市政給排水工程非開挖拉管施工技術(shù)探討

王慶

【摘 要】本文通過對工程實際案例，對非開挖拉管施工技術(shù)在市政給排水管道施工中的特點進行分析，并針對施工過程中的注意事項進行了重點措施應(yīng)用探討，為廣大市政給排水施工人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】市政給排水工程;非開挖;拉管施工技術(shù)

一、非開挖拉管施工技術(shù)的概念及發(fā)展進程

非開挖拉管施工技術(shù)，是指采用巖土鉆掘手段，在地表不挖槽的情況下，鋪設(shè)、修復(fù)和更換地下管線的施工技術(shù)。非開挖拉管技術(shù)可用來鋪設(shè)直徑40mm至2500mm的各種地下管線，這種施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于市政給排水工程、石油天然氣管道、電力及通信管網(wǎng)等各類地下管線施工。由于其施工工藝對地面設(shè)施的破壞較小，可以穿越公路、河流、鐵路以及重要的建筑物等不宜進行挖掘施工的地區(qū)，是一種管線鋪設(shè)、修復(fù)、改造的新技術(shù)。該項技術(shù)與傳統(tǒng)的挖槽埋管法相比，具有施工精度高、施工周期短、投入成本低、不破壞環(huán)境、不影響交通等顯著優(yōu)點。

而在市政工程領(lǐng)域，給排水工程的施工中，采用非開挖拉管技術(shù)進行施工，敷設(shè)大口徑的截污管引至污水廠治理的方案，投資最低、效果最佳，而且已經(jīng)廣泛應(yīng)用，積累了大量的實踐經(jīng)驗。比如上海合流污水、蘇州河治理、北京清河污水干線等均采用了非開挖拉管施工技術(shù)。而在西安、廣州、杭州、福州、武漢等地都有機械化頂管施工的實例。在嘉興、海寧、桐鄉(xiāng)等地也都有采用較小的管徑Φ1500進行非開挖拉管市政給排水施工的成功案例。

二、非開挖拉管技術(shù)的分類及應(yīng)用特點

隨著非開挖拉管施工技術(shù)的發(fā)展，大量現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)備及手段已經(jīng)充分運用到施工中，既增加了施工的精度，也突破了原有的技術(shù)屏障。特別是隨著導(dǎo)航定位精度的提高、施工設(shè)備能力的增強以及新型納米管材技術(shù)的研發(fā)，非開挖拉管施工技術(shù)已經(jīng)由初期的單孔單管線、短距離細管道、單一鋼管鋪設(shè)發(fā)展到單孔多管線、長距離粗管道的各種管材的鋪設(shè)。

根據(jù)其工程實際情況采用不同的技術(shù)進行施工。其中鋪設(shè)新管線一般采用的施工技術(shù)有：推擠頂進鋪管法、微型隧道鋪管法、盾構(gòu)法和頂管法、導(dǎo)向鉆進法鋪管法、定向鉆進鋪管法、氣動矛鋪管法、夯管錘鋪管法、螺旋鉆進鋪管法。而修復(fù)舊管線的施工技術(shù)一般有：滑動內(nèi)插法、變形再生法、原位固化法、原位換管法、局部修復(fù)法。

主要非開挖拉管技術(shù)優(yōu)劣勢比較

三、非開挖拉管施工技術(shù)措施要點

1、施工前做好前期調(diào)研以及施工準備工作

在給排水工程采用非開挖拉管施工技術(shù)實施之前，需要對施工場地周圍環(huán)境進行全面的前期調(diào)研，不僅要了解清楚管線通過區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，還要掌握其地表和地下水分布情況。只有充分的了解地質(zhì)情況，才能針對項目設(shè)計合理的管線穿線路徑以及進出洞口的位置。只有這樣才能既滿足給排水工程非開挖拉管施工的技術(shù)要求，也能保證對地上設(shè)施及附屬建筑物的影響降到最低。

前期調(diào)研及收資工作內(nèi)容一般包括以下幾個方面：①探查管線施工區(qū)域的地下管網(wǎng)布置情況。在資料收集時，要特別注意非公開的地下管網(wǎng)的資料收集，比如國防通信光纜等，給排水工程的施工要求必須滿足相應(yīng)的國防要求。②地質(zhì)勘察，主要對預(yù)計施工管線路徑位置的地質(zhì)情況進行勘察③地面建筑物及障礙物調(diào)查。

2、根據(jù)拉管施工技術(shù)要點安排合理的施工方案

在市政給排水工程施工中，由于其管道材料及使用情況的不同，必須根據(jù)其工程實際情況及拉管施工技術(shù)要點編制合理的施工方案。這其中包括導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計、管材選用、水泥砂漿配置等。①由于排水管道的應(yīng)用不同，在編制拉管施工方案時候，導(dǎo)向孔軌跡的設(shè)計的深度、坡度允許誤差均有較嚴格的要求。由于必須滿足非開挖的需要，因此管線設(shè)計要考慮通過區(qū)域路徑的地質(zhì)實際情況，應(yīng)選擇中性土層進行穿管，而對于軟性土層則應(yīng)采取措施加固或者灌漿。在入土角度選擇上，要考慮施工實際情況既要滿足施工的基本條件，又要確保減少對上層建筑物基礎(chǔ)的影響。②回拉力的計算及定向鉆機的選擇需要根據(jù)工程建設(shè)標準《水平定向鉆進管線鋪設(shè)工程技術(shù)規(guī)程》進行校核。③根據(jù)設(shè)計文件的要求選用適用拉管技術(shù)的管材。④泥漿的配制應(yīng)滿足施工要求，由優(yōu)質(zhì)膨潤土泥漿加少量聚合物制成，避免出現(xiàn)塌陷情況。

