非开挖技术在市政工程排水管道中的应用

非开挖技术在市政工程排水管道中的应用

姜劲松

天津滨海旅游区基础设施建设有限公司天津300480

摘要：非开挖施工技术是指在不开挖地表的条件下铺设、修复和更换各种地下公用设施的任何一种技术和方法。与传统的施工方法相比，具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合成本低、安全性好等优点。城市排水管道建设和维护标志着一个城市的文明化程度。城市排水管道又是埋设最深的地下管道，对排水管道的重新铺设如果采用传统的开槽施工的方法，将对道路交通造成巨大的影响，严重影响车辆的通行和行人的出入，给社会带来极大的不便。为此，本文主要对市政道路排水管道非开挖施工准备、施工工艺及质量控制进行了分析与探究。

关键词：非开挖技术；市政工程；排水管道

市政道路工程作为道路施工与交通运输经济发展的重要组成部分，其不仅关系着运输结构、运输能力变化，更推动了城市经济的可持续发展。作为一项环境友好型技术，非开挖技术在市政工程中的应用，不仅能够深入地下施工，更不会影响附近环境。这是开挖埋管施工不具备的优势。其作业原理为将工作井与地面垂直，随后通过高压液压千斤顶，向地下放置水泥、钢制管道。为达到施工流程的规范性、合理性，必须重视市政工程非开挖施工技术的应用，只有这样才能推动工程建设的进一步发展。

一、非开挖技术概述

非开挖技术是指通过导向、定向钻进等手段，在地表极小部分开挖的情况下（一般指入口和出口小面积开挖），敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术，对地表干扰小，因此具有较高的社会经济效果。主要包括水平定向钻进、顶管、微型隧道、爆管、冲击等技术方法。该技术源于20世纪70年代，并于90年代传入我国，目前被广泛应用于给水、排水、电力、通信、燃气等领域的新管道建设和旧管道修复，也可以应用于文物、古建筑的保护等方面。

二、非开挖技术的优势

在当今城市建设管网地下化发展的大潮中，非开挖管线工程技术恰是解决这一矛盾的重要技术，对于现代化城市的建设、管理起着极为重要的作用。非开挖技术具有以下特点：引入了管线轨迹的测量和控制；大大提高了铺管能力（长度两千米，直径三米）；快速高效；增强了在复杂地层条件下施工的能力；非开挖使管道的原位修复成为可能。针对老、旧管道设施的改造，能同时满足结构更新和扩容的需求；最大限度地避免了拆迁麻烦和对环境的破坏，减少了工程的额外投资；采用液压设备，符合环保要求，减少了扰民因素，社会效益明显提高；施工速度快、工期短，有效降低了工程成本；工程安全可靠，提高了服务性能，有益于设施的后期养护。

三、非开挖施工技术措施要点

1、施工前做好前期调研以及施工准备工作

在给排水工程采用非开挖施工技术实施之前，需要对施工场地周围环境进行全面的前期调研，不仅要了解清楚管线通过区域的地质构造，还要掌握其地表和地下水分布情况。只有充分的了解地质情况，才能针对项目设计合理的管线穿线路径以及进出洞口的位置。只有这样才能既满足给排水工程非开挖施工的技术要求，也能保证对地上设施及附属建筑物的影响降到最低。

2、根据拉管施工技术要点安排合理的施工方案

在市政给排水工程施工中，由于其管道材料及使用情况的不同，必须根据其工程实际情况及拉管施工技术要点编制合理的施工方案。这其中包括导向孔轨迹设计、管材选用、水泥砂浆配比等。

1）由于排水管道的应用不同，在编制拉管施工方案时候，导向孔轨迹的设计的深度、坡度允许误差均有较严格的要求。2）回拉力的计算及定向钻机的选择需要根据工程建设标准《水平定向钻进管线铺设工程技术规程》进行校核。3）根据设计文件的要求选用适用拉管技术的管材。

3、非开挖施工技术要点

1）严格轴线定位测量，并及时校正。在进行导向孔施工时，必须进行严格的轴线定位测量，使用定向钻机水平钻进。而在非开挖区域的地面应采取控向仪等导航设备对钻头的方向和深度进行控制，使导向孔严格按照设计的轴线形成铺设中心线。2）随着钻进工程的施工，随时调整钻进参数，避免不同的岩层钻进对设备造成损害。3）密切监控施工过程，留意是否有地质突发情况，比如泥浆漏失、钻压突变等情况。

4、市政排水管拉管施工特殊措施

1）应对精度要求应采取的施工措施

由于市政排水管线需要的施工精度较一般的拉管施工技术更高，因此可以采用设置工作坑、增加监控检测频率、选择人员活动较少的夜间施工避免干扰等手段来提高施工精度。特别是在检测及检定管位深度、方向及岩层突破上，需要增加检定次数，采用及时进行钻进调整，尽量规避钻进施工误差。

2）应对沉降问题应采取的施工措施

在遇到不良土质时，经常会发生沉降问题，这时应增设工作井，将原先的工作段分为几次完成，尽可能减少土体变形。此外应采取相应的补救措施，利用工作井对下沉的管段或者可能下沉的管段进行灌浆加固措施。在回拖管材时，使用外侧附带灌浆管灌浆封堵的方式，可以较为有效的控制沉降问题。

四、非开挖技术的分类

按施工原理不同，非开挖埋管技术可分为定向钻施工法，顶管施工法和盾构施工法三种。

1定向钻施工法

定向钻施工法是采用回转切削，水射流式挤压方式成孔，在地面接收钻头附近发出的电磁信号来实现钻孔轨迹控制，即人工用手持仪器来随钻导向的钻进方法。该方法成孔后采用拉管方式来铺设管线，主要用来铺设小直径管线，即铺设直径小于500mm的各类管线（钢管、混凝土管、塑料管）。与另外两种埋管技术相比，具有自由调节方向，遇障碍报警，绕向避开障碍的特别功能。

2顶管施工法

顶管施工法是用顶管机体前方刀盘边切削土体，边由后部顶进装置将顶管机连同顶进管一起沿着设计路线向前推进的埋管方法。被切削的残土，由水力或土砂压送装置送至地面运走，前者称为泥水式顶管，后者称为土压式顶管。该方法适于中小口径管线铺设，即钢筋混凝土管径从φ200至3000mm，钢管小于φ3500mm的管道铺设。顶进路线宜平缓，曲线半径不宜过小。

3盾构施工法

盾构施工法顶进机理与顶管施工法相同。盾构法和顶管施工法的区别在于，前者采用管片结构组合，后者用管材，将整个管段向前推进。盾构法多用于地铁和隧道工程，管径宜大于4米。

五、结束语

综上所述，作为城市基础设施的主要构成部分，地下管道是一个城市生存、发展的主动力。铺设地下管线的质量，对城市经济建设与现代化水平的提升具有重要意义。随着我国城市化发展水平的提升，城市管道网线规划已经无法适应城市发展的需求，尤其是市政工程排水管道铺设往往存在诸多问题，为有效提升市政工程的质量，为降低成本，可选用非开挖技术，因其经济性良好、环境、交通影响小，在市政排水管道施工中得到了广泛地应用与推广。

参考文献：

[1]王萌萌，姚守勤.非开挖顶管技术在市政排水管道施工中的应用[J].技术与市场.2015（01）

[2]刘金龙，郭鹏.谈市政给排水施工中顶管技术的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2011（02）