非開挖施工技術(shù)在市政管道施工中的應用

劉佳林 宋聰 韓毅

（中國石油管道局工程有限工地第四分公司，河北 廊坊 065000）

引言

我國整體經(jīng)濟建設最近幾年發(fā)展非常迅速，使得我國提前進入現(xiàn)代化科學技術(shù)發(fā)展階段，加速我國基礎(chǔ)建設的不斷完善。非開挖施工技術(shù)具有效益優(yōu)良、適用范圍廣、實用性強等特點，主要是在不挖掘或者是只挖掘少量作業(yè)坑的前提下對管道展開修復、更換、鋪設等施工作業(yè)。非開挖施工技術(shù)優(yōu)勢眾多，例如效率高、成本適中、對環(huán)境危害較小、不會給城市正常交通造成影響，并且能夠為管道施工的整體質(zhì)量提供有力保障，值得進行推廣。

一、非開挖技術(shù)的概念

非開挖技術(shù)是指在不挖開地面或在極小程度破壞地表的情況下，利用多種巖土鉆掘設備和檢測設備，通過定向、定點鉆探的方式全程實行地下作業(yè)的管線施工技術(shù)，在給排水工程中，通過將內(nèi)襯件安置在現(xiàn)有管道內(nèi)，將內(nèi)襯件作為主要基礎(chǔ)，進而實施管道維修和施工。非開挖技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀七八十年代，傳入我國后，受當時技術(shù)水平和工作概念的限制，并沒有被廣泛運用，主要在一些施工要求嚴格的部位使用。因為其施工方式對周圍環(huán)境影響小，不阻礙交通，施工效率高，也不會破壞植被，不影響居民的正常生活，所以現(xiàn)在被廣泛地應用在市政工程中，包括給排水、電力、燃氣和通信等，還能用于文物和古建設的保護和維修，具有非常高的社會經(jīng)濟價值。

二、非開挖施工技術(shù)存在的不足

（一）地下資料缺失易造成安全事故。特別在中小城市，由于城市地下管網(wǎng)資料保管不健全，在進行非開挖施工時，施工單位如盲目施工，易造成其他管道損壞，常有漏水、斷氣等事故發(fā)生，個別工程還會造成重大泄漏事故和安全事故。

（二）施工隊伍缺乏應有的資質(zhì)和人員培訓。在中小城市，非開挖施工技術(shù)的管理還是空白，小型的施工隊伍基本上都是臨時拼湊，施工隊的組成主要是普通工人，沒有進行正規(guī)的培訓和教育，施工隊伍無資質(zhì)，施工作業(yè)流程僅憑經(jīng)驗，沒有統(tǒng)一的管理和監(jiān)督。3.工程施工缺乏有效監(jiān)督，質(zhì)量難以保證。因為非開挖施工技術(shù)的引進在配套的監(jiān)理、監(jiān)督方面還缺乏相應的技術(shù)管理人員，施工過程難以進行監(jiān)管，以收費代管理的現(xiàn)象依然存在。因此，管道非開挖施工，工作坑回填，管道注漿等都存在著管理漏洞，工程施工過后，道路病害逐漸顯現(xiàn)。

三、非開挖施工技術(shù)在市政管道施工中的應用

（一）確定施工方案

施工企業(yè)要在施工前確定施工方案，這樣才能為施工人員的工作開展提供支持，確保施工的有效性與可靠性。在施工過程中，需要結(jié)合施工區(qū)域及隧道的實際情況，做好非開挖施工工作，避免發(fā)生安全事故。在開挖洞身期間，要有先后順序，先開挖中導洞，再開挖左右主洞。主洞開挖也有一定順序與方法，確保開挖的可靠性與安全性。開挖掘進會應用到機械設備，工作人員需對機械設備進行仔細檢查，確保符合要求再投入使用。

（二）注重施工質(zhì)量和安全

非開挖施工階段首先要注重安全教育和全局安全工作的開展，質(zhì)量安全和施工過程中的人員安全是整個施工的核心。因此需要不斷強化規(guī)范施工等方面的教育，不僅使員工意識到施工規(guī)范性是安全的保障，同時規(guī)范化的施工能夠進一步促進施工質(zhì)量的提升。此外，施工階段需要對設計方案進行技術(shù)交底，應注重相關(guān)交底工作多方面進行，比如，對質(zhì)量、相關(guān)環(huán)節(jié)的配合以及施工記錄和標準文件等多個方面均要開展交底工作。除此以外，施工階段材料的選取、采購等多個環(huán)節(jié)就要做到大量數(shù)據(jù)的分析和參考。對于設備的配合運轉(zhuǎn)以及安裝工藝的具體實施，應加強控制和管理，對工程的整體以及相應隱蔽區(qū)域均進行全面的查收。

（三）牽管施工技術(shù)

