市政給水管道工程非開挖施工技術(shù)研究

胡曉衛(wèi)

（南通市交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇 南通 226000）

1 非開挖技術(shù)概述

1.1 市政給水管道工程中應用非開挖技術(shù)的優(yōu)勢

（1）市政工程建設(shè)常發(fā)生于城市的繁華區(qū)域，施工空間有限，易對現(xiàn)場交通造成干擾，不利于人們的生產(chǎn)與生活。在此背景下，非開挖技術(shù)的應用可有效緩解施工產(chǎn)生的不良影響，創(chuàng)造高品質(zhì)工程項目。

（2）從給水管道的施工特點來看，主要采取的是鋪設(shè)管線的方式，在合理應用非開挖技術(shù)后，可以確保鋪設(shè)作業(yè)的精度，且全程均處于可控的狀態(tài)，有助于創(chuàng)造更可觀的效益。

1.2 非開挖技術(shù)的類別

從市政給水管道的施工內(nèi)容來看，非開挖技術(shù)可產(chǎn)生3項分支技術(shù)，即基于管線的鋪設(shè)、修復及更換，不同作業(yè)場景下所對應的技術(shù)存在差異。管線鋪設(shè)中應用較為廣泛的方法有頂管法、導向鉆進法等；管線修復作業(yè)中較典型的有纏繞法、灌漿法等；若是進行管線更換作業(yè)，爆管法、吃管法等具有較好的應用效果[1]。不同方法的特點存在差異，應用效果也不盡相同，需結(jié)合實際情況挑選最適宜的方法。

2 基于非開挖技術(shù)的給水管道施工原則

若想利用此技術(shù)首先要保證技術(shù)的成熟性和可靠性。在實際工作中，市政設(shè)施因其特殊性，一般屬于永久性的設(shè)施設(shè)備，所以在使用市政設(shè)施時對工藝的需求非常嚴格，對于那些尚未成熟或者尚未得到驗證的新技術(shù)、新工藝要嚴格選用。同時，在選擇給水管道的施工器械或者其相應的輔助材料時，也應該采取仔細、謹慎的態(tài)度，進而保證施工工藝的質(zhì)量和水平。

在選擇材料時要堅持因地制宜的原則，優(yōu)先選擇質(zhì)量優(yōu)、價位低、信譽好的產(chǎn)品，以確保發(fā)揮出供水管道最大的使用年限，運行質(zhì)量也有充足的保障。不要單純?yōu)榱藴p少市政工程的項目開支而選擇質(zhì)量堪憂的產(chǎn)品，這樣不但會大大縮短使用壽命，還會在后期的運行過程中加大產(chǎn)品維修整改的力度，從而無形中帶來更大的經(jīng)費開支，且一旦選用質(zhì)量不過關(guān)的產(chǎn)品還可能帶來嚴重的質(zhì)量和安全問題，嚴重時可能帶來生命危險。

另外，在選擇管道厚度時要充分結(jié)合給水管道的口徑大小和承壓能力的大小，從而做出更加科學、有針對性的選擇，避免材料選擇不適而造成的浪費。而且，給水管道的連接部位在設(shè)計過程中要注意整體上的合理科學，如管道的承壓能力一定要設(shè)計完善，要達到承壓能力的上限。

3 非開挖技術(shù)在市政給水管道工程中的應用

3.1 頂管法

市政給水管道施工中，頂管法是較為典型的方法，但前提條件是現(xiàn)場為黏性土，否則該方法缺乏可行性。根據(jù)操作方式的不同，頂管法可細分為兩種方法，即泥水平衡式和土壓平衡式，利用何種方法則要根據(jù)實際情況作出選擇。頂管法主要特點在于應變能力強，在多種條件下都具有適用性，且施工風險得到有效控制，因此在市政給水管道施工中取得廣泛應用。實際施工中，需選取管道的一端，于該處通過開挖的方式形成工作坑，向其中澆筑混凝土并鋪適量模板，以便為導軌推進創(chuàng)造良好條件[2]。加強對管道坡度、高程等參數(shù)的測量，根據(jù)所得結(jié)果求得導軌推力，持續(xù)向前推進，最終到達最頂端。若現(xiàn)場施工環(huán)境復雜，采用頂管法可能存在適應性不足的問題，此時可結(jié)合其他施工方法一起進行。由于現(xiàn)場地質(zhì)條件的差異化，所設(shè)置的工作井質(zhì)量也各不相同，因此必須在施工前做好地質(zhì)勘察工作，準確掌握現(xiàn)場施工情況，以此為依據(jù)調(diào)整工作井的工藝方法，如分布方式、數(shù)量等。大量管道建設(shè)工程實例表明，工作井設(shè)在端部最為合適，在確保質(zhì)量的同時，還能夠簡化操作。實際建設(shè)環(huán)節(jié)，主體結(jié)構(gòu)采用的是鋼筋混凝土的方式，具體又可分為沉井法與逆作法，但要結(jié)合現(xiàn)場情況做出選擇。

3.2 水平定向鉆進法

在市政管道的各類方法中，以水平定向鉆進法的應用范圍最廣。當然，此方法的應用也存在前提條件，即施工現(xiàn)場必須為黏性土，并且對管道的直徑提出要求，需≤70cm。管材的可選類別較多，如鋼管、PVC管等都是可行的材料，管線可設(shè)置為直線或曲線形式。水平定向鉆進技術(shù)的優(yōu)勢在于施工中擾動性小、效率高、成本低等。根據(jù)市政給水管道的施工要求，該技術(shù)在應用中主要分為兩個階段：（1）鉆進導向孔。結(jié)合管線分布情況，盡可能將其設(shè)置在相同導向孔中，避免導向孔數(shù)量過多的情況。（2）對導向孔執(zhí)行擴孔操作。此舉目的在于將管材拖回到導向孔中，從而順利穿線。