3、非開挖拉管施工技術(shù)要點

①嚴格軸線定位測量，并及時校正。在進行導(dǎo)向孔施工時，必須進行嚴格的軸線定位測量，使用定向鉆機水平鉆進。而在非開挖區(qū)域的地面應(yīng)采取控向儀等導(dǎo)航設(shè)備對鉆頭的方向和深度進行控制，使導(dǎo)向孔嚴格按照設(shè)計的軸線形成鋪設(shè)中心線。②隨著鉆進工程的施工，隨時調(diào)整鉆進參數(shù)。由于地質(zhì)勘探的情況并不一定可以保證100%的顯示地下巖層情況，因此在進行鉆孔施工時，鉆入段應(yīng)該輕壓慢轉(zhuǎn)，而進入平直段后則采用輕壓快轉(zhuǎn)的方式，進而保證鉆具的導(dǎo)向性和穩(wěn)定性。隨著鉆進深度和地質(zhì)巖層的變化，在突破不同的巖層帶時，應(yīng)當根據(jù)巖層情況適時調(diào)整鉆進參數(shù)，避免不同的巖層鉆進對設(shè)備造成損害。③密切監(jiān)控施工過程，留意是否有地質(zhì)突發(fā)情況，比如泥漿漏失、鉆壓突變等情況。類似于這類地質(zhì)突發(fā)情況或者鉆探設(shè)備隱患故障等情況，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)當立即停止施工，并通報施工技術(shù)人員或者地質(zhì)勘察工程師，查明突發(fā)情況的原因后并采取調(diào)整措施后，方能繼續(xù)進行施工。④在導(dǎo)向孔鉆進施工完成之后，需要對工作坑道的入土口、接受坑的出土口的作業(yè)面標高及方位進行核查，確保導(dǎo)向孔與設(shè)計軸線一致。⑤根據(jù)設(shè)計圖紙以及實際取點對導(dǎo)向孔軸線施工核查校驗確認完畢之后，將導(dǎo)向鉆頭換為回擴鉆頭，以導(dǎo)向孔為軸線進行施工回擴。在回擴過程中，應(yīng)始終保持合適的泥漿量，并對泥漿的性能參數(shù)進行不定期檢測，根據(jù)巖層及土層情況調(diào)整泥漿性能指標。比如某些地區(qū)土層為粉淤質(zhì)土，可以在泥漿混配系統(tǒng)中加入適量的TERRA等稀釋粉，起到固化洞壁、潤滑鉆桿、塑管的作用。⑥擴孔完成之后，必須根據(jù)設(shè)計圖紙對完成的擴孔孔洞進行校核，以確認其寬度及方向精度滿足管道施工的要求。在回拖管道過程中，密切注意孔內(nèi)情況，鉆機操作手應(yīng)密切注意鉆機回拖力、扭矩的變化?；赝蠎?yīng)平穩(wěn)、順利，嚴禁蠻拖。管材要一次性拖入已成形的孔洞中，中途盡量避免停頓，以減小回拖的阻力。

四、市政排水管拉管施工特殊措施

1、應(yīng)對精度要求應(yīng)采取的施工措施

由于市政排水管線需要的施工精度較一般的拉管施工技術(shù)更高，因此可以采用設(shè)置工作坑、增加監(jiān)控檢測頻率、選擇人員活動較少的夜間施工避免干擾等手段來提高施工精度。特別是在檢測及檢定管位深度、方向及巖層突破上，需要增加檢定次數(shù)，采用及時進行鉆進調(diào)整，盡量規(guī)避鉆進施工誤差。

2、應(yīng)對沉降問題應(yīng)采取的施工措施

在遇到不良土質(zhì)時，經(jīng)常會發(fā)生沉降問題，這時應(yīng)增設(shè)工作井，將原先的工作段分為幾次完成，盡可能減少土體變形。此外應(yīng)采取相應(yīng)的補救措施，利用工作井對下沉的管段或者可能下沉的管段進行灌漿加固措施。在回拖管材時，使用外側(cè)附帶灌漿管灌漿封堵的方式，可以較為有效的控制沉降問題。

五、結(jié)束語

隨著我國城市化進程的加快非開挖拉管技術(shù)越來越受到工程施工人員的青睞。通過對不同的非開挖拉管施工技術(shù)的研究，以及在不同的地下管網(wǎng)施工條件中對非開挖拉管施工技術(shù)進行應(yīng)用探索，這一先進的施工技術(shù)將在市政給排水工程施工應(yīng)用中具有較強的借鑒意義。

參考文獻：

[1]陳志成，水平導(dǎo)向鉆進非開挖鋪管技術(shù)應(yīng)用[J].市政技術(shù)，2019（23）

[2]莊迎春，合肥地區(qū)非開挖技術(shù)適應(yīng)性研究[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2020（2）

[3]姬國明，擴管技術(shù)在城市排水管網(wǎng)更新改造中的應(yīng)用[J].北京水務(wù)，201（5）