市政給水排水管道不開槽設計及施工技術

金玉剛

【摘要】文章以市政給水排水管道為研究方向，先對給水排水管道不開槽的優勢作一綜述，然后對國內常用的市政給水排水管道不開槽設計措施展開分析，同時探討給水排水管道不開槽施工技術，以期能為市政給排水建設起到一定參考。

【關鍵詞】市政給排水；管道；不開槽設計；施工技術

一、前言

給排水管道不開槽是指在管道沿線地面下開挖成形的洞內敷設或澆筑管道的一種施工方法，包括定向鉆法、盾構法、頂管法、淺埋暗挖法、夯管法等。由于城市市政給水排水管道工程經常會遇到穿越公路、河流、鐵路、建筑物等障礙，無法采用開槽施工法，因此，將不開槽施工技術應用于市政給排水管道施工中，便也成為必然趨勢。

二、給水排水管道不開槽的優勢

不開槽施工技術可廣泛應用于穿越鐵路、公路、河流、建筑物、鬧市區、古跡保護區、環境保護區等不能或不允許開挖的市政管線的鋪設、更修及修復當中。將不開槽施工技術應用于市政給水排水管道工程中時，其優勢主要體現在如下幾個方面：

⑴施工效率高。鉆機在一般的施工現場環境中都可以正常作業，而且還可以靈活進出施工現場，施工速度快、可操作性強、施工效率高，可以有效縮短工期。⑵環境影響小。不開槽技術在施工作業時不會產生噪音、粉塵等污染，對地貌的破壞也比較輕微，不會對環境、對交通造成太大影響。⑶經濟效益高。由于該技術施工時不用開挖，由此便節省了土方挖填、基坑抽水等費用，有效降低了施工成本。⑷施工安全性高。采用非開槽技術施工時，施工技術人員基本在地面作業，無需在深基坑等惡劣環境中施工作業，管道焊接工序也是在地面完成的，由此也大大提高了施工的安全性與可靠性[1]。

三、市政給水排水管道不開槽設計

在市政給水排水管道的不開槽設計中，應該重視以下幾點問題，以確保設計方案的科學性與合理性，確保后期的施工質量：

㈠管道頂進方法選擇

確定給排水管道頂進方法前，先要對項目工程周圍的地形地貌、水文環境等進行詳細的勘探考查，然后結合市政給水排水管道施工的實際情況與相關要求，選擇最為適宜的管道頂進方法。例如，在施工過程中要對底層進行無變形控制或需要應用管徑較小的金屬管道時，可優先采用一次頂進擠密土層法進行施工；若施工時對降水條件、控制地層變形方面有特殊要求時，便可優先選擇封閉式土壓平衡頂管機施工。

㈡管節要求

給水排水的管道質量對工程整體的質量有著直接的影響，因此，必須重視管節的設計。一，鋼管制作時，必須嚴格符合相關的制作標準與設計要求，確保焊縫等級不低于二級；二，必須要在排水管道外側設置相應的防腐結構層，使排水管道能夠滿足防潮、防腐以及強度要求，保證排水管道在頂管頂進過程中，結構層不會發生破損、銹蝕等問題；三，若是在施工中選擇了玻璃鋼管，則必須保證玻璃鋼管完全符合國家的相關標準，同時還應該根據管徑大小與頂進施工要求，明確襯墊的厚度[2]。

㈢盾構機選型

盾構機的選型應該根據工程設計要求（包括管道的埋深、外徑、長度等要求）與工程水文地質條件、施工現場、施工周圍環境安全等相關要求，并進行技術經濟比較后確定最合理的機型。①定向鉆機。根據終孔孔徑、軸向曲率半徑、管道長度以及施工現場水文地質、周圍環境綜合考慮后，確定定向鉆機的回轉扭矩與回拖力，同時注意定向鉆機必須有一定的安全儲備；②導向探測儀。根據穿越障礙物類型、定向鉆機類型以及探測深度、施工現場探測條件，決定導向探測儀的配置；③夯管錘。夯管錘的錘擊力結合給排水管徑、管道長度、鋼管力學性能以及水文地質條件來決定；④淺埋暗挖施工方案。根據工程設計，如對隧道的斷面與結構形式、長度、埋深以及水文地質等方面要求，合理選擇最適宜的淺埋暗挖施工方案。

