浅谈非开挖技术在市政给排水工程中的应用

浅谈非开挖技术在市政给排水工程中的应用

许琰涵

宁波公路市政设计有限公司 浙江省宁波市 315105

摘要：给排水管道施工作为基础建设，对城市的综合服务质量具有直接影响。传统开挖施工模式对居民生活与环境等带来很大影响，同时其工程作业量也比较庞大，综合效益不高。基于此，对比与传统给排水管道施工技术，非开挖技术具有十分明显的优势，能够减少对周围环境以及地表的破坏，且施工成本低，可有效提高给排水工程的质量。基于此，本篇文章对非开挖技术在市政给排水工程中的应用进行研究，以供参考。

关键词：非开挖技术；市政；给排水工程；应用

引言

在城市经济高速发展的今天，我国市政管网建设也取得了令人瞩目的成绩，进一步完善了城市交通道路网络。然而，城市建设存在反复施工等现象，将会对城市道路、城市生活等方面造成极大影响，也不得不面临严峻的城市管道施工问题。顶管法是一项非开挖管道施工技术，不仅可以减少路面开挖面积，还能减少环境干扰，是实现城市文明、安全施工的关键手段。为此，在市政给排水施工当中，应积极运用顶管施工技术，做好施工准备工作，规范施工工艺，从而有效提升顶管施工的整体质量水平。

1非开挖技术的概念

非开挖技术是指在不挖开地面或在极小程度破坏地表的情况下，利用多种岩土钻掘设备和检测设备，通过定向、定点钻探的方式全程实行地下作业的管线施工技术，在给排水工程中，通过将内衬件安置在现有管道内，将内衬件作为主要基础，进而实施管道维修和施工。

2市政给排水工程常见问题的分析

2.1市政给水工程的设计以及规划的问题

我国居民数量较多，因此，人均水资源的占有量会比较少，水资源严重不足。从当前的状况来看，城市的供水日变化系数一直在持续增长，尤其是用水高峰期。所以增加水厂的供水规模应该快速实施，对水资源进行合理的利用，假设水资源紧缺，居民不能保证用水，那么将会直接影响平时的工作以及正常生活。如若给水工作设置不够合理，那么便会出现大面积停水的现象，无法为提供居民正常用水，阻碍社会进步。例如，西北地区，水资源极为紧缺，所以在展开收集的时候困难程度较高，造成一定的困扰。在这种情况的影响下，就需要选取科学的举措对水资源实施收集。

2.2污水系统中常见的问题

污水系统也是市政给排水工作设计的主要内容，对污水进行治理之后再度进行利用，能最大限度节约用水。当前，我国在一部分地区对污水系统进行处理的方法还是比较陈旧、过时，设备也跟不上时代的发展，污水处理的效果不够显著，没有办法对污水展开全面的清理和运用，如若随意排放污水还会对生态环境带来严重的危害。从整体来看，当下市政污水系统策划设置上还有着下列弊端：①一部分比较陈旧的区域尚未对污水以及雨水进行分流设计，并且没有办法进行合理的处理；②污水系统的处理水平还是比较低下，处理成效不高，假设排入自然界中，就极易致使二次污染的问题产生，存在的多种弊端没有办法有一个高效的解决措施，依然会加重当前水资源枯竭的现状。

3非开挖技术在市政给排水工程中的应用

3.1设计导向孔轨迹

扩孔拉管的母线是导向孔，最终会成为管线孔。重力管对坡度、深度、角度的要求非常严格，允许存在的偏差小，施工难度大。因此对于铺设给排水管道时导向孔的设计既要考虑土质情况，又要结合施工现场实际操作，确保管线钻入土层时有较小角度。

