非開挖技術在給排水工程中的應用

徐佳佳 徐 斌

Engineering technique 工程技術

非開挖技術在給排水工程中的應用

徐佳佳 徐 斌

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司 430000）

非開挖技術在給排水工程中具有十分重要的作用。非開挖施工能在不開挖地面的情況下鋪設管道，有效避免給排水施工操作對路面以及周圍環境的影響，并且施工成本比較低，施工安全系數高，具有良好的社會效益。本文對非開挖技術的應用優勢進行有效分析，同時分析非開挖技術應用中所存在的問題，對非開挖技術應用的要點進行研究，期望實現非開挖技術和給排水工程的高效融合。

非開挖技術；給排水工程；應用

作為基礎建設施建設，給排水管道施工對城市的綜合服務質量具有直接影響。傳統開挖施工模式對居民生活與環境等帶來很大影響，同時其工程作業量也比較龐大，綜合效益不高。基于此，對比與傳統給排水管道施工技術，非開挖技術具有十分明顯的優勢，能夠減少對周圍環境以及地表的破壞，并且施工成本低，可有效提高給排水工程的質量。

1 非開挖技術概述

1.1 工程概況

某城市郊區部位城市道路工程，工程建設長度為3.256km，其中約1.5km為原有道路改造，其余1.7km路段為新建工程。工程紅線控制寬度60m，其中機動車道采用雙向四車道設計，設計時速60km/h，占23m；其余為綠化帶、非機動車道和人行道，雨污排水工程設計重現期為1年。由于該工程所處位置為城鄉結合部，原有排水管道設計較為落后，管徑偏下，加上近些年周邊廠區建設力度加大，流動人工增多，原有道路屬于進出主城區的重要通道，不能采用封閉交通的形式進行施工。結合工程建設要求，設計“半幅施工、半幅通車”方案，為做好給排水工程施工質量控制，在原有道路改造中，采用非開挖施工技術，在確保施工工期的同時，盡量避免給周邊居民生產生活帶來較大影響。

1.2 非開挖技術的概念

非開挖技術至是在各種地下管道施工過程中，利用巖土鉆掘設備和技術，基于導向或定向鉆等形式，在入口或者出口等特定部位開挖較小面積，以此完成鋪設、更換和修復地下管道的目的。非開挖技術的應用，能夠盡量減少傳統開挖施工模式對周邊交通和構筑物的影響，具有施工速度快，綜合成本低的特征，具有良好的經濟效益和社會效益。隨著非開挖技術水平不斷提升，其在各種地下管道施工工程中得以廣泛應用，為我國市政工程建設起到了積極的促進作用。

1.3 非開挖技術的應用原理

非開挖技術在城市給排水管道施工、天然氣管道施工等工程類型中都有著較為廣泛的應用。其技術原理是先對線路進行設計，然后采用特定鉆頭設備進行掘進鉆孔，在鉆孔過程中，要做好鉆頭方向控制。在施工導向孔流程完成后，再進行擴孔處理，這是非開挖技術應用的重要階段。根據工程施工設計要求，將導向孔分步擴大至拉管要求。在進行拉管操作前，需要將埋設的管道一次焊接到位，進而完成所有施工流程。在不同的施工過程中，必須合理控制施工要點，做好施工現場質量控制和安全控制，避免出現施工不規范或者浪費現象，以此將非開挖技術的優勢充分體現出來。

2 非開挖技術的應用優勢

2.1 具有良好的社會效益

非開挖技術主要應用于出入口的小面積開挖施工中，非開挖施工可以完成可對管道敷設、更換和修復等施工操作[1]。通過運用開挖技術在一定程度上可以減少施工對周圍環境以及地表的破壞，對地表清潔起到促進作用。還有非開挖施工在進行中所產生的噪音比較小，一般不會影響到周圍居民的生活以及工作，尤其是在建筑物、人口密集的區域，具有良好的社會效益。

2.2 施工成本較低

施工工期、設備損耗等都會影響到排水管的施工成本。而非開挖施工而言，外界環境發生變化不會對其影響，在特殊天氣、地質不同的環境中都可以進行施工，所以施工進度相對比較快，有效節約施工成本。在進行非開挖施工操作中可以不考慮地表建筑的影響，省去改道、拆遷等操作，后期不用進行地表環境修復，在一定程度上減少施工成本。