目前牽管技術(shù)在多個國家和多個行業(yè)都獲得了廣泛的應用，特別是在市政管網(wǎng)改擴建項目中得到了極佳的應用效果。其施工流程是利用計算機控制進行導向與探測，導向孔根據(jù)設計曲線鉆進，曲率半徑應大于管徑的1500倍，之后再擴大該導向孔，由此完成管線穿越的整個施工過程。牽管施工作為一項非開挖地下管道的施工技術(shù)，與頂管法相比，牽管施工更適用于口徑較小的管道施工。這主要是因為口徑小的管道具備整體軸向抗彎慣性矩比較小，應用牽管方式可以更好地對口徑較小、距離較長的管道進行施工，而使用頂管法極易發(fā)生壓縮失穩(wěn)的問題。

（四）強化方案審批，從嚴監(jiān)管施工隊伍

在施工隊伍選擇上進行公開招投標，選擇施工經(jīng)驗豐富，施工技術(shù)先進的專業(yè)隊伍進行施工，杜絕小包工隊無證上崗、違規(guī)操作。在非開挖大口徑水泥管項管施工中，首先，要對施工方案進行論證，進行前期風險評估。其次，要加強對施工隊伍的監(jiān)管力度，安排有經(jīng)驗的監(jiān)理隊伍嚴格按照施工規(guī)程進行全過程監(jiān)督。同時，強制施工單位繳納履約風險金，一旦出現(xiàn)違規(guī)操作，就要進行經(jīng)濟處罰并強制其返工整改。

（五）非開挖施工

在會拉擴孔施工結(jié)束之后，需要盡快實施拉管施工。在形成孔洞之前，要先做好管道焊接工作，還要做好拉管頭制作、管道封口等工作。在管道焊接方面，要根據(jù)預定長度進行焊接。非開挖施工之前，需要制作錐形鐵頭，在管道、鉆桿的連接中應用。不僅如此，為了避免泥漿進入管道，還要做好管頭的封堵。如果沒有嚴密的封堵管頭，泥漿流入不僅會造成工程量增加，還會增加清理泥漿的施工成本。在清孔鉆頭出土之后，要做好人員組織工作，為拉回施工做好準備。實際施工的過程中，要確保穩(wěn)定迅速，對拉回壓力表、水壓表等儀表的變化進行觀察，出現(xiàn)問題要及時采取有效的處理措施。在這個過程中，壓力表數(shù)值會發(fā)生劇烈變化，屬于正常情況，不必停止施工。

（六）頂管法

在管道施工中使用最多的是密封機械式頂管施工方式，具體有兩種施工方式，一種是泥水平衡式，另一種是土壓平衡式。頂管施工選取的施工管材是鋼筋混凝土管、鋼管以及玻璃鋼砂管等，其中鋼筋混凝土管在頂管施工中的應用最為普遍。近年來，隨著我國城市化進程的不斷加快，城市建設的規(guī)模越來越大，市政管道施工也隨之出現(xiàn)了很多問題與缺陷，因此很多施工企業(yè)選擇頂管法進行實踐施工，且該技術(shù)的應用效果良好，因此得到了廣泛應用。頂管法施工的優(yōu)勢主要有以下幾點：控制精度高；可以在極深的地下鋪設管道；不需要阻斷交通；能穿越障礙物；施工所產(chǎn)生的噪聲較小；對施工現(xiàn)場周邊區(qū)域造成的影響小；可以安全地穿越公路、鐵路；在城市中施工時，倘若地下水較為稀缺，或者管道埋深較淺，其經(jīng)濟性更好。不過該方式也并非全是優(yōu)點，其缺點是要求工作井的深度要大，還要求地下管線曲率半徑要大，如果中繼站發(fā)生異常情況，那么需要用全氣壓來頂進。在運用頂管法施工技術(shù)時，需要事先在管道的一端提前挖好工作坑，挖好之后在坑里安裝導軌，一般情況下都是把導軌安裝在木基礎(chǔ)或者混凝土基礎(chǔ)上，然后在導軌上設置管筒。除此之外，還要對頂管施工展開系統(tǒng)精確的測量工作，把握好管底高程、坡度和管道頂進中線的方向。施工時，要將一口已施工完畢的工作井當作出發(fā)點，并使用液壓千斤頂為頂進供應水平推力，從預留置的洞口處將預制鋼筋混凝土管一節(jié)一節(jié)地跟隨工具管向土層推進，并且要不斷挖掘管內(nèi)的泥土，直到工具管頂進前方已經(jīng)預先完工的接受井。如果市政管道施工是在城區(qū)內(nèi)距離較長且較為復雜的區(qū)域，那么除了頂管法施工技術(shù)，還應當加設一些輔助措施，例如使用激光糾偏、氣壓頂進、泥漿套潤滑、中繼站等措施。此外，在確定工作井的位置時，一定要全面考慮管道沿線路段的地質(zhì)情況，當頂管長度達到一定量時，應盡量減少工作井的數(shù)目。同時要最大限度地將工作井設置在頂管中部，讓工作井在施工時能夠同時向左右兩個方向進行頂管。

結(jié)語

總而言之，非開挖施工技術(shù)具備先進性、科學性，其適用范圍廣、適用性強、效益好，在市政管道工程施工中得到了廣泛應用，對提升城市基礎(chǔ)建設質(zhì)量和保護城市環(huán)境都具有重要的現(xiàn)實意義。