)重阻礙著施工單位的發(fā)展，也無法保證項(xiàng)目施工的質(zhì)量。與其他國家對比，我國的非開挖技術(shù)發(fā)展有些緩慢，有些發(fā)達(dá)國家已制定比較完善的技術(shù)管理規(guī)范，我國應(yīng)借鑒相關(guān)國家的技術(shù)管理制度規(guī)范，以規(guī)范我國的管理制度，保證行業(yè)的健康發(fā)展。

3.2 技術(shù)應(yīng)用水平有待提升

我國的非開挖技術(shù)并沒有達(dá)到理想水平，大量的材料主要是需要從國外引入，在一定程度上增加了施工成本。如果我國可以自主研發(fā)，有效掌握一部分核心技術(shù)，會有效降低工程施工成本，促進(jìn)非開挖技術(shù)的發(fā)展。機(jī)械的先進(jìn)程度對給排水工程有重要影響，先進(jìn)的機(jī)械可為給排水管道非開挖修復(fù)工作提供有效支撐，而我國雖然擁有很多尖端設(shè)備，但是沒有充分發(fā)揮其作用[3]。只有切實(shí)提高機(jī)電一體化的實(shí)際水平，才能使機(jī)械作業(yè)達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)要求，并確保在復(fù)雜環(huán)境中的多種情況下順利運(yùn)行，同時(shí)促進(jìn)非開挖技術(shù)的發(fā)展。

3.3 工作人員技能素質(zhì)有待提升

現(xiàn)階段，由于一部分工作人員的技能素質(zhì)比較低，沒有較強(qiáng)的責(zé)任心，增大了給排水工程施工的難度。隨著我國城市化的快速發(fā)展，城市居住的人口數(shù)逐漸增多，舊的給排水管道由于使用年數(shù)比較長以及設(shè)計(jì)等原因，很多老城區(qū)都需要更換成新管道，需要大量的施工人員進(jìn)行操作。工作人員的技能素質(zhì)都會影響到施工效果，不利于給非開挖施工的進(jìn)展。目前技術(shù)水平比較高的工作人員很多只是從事設(shè)計(jì)工作，實(shí)際參與施工現(xiàn)場的工作人員并沒有達(dá)到高水平施工要求。為有效提高材料利用率、工作效率等，需要全面提升工作人員的素質(zhì)。施工人員的技能素質(zhì)以及責(zé)任心是影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，所以提高工作人員的技術(shù)素質(zhì)刻不容緩。

4 非開挖技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)

4.1 做好前期準(zhǔn)備

做好前期準(zhǔn)備工作能為給排水工程中的非開挖施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)造優(yōu)良條件。對于前期準(zhǔn)備工作，首先要調(diào)研施工現(xiàn)場環(huán)境，對施工區(qū)域的環(huán)境、氣候、地下土質(zhì)等情況進(jìn)行深入了解，這樣才能夠確保非開挖施工設(shè)置的合理性，進(jìn)而保障工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。在進(jìn)行前期調(diào)研中，若發(fā)現(xiàn)施工區(qū)域的地下水位偏高，開挖巷道設(shè)計(jì)的比較窄，若采用開挖施工方式，那么所挖出的土沒有地方放置，最后還是需要選擇非開挖施工方式。其次，在施工開始之前，要規(guī)范選擇所使用到的管道，對排水管道、供水管道以及相關(guān)設(shè)備都要符合行業(yè)建筑標(biāo)準(zhǔn)以及項(xiàng)目規(guī)定要求。具體來講，要求給排水管道要具有良好的密封性以及抗壓性，同時(shí)具有一定的拉伸能力，以滿足后期拉管要求。最后，設(shè)計(jì)給排水管道拉管的導(dǎo)向孔跡。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，受到重力的影響，要控制好給排水管道的深度以及拉管坡度，完成拉伸之后，給排水管道要與其他管線相集合，并且出現(xiàn)干擾的情況比較少。

4.2 做好鉆孔及擴(kuò)孔技術(shù)控制

鉆孔和擴(kuò)孔對給排水工程而言十分重要。對于導(dǎo)向孔鉆進(jìn)施工來講，要遵守以下施工要求。第一，在鉆孔施工進(jìn)行中，要求鉆孔段要盡可能保持平直，同時(shí)還對監(jiān)測鉆頭的傾斜程度有一定要求。要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際要求，確定鉆進(jìn)深度以及鉆頭上下左右的偏差。第二，為確保鉆頭鉆進(jìn)的方向，在轉(zhuǎn)孔完成一根之后，要測量磚頭的實(shí)際位置，防止出現(xiàn)比較大的曲線誤差。第三，要同時(shí)進(jìn)行鉆孔施工以及孔內(nèi)注漿，要求要隨著地層情況的變化以及鉆進(jìn)行程的變化而調(diào)整泥漿鉆進(jìn)沖洗液配方[4]?；剞D(zhuǎn)站進(jìn)孔施工是為了保證鉆孔尺徑比排水管道尺徑大，為后期的施工創(chuàng)造良好條件。在進(jìn)行擴(kuò)孔施工時(shí)，應(yīng)與實(shí)際的地質(zhì)情況相符合，設(shè)計(jì)擴(kuò)孔次數(shù)，要多次實(shí)施擴(kuò)孔，在實(shí)際擴(kuò)孔中，要監(jiān)測分析擴(kuò)孔階段的扭矩與回拉阻力，然后在決定何時(shí)終止擴(kuò)孔實(shí)施回拖。