2.3 施工安全系數高

城市地下管道十分復雜，除給排水管道之前，還有電力、燃氣等很多不同種類的管道。傳統的開挖施工進行地下挖掘時，若沒有提前對地下水管進行詳細調查，很可能會對原有的其他管線造成破壞，造成一些安全事故。非開挖施工是從入口處直接向下進行挖掘直到要求深度，然后在進行橫向施工，有效減少于其他管道接觸的概率，使其施工安全系統明顯提升。

3 非開挖技術應用中的問題

3.1 技術管理制度不夠規范

目前，我國非開挖技術并沒有得到較好的發展，還沒有制定科學完整的行業規范，在沒有嚴格規范的情況下以至于非開挖工程的前期設計、中期施工以及后期施工質量的檢驗和驗收等重要環節沒有依據[2]。技術管理制度不夠規范，很容易引發行業內的惡性競爭，嚴重阻礙著施工單位的發展，也無法保證項目施工的質量。與其他國家對比，我國的非開挖技術發展有些緩慢，有些發達國家已制定比較完善的技術管理規范，我國應借鑒相關國家的技術管理制度規范，以規范我國的管理制度，保證行業的健康發展。

3.2 技術應用水平有待提升

我國的非開挖技術并沒有達到理想水平，大量的材料主要是需要從國外引入，在一定程度上增加了施工成本。如果我國可以自主研發，有效掌握一部分核心技術，會有效降低工程施工成本，促進非開挖技術的發展。機械的先進程度對給排水工程有重要影響，先進的機械可為給排水管道非開挖修復工作提供有效支撐，而我國雖然擁有很多尖端設備，但是沒有充分發揮其作用[3]。只有切實提高機電一體化的實際水平，才能使機械作業達到高標準要求，并確保在復雜環境中的多種情況下順利運行，同時促進非開挖技術的發展。

3.3 工作人員技能素質有待提升

現階段，由于一部分工作人員的技能素質比較低，沒有較強的責任心，增大了給排水工程施工的難度。隨著我國城市化的快速發展，城市居住的人口數逐漸增多，舊的給排水管道由于使用年數比較長以及設計等原因，很多老城區都需要更換成新管道，需要大量的施工人員進行操作。工作人員的技能素質都會影響到施工效果，不利于給非開挖施工的進展。目前技術水平比較高的工作人員很多只是從事設計工作，實際參與施工現場的工作人員并沒有達到高水平施工要求。為有效提高材料利用率、工作效率等，需要全面提升工作人員的素質。施工人員的技能素質以及責任心是影響施工質量的關鍵因素，所以提高工作人員的技術素質刻不容緩。

4 非開挖技術應用的要點

4.1 做好前期準備

做好前期準備工作能為給排水工程中的非開挖施工技術的實際應用創造優良條件。對于前期準備工作，首先要調研施工現場環境，對施工區域的環境、氣候、地下土質等情況進行深入了解，這樣才能夠確保非開挖施工設置的合理性，進而保障工程項目的整體質量。在進行前期調研中，若發現施工區域的地下水位偏高，開挖巷道設計的比較窄，若采用開挖施工方式，那么所挖出的土沒有地方放置，最后還是需要選擇非開挖施工方式。其次，在施工開始之前，要規范選擇所使用到的管道，對排水管道、供水管道以及相關設備都要符合行業建筑標準以及項目規定要求。具體來講，要求給排水管道要具有良好的密封性以及抗壓性，同時具有一定的拉伸能力，以滿足后期拉管要求。最后，設計給排水管道拉管的導向孔跡。在實際設計中，受到重力的影響，要控制好給排水管道的深度以及拉管坡度，完成拉伸之后，給排水管道要與其他管線相集合，并且出現干擾的情況比較少。

4.2 做好鉆孔及擴孔技術控制

鉆孔和擴孔對給排水工程而言十分重要。對于導向孔鉆進施工來講，要遵守以下施工要求。第一，在鉆孔施工進行中，要求鉆孔段要盡可能保持平直，同時還對監測鉆頭的傾斜程度有一定要求。要根據項目實際要求，確定鉆進深度以及鉆頭上下左右的偏差。第二，為確保鉆頭鉆進的方向，在轉孔完成一根之后，要測量磚頭的實際位置，防止出現比較大的曲線誤差。第三，要同時進行鉆孔施工以及孔內注漿，要求要隨著地層情況的變化以及鉆進行程的變化而調整泥漿鉆進沖洗液配方[4]。回轉站進孔施工是為了保證鉆孔尺徑比排水管道尺徑大，為后期的施工創造良好條件。在進行擴孔施工時，應與實際的地質情況相符合，設計擴孔次數，要多次實施擴孔，在實際擴孔中，要監測分析擴孔階段的扭矩與回拉阻力，然后在決定何時終止擴孔實施回拖。