㈣設施設備要求

對施工設施設備的設計及要求主要如下幾點：一，起重設備必須經過起重荷載計算，并在使用前根據相關規定驗收合格后方可使用；二，管道施工供電需設置雙路電源，并保證其能夠自動切換，動力與照明應分路供電，且作業面移動照明需采用低壓供電；三，所有的施工設備、裝置在使用過程中，必須依據規定定期進行檢查、維修與保養；四，設備操作人員必須經過培訓，掌握操作要領、熟悉各項技術參數與施工方法，考試合格后，方能允許其上崗作業。

四、市政給水排水管道不開槽施工技術

㈠工作井圍護施工技術

管道在敷設前，先提前根據施工作業井的環境條件、結構、尺寸等因素確定保護形式，保證井壁支護與盾構推進均滿足設計要求后，再于施工現場的設置臨時排水系統，注意排水系統的位置選擇必須合理、適當。此外還需注意，即便給排水管道不開槽施工的限制較小，但在實際施工中仍要盡量繞開建筑物，以避免施工對周遭環境造成的影響。工作井圍護結構嚴格按照水文地質條件、環境要求、施工安全等因素考慮進行設計，結合工作井結構、尺寸，確定支護方式。進行土方開挖施工時，需嚴格遵循設計圖紙的要求開始施工，施工過程中應隨時保護進底的干燥、穩定，土方開挖施工完畢后進行封底，井底封底之前需設置集水坑，并在地面井口周圍設置相應的防汛設備與安全護欄，以保證上下安全。

㈡頂管及盾構后背墻施工技術

后背墻施工時，墻的平面與開挖曲線必須保持垂直狀態，墻表面應該堅實、平整，以便能有效地傳遞作用力。若在實際施工中沒有原土層做后背墻時，可以遵循就近原則，選擇便于拆卸、結構簡單、穩定性能良好后后背墻，可以應用緩沖材料將后背鋼板與管口端口分隔開，并采用切實、可行、有效的防護措施做好保護工作，以保證管道的接口完好。在施工中，若發現上下井兩段管道之間有一定的弧度，則需要根據相關規定及要求，對頂管及盾構后背墻進行合理的設計，可通過對空隙填塞砂石料的方式，使后背土體與后背墻能夠完全貼合。后背墻施工時，優先選擇鋼板、型鋼或方木進行安裝。若選擇頂進的管道作后背時，則待頂管道的最大允許頂力必須小于已頂管道的外壁摩擦阻力，以此才能保證施工的質量與安全[3]。

㈢頂管工作井施工技術

進行頂管工作井施工時，應該先根據頂管機的設計與相關施工要求確定平面尺寸，同時在工作井深度滿足頂管機操作要求的情況下開始施工。施工過程中，還需根據頂管材料的不同提高對相應事項的注意，例如，若頂管為鋼管時，應該預留一些作業高度，以保證施工的順利性；若頂管為混凝土管時，洞圈的最低處距離底板頂面應該不小于60cm。而針對工作井的平面尺寸，需嚴格按照施工車架、盾構安裝與拆卸、處置運輸等方面要求進行確定。

㈣工作井洞口施工技術

進行工作井洞口施工時，預留進、出洞口的位置必須符合施工方案相施工設備要求，若洞口土層不穩定時，應該及時對土體進行改良。在工作井進、出洞—施工前，需對改良后土體的強度、滲漏水情況進行仔細檢查，保證其符合標準后才能允許施工。臨時封門在設置時，需充分考慮到施工安全、周圍土層變形控制等方面要求，同時還應該保證所設置的臨時封門后期拆除方便。

結束語

隨著城市化進程的不斷加快，人們對基礎設施建設的要求也越來越高，這種形勢下，環境污染小、不影響交通、施工速度快的不開槽施工技術在市政給水排水管道建設中的廣泛應用，也將成為必然趨勢。而市政給排水管道施工技術直接影響著人民的用水排水以及市政市容建設，為保證給排水管道不開槽施工質量，加強不開槽相關設計，提高施工技術，也是值得注意的重點。

參考文獻

[1]楊征.市政給排水管道頂管工藝設計措施分析[J].城市建設理論研究，2013，11（11）：1-5.

[2]聞笑男.市政給水排水管道設計與施工技術應用分析[J].房地產導刊，2014，13（5）：164-165.

[3]敬鋒.探討市政排水管道不開槽設計及施工技術要點[J].四川水泥，2014，7（11）：130-131.