4.3 做好泥漿的制備和注漿

無論是在鉆孔施工階段還是在擴(kuò)孔施工階段，都要采用泥漿對孔洞進(jìn)行保護(hù)。從泥漿的作用上來分析，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，化學(xué)泥漿可以在孔的周圍形成泥餅，有效防止出現(xiàn)塌方的情況。第二，泥漿在鉆孔和擴(kuò)孔中能夠起到良好的潤滑作用，有效減少鉆桿和鉆頭工作時(shí)之間的阻力。第三，在鉆頭前噴射泥漿可以對土層進(jìn)行切割，進(jìn)而保障鉆進(jìn)的速度。在實(shí)際的配漿和注漿中，要重視以下層面的控制：一方面，要選擇優(yōu)質(zhì)具有一定潮性的土壤，同時(shí)要控制好泥漿、膨潤土以及聚合物的比例，以保證泥漿的支撐能力[5]。要注意漿料灌中的漿料，要先對其進(jìn)行壓制，然后在進(jìn)行攪拌。另一方面，在實(shí)際灌漿中，要控制好灌漿的壓力，對灌漿壓力的要求是不小于管體的上部壓力和靜土壓力。在實(shí)際灌漿壓力調(diào)節(jié)過程中，不僅要考慮到地下水位的情況，而且還要考慮到地面變形的情況，使注漿效果與孔洞的穩(wěn)定性相統(tǒng)一。此外，在管道連接完成之后，要更換觸變泥壓孔外部的泥漿，防止后期管道出現(xiàn)沉降的問題。

4.4 做好拉管施工技術(shù)控制

作為非開挖拉管施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，拉管施工對給排水管道工程的整體質(zhì)量影響十分重大。某城市的安全飲水和生活排污項(xiàng)目的建設(shè)過程中，在完成擴(kuò)孔之后，施工人員運(yùn)用拉管接頭將鉆桿和被拉管相連接，然后在啟動鉆機(jī)拉管。實(shí)際拉管技術(shù)相關(guān)要點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面，第一，采用兩種方式連接拉管頭和待鋪管線。對于鋼管來講，采用焊接的方式進(jìn)行連接，而塑料管要采用夾管裝置密封連接。第二，對于一孔多管的情況，要均衡布置拉管頭，防止各管道相互影響，同時(shí)考慮到泥漿回流的問題，確保泥漿可以均勻的回流到多管的空隙中。第三，在鋪管完成之后，扭轉(zhuǎn)出入土的統(tǒng)一管，確保垂直面的偏差在合理范圍之內(nèi)。第四，在拉管過程中，對拉管的牽引力有一定要求，不得超出管材的允許拉力。

4.5 強(qiáng)化導(dǎo)管施工管理

目前，我國的非開挖技術(shù)還不夠成熟，只是一味的借鑒國外的非開挖技術(shù)，并沒有加上自己獨(dú)特的理解，也沒有把附近實(shí)際環(huán)境的情況考慮進(jìn)來，以至于在實(shí)際管道施工中有一系列問題存在，造成很多人力、物力資源的浪費(fèi)。所以在引進(jìn)國外非開挖技術(shù)的同時(shí)，還要根據(jù)自身的實(shí)際情況進(jìn)行改良，不能搬來直接使用，要有效解決實(shí)際問題。不同地區(qū)的給排水管道施工情況存在很大差異，只有有效掌握非開挖施工的核心技術(shù)，強(qiáng)化導(dǎo)管施工管理，才能切實(shí)提高施工質(zhì)量。所以，施工單位要?jiǎng)?chuàng)新非開挖施工技術(shù)，重視導(dǎo)管施工管理，以便適應(yīng)于不同的施工要求。另外還要結(jié)合實(shí)際施工情況，強(qiáng)化施工管理以及改良技術(shù)，從而更好地為當(dāng)?shù)亟o排水管道的高質(zhì)量施工提供保障。

5 結(jié)束語

作為一種不需要挖地面就可以從地下穿越而實(shí)現(xiàn)管道鋪設(shè)的技術(shù)，非開挖技術(shù)在給排水管道項(xiàng)目建設(shè)中作用十分突出的優(yōu)勢。目前，我國非開挖技術(shù)是實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題，比如技術(shù)管理制度不夠規(guī)范、技術(shù)應(yīng)用水平有待提升、工作人員技能素質(zhì)有待提升等問題，所以要規(guī)范管理制度，提升非開挖技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用水平，提升工作人員技術(shù)素質(zhì)，全面提升非開挖技術(shù)在給排水工程中的實(shí)際作用。另外，還要注意非開挖技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)，要做好前期準(zhǔn)備、做好鉆孔及擴(kuò)孔技術(shù)控制、做好泥漿的制備和注漿、做好拉管施工技術(shù)控制等，實(shí)現(xiàn)非開挖技術(shù)和給排水工程的高效融合，進(jìn)而提升給排水工程的建設(shè)質(zhì)量。

[1]趙偉.淺談市政給排水施工中的非開挖頂管施工技術(shù)[J].四川水泥,2020(05):255.

[2]梁霞.非開挖修復(fù)技術(shù)在城市給排水管網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究,2020,5(04):106-107.

[3]李曉菲.城市道路給排水施工非開挖技術(shù)的應(yīng)用分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2018(30):105.

[4]趙忠.論非開挖技術(shù)在城市給排水管道施工中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2018(02):143-144.

[5]汪高峰,郝華文.市政排水工程中的非開挖技術(shù)運(yùn)用及其注意事項(xiàng)[J].四川水泥,2017(11):132.

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1007-6344（2021）01-0173-02