3.2选用管材

根据设计思路和方案选择HDPE管，这是一种通过高密度聚乙烯制作的管材，具有较好的经济性，具体有以下几种优点：用电熔方式完成聚乙烯管道之间的连接，接头强度甚至比管道本体强度大，更耐拖拉；聚乙烯能在-60℃~60℃温度内安全使用，低温脆化程度低，冬季施工时不会因为温度问题发生管道破裂情况；HDPE管道能承受多种化学腐蚀，不会因为土壤中存在化学介质对管道进行侵蚀，并且不导电，不利于真菌和藻类的生长，不会因为长时间使用发生腐烂、导电或者生锈现象；根据实验表明，HDPE管的耐磨性更强，是钢管的4倍之多，且管道内壁光滑，水流阻力小，加长了管道的使用寿命；和传统钢管或者混凝土管道相比，HDPE管道重量更轻，更方便搬运和安装，降低了对设备和人力的要求，大幅度降低安装成本。

3.3做好泥浆的制备和注浆

无论是在钻孔施工阶段还是在扩孔施工阶段，都要采用泥浆对孔洞进行保护。从泥浆的作用上来分析，主要表现在以下几个方面：第一，化学泥浆可以在孔的周围形成泥饼，有效防止出现塌方的情况。第二，泥浆在钻孔和扩孔中能够起到良好的润滑作用，有效减少钻杆和钻头工作时之间的阻力。第三，在钻头前喷射泥浆可以对土层进行切割，进而保障钻进的速度。在实际的配浆和注浆中，要重视以下层面的控制：一方面，要选择优质具有一定潮性的土壤，同时要控制好泥浆、膨润土以及聚合物的比例，以保证泥浆的支撑能力。要注意浆料灌中的浆料，要先对其进行压制，然后在进行搅拌。另一方面，在实际灌浆中，要控制好灌浆的压力，对灌浆压力的要求是不小于管体的上部压力和静土压力。在实际灌浆压力调节过程中，不仅要考虑到地下水位的情况，而且还要考虑到地面变形的情况，使注浆效果与孔洞的稳定性相统一。此外，在管道连接完成之后，要更换触变泥压孔外部的泥浆，防止后期管道出现沉降的问题。

3.4导向钻进施工

导向孔轨迹为关键控制对象，通常包含三部分：（1）直线段，指的是管道穿越地层的实际长度；（2）入土侧造斜段，可将其视为过渡段，指的是钻杆进入铺管的深度；（3）出土侧造斜段，也为过渡段，分布在管路的末端，指的是钻杆露出地表的部分。结合现场作业条件，将入土角设为12°出土角设为8°。造斜段的精确程度将直接对导向钻进的最终质量带来显著影响，因此遵循平缓、渐进的基本原则，保证轨迹具有平滑的特点。在完成工作坑的开挖作业后，步履式导航仪和非开挖铺管钻机协同作业，正式进入导向孔施工环节。钻机采用的是业内较主流的ZT-45型非开挖铺管钻机，该设备的最大铺管管径DN1000mm，最大铺管长度250m，回拖力450kN，本工程使用PE管，管径DN800mm，选择400D的曲率半径可以满足施工需要，配套的泥浆泵可提供的最大压力为12MPa。导向孔施工期间，灵活调控导向钻头前的斜掌，使其发生转动及推进行为，实现对土体的挤压，而此过程中土体给斜掌提供反作用力，其能够带动钻头发生方向的变化，便钻头可按照既定的路径逐步推进，由此形成导向孔。

结束语

城市管网被称为“城市的动脉”，管网设施作为市政工程建设的重要部分，其是否能够正常运行，对城市道路通行和人们日常生活息息相关。因此，必须重视市政管网建设。给排水工程是市政管网建设的重点，为了减少对周围路面通行的影响，顶管非开挖施工技术得到了广泛应用，通过顶管技术的应用，可以有效提升施工效率，保障施工安全。因此，本文在全面掌握顶管施工技术原理的同时，依托某污水管道工程，详细探讨了顶管施工技术要点，以期推进市政管网建设发展，促进城市经济繁荣。

参考文献

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