4.3 做好泥漿的制備和注漿

無論是在鉆孔施工階段還是在擴孔施工階段，都要采用泥漿對孔洞進行保護。從泥漿的作用上來分析，主要表現在以下幾個方面：第一，化學泥漿可以在孔的周圍形成泥餅，有效防止出現塌方的情況。第二，泥漿在鉆孔和擴孔中能夠起到良好的潤滑作用，有效減少鉆桿和鉆頭工作時之間的阻力。第三，在鉆頭前噴射泥漿可以對土層進行切割，進而保障鉆進的速度。在實際的配漿和注漿中，要重視以下層面的控制：一方面，要選擇優質具有一定潮性的土壤，同時要控制好泥漿、膨潤土以及聚合物的比例，以保證泥漿的支撐能力[5]。要注意漿料灌中的漿料，要先對其進行壓制，然后在進行攪拌。另一方面，在實際灌漿中，要控制好灌漿的壓力，對灌漿壓力的要求是不小于管體的上部壓力和靜土壓力。在實際灌漿壓力調節過程中，不僅要考慮到地下水位的情況，而且還要考慮到地面變形的情況，使注漿效果與孔洞的穩定性相統一。此外，在管道連接完成之后，要更換觸變泥壓孔外部的泥漿，防止后期管道出現沉降的問題。

4.4 做好拉管施工技術控制

作為非開挖拉管施工的關鍵環節，拉管施工對給排水管道工程的整體質量影響十分重大。某城市的安全飲水和生活排污項目的建設過程中，在完成擴孔之后，施工人員運用拉管接頭將鉆桿和被拉管相連接，然后在啟動鉆機拉管。實際拉管技術相關要點主要包括以下幾個方面，第一，采用兩種方式連接拉管頭和待鋪管線。對于鋼管來講，采用焊接的方式進行連接，而塑料管要采用夾管裝置密封連接。第二，對于一孔多管的情況，要均衡布置拉管頭，防止各管道相互影響，同時考慮到泥漿回流的問題，確保泥漿可以均勻的回流到多管的空隙中。第三，在鋪管完成之后，扭轉出入土的統一管，確保垂直面的偏差在合理范圍之內。第四，在拉管過程中，對拉管的牽引力有一定要求，不得超出管材的允許拉力。

4.5 強化導管施工管理

目前，我國的非開挖技術還不夠成熟，只是一味的借鑒國外的非開挖技術，并沒有加上自己獨特的理解，也沒有把附近實際環境的情況考慮進來，以至于在實際管道施工中有一系列問題存在，造成很多人力、物力資源的浪費。所以在引進國外非開挖技術的同時，還要根據自身的實際情況進行改良，不能搬來直接使用，要有效解決實際問題。不同地區的給排水管道施工情況存在很大差異，只有有效掌握非開挖施工的核心技術，強化導管施工管理，才能切實提高施工質量。所以，施工單位要創新非開挖施工技術，重視導管施工管理，以便適應于不同的施工要求。另外還要結合實際施工情況，強化施工管理以及改良技術，從而更好地為當地給排水管道的高質量施工提供保障。

5 結束語

作為一種不需要挖地面就可以從地下穿越而實現管道鋪設的技術，非開挖技術在給排水管道項目建設中作用十分突出的優勢。目前，我國非開挖技術是實際應用中還存在一些問題，比如技術管理制度不夠規范、技術應用水平有待提升、工作人員技能素質有待提升等問題，所以要規范管理制度，提升非開挖技術的實際應用水平，提升工作人員技術素質，全面提升非開挖技術在給排水工程中的實際作用。另外，還要注意非開挖技術應用的要點，要做好前期準備、做好鉆孔及擴孔技術控制、做好泥漿的制備和注漿、做好拉管施工技術控制等，實現非開挖技術和給排水工程的高效融合，進而提升給排水工程的建設質量。

[1]趙偉.淺談市政給排水施工中的非開挖頂管施工技術[J].四川水泥,2020(05):255.

[2]梁霞.非開挖修復技術在城市給排水管網建設中的應用[J].工程技術研究,2020,5(04):106-107.

[3]李曉菲.城市道路給排水施工非開挖技術的應用分析[J].城市建設理論研究(電子版),2018(30):105.

[4]趙忠.論非開挖技術在城市給排水管道施工中的應用[J].科學技術創新,2018(02):143-144.

[5]汪高峰,郝華文.市政排水工程中的非開挖技術運用及其注意事項[J].四川水泥,2017(11):132.

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