（1）導向孔施工。鉆機是鉆進的主要設(shè)備，在正式施工前要做好相關(guān)準備工作，如勘查穿線路徑，明確沿線的施工情況，確保施工區(qū)域內(nèi)未分布其他管線等，隨后依據(jù)設(shè)計規(guī)范施工作業(yè)。經(jīng)過勘察，有助于分析穿線路徑的合適與否，并根據(jù)實際情況選擇鉆進工具。加強現(xiàn)場檢查，每根鉆桿鉆完后，都要檢查鉆頭的位置，若與設(shè)計要求之間存在偏差則要及時校正，基于此方式反復施工，最終完成全線的鉆進作業(yè)。

（2）預擴孔與回拖管線。給水管道工程中因城市發(fā)展要求、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境等方面的不同，所使用的管道規(guī)格也各不相同，若直徑達到20cm及以上，此時若選擇小型鉆機需采取預擴孔處理措施；若該值超過35cm，盡管使用大型鉆機，但依然要執(zhí)行預擴孔操作。在進行預擴孔時需綜合考慮地質(zhì)條件、設(shè)備性能等方面的內(nèi)容，從而確定合適的預擴孔工藝，確保孔數(shù)、直徑等。管線回拖過程中，必須連接待處理的管線，使其能夠與擴孔工具形成穩(wěn)定的連接關(guān)系。回拖過程中，鉆機轉(zhuǎn)盤是重要的設(shè)備，其提供驅(qū)動力并使得鉆桿發(fā)生后退動作，從而將管線有效回拖。此外，管線擴孔中含有大量的泥漿，此情況下管線為懸浮狀態(tài)，可有效減少回拖阻力，并減輕管線腐蝕程度。

3.3 管道在線修復翻新工藝

在進行此項工作時，先選用一根PE管，PE管的直徑應該小于原有管道的管徑，將此PE管推入原有管道內(nèi)，具體如圖1所示。為了減少推入時的阻力，可以在內(nèi)襯管的最前端安裝圓錐形的擴管頭，同時圓錐形的擴管頭前方要增加一根用來牽引的繩子，將此繩與卷揚機連接在一起。為確保PE管在進入管道時免受損害，需在原有管道的端部安裝保護圈。PE管道內(nèi)嵌完畢，一定要對PE管道進行加固，可以在原有管道和內(nèi)嵌的PE管道的縫隙內(nèi)灌入水泥砂漿，以此來固定管道。為減少PE管裝入時間，可以先將PE管與熔焊機焊接完善，對小管徑的PE管道也可以安裝上管道盤輪，如此一來，便可以大大提高安裝的效率[3]。在拉入內(nèi)襯管道時，一次性可以拉入幾百米，為了增加拉入管道的距離，可以在分支管、消火栓或其他需要的地方開挖工作坑，在PE管道上適當開口接入支管。

圖1 管道在線修復

3.4 在線管道更新工藝

如果原有管道在施工過程中出現(xiàn)了破碎，如水泥制成的管道、老化非常嚴重的管道，在選擇新管道時，管道的口徑要大于原有管道的口徑。具體施工時應該將破碎的管道部位放到舊的管道里面，利用卷揚機等設(shè)備將舊管進行破碎，在破碎的設(shè)備后面連接一個擴管頭。且這個擴管頭的直徑一定要比原有的管徑大，一邊將已經(jīng)破碎的舊管直接壓到管周的土壤里面，一邊將內(nèi)附的PE管推入到原有的管位，具體如圖2所示。

圖2 在線管道更新

4 市政工程給水管道非開挖施工的注意事項

（1）方法與設(shè)備的選擇。給水管道施工的順利進行必須得到合適方法的引導，其應與現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境相適應，機械設(shè)備也要具有優(yōu)良的性能。若現(xiàn)場為軟基黏土地質(zhì)，則擠壓沖擊掘進的方式比較合適；若為砂質(zhì)粉土，宜優(yōu)先采用水沖式頂管機，在其支持下高效施工。

（2）若為水平導向鉆進法，其存在諸多技術(shù)要點，具體體現(xiàn)在如下方面：需選擇剛性連接管，如鋼管、PVC管等；在正式施工前需要選擇平整的地面完成管道的連接作業(yè)，曲線段應注重對角度的控制，單次鉆進長度≤800m；配置導向定位系統(tǒng)，在其支持下精準測量，明確地層的復雜情況，在此基礎(chǔ)上選擇合適的處理措施。

5 結(jié)束語

綜上所述，市政給水管道是城市持續(xù)發(fā)展中必不可少的一類基礎(chǔ)設(shè)施，由于城市施工環(huán)境的特殊性，易對市民的正常生產(chǎn)、生活造成干擾，以何種方式完成施工作業(yè)尤為關(guān)鍵。文章引入了非開挖技術(shù)，闡述其基本優(yōu)勢，再對該技術(shù)體系中的細分方法展開針對性分析，總結(jié)施工中的技術(shù)要點，以期給市政給水管道施工提供參考，助力城市的發(fā)展。