關于市政排水工程中的非開挖技術應用探究

劉穎

摘要：排水管道常年處于高水位中，受軟土層不均勻沉降的影響，管道常發生大面積損壞的現象。以往一般都是采用傳統的開槽埋管修理技術，不但耗費了時間和人力、成本又高，而且還要封閉道路，對城市交通和環境造成嚴重的影響。近年來，由于受交通條件的制約，采用非開挖技術搶修沉管倍受青睞。

關鍵詞：市政排水工程;非開挖技術;應用

1非開挖技術概述

在市政排水工程中必須因地制宜，充分利用非開挖技術的各種優點，克服缺點，綜合考慮各因素，如此才能很好地利用。國外利用非開挖技術鋪設地下管線已有百余年歷史，我國的非開挖鋪管技術發展起步相對較晚，1978年首次引進水平螺旋鉆，1985年引進了首臺HDD鉆機及氣動矛、夯管錘。1990年以后，我國開始自主研發HDD鉆機及氣動矛、夯管錘，并在市政工程中大力推廣應用。近年來，由于受交通條件的制約，以及新材料、新工藝的引進，我國非開挖技術也有了飛速發展。非開挖施工方法很多，目前仍在不斷增加，按其用途可分為管線鋪設、管線更換和管線修復三大類：1）管線鋪設：根據施工的管徑分2類：管徑>900mm的可進入管線鋪設方法：頂管施工法、隧道施工法等;管徑<900mm的不進入管線鋪設方法主要有：水平鉆進法、水平定向鉆進法、沖擊矛法、夯管法、水平螺旋鉆進法等。2）管線更換：有吃管法、爆管法等。3）管線修復：有內襯法和局部修復兩種。

2非開挖技術在市政管網工程中的應用

2.1做好地質勘查。市政排水項目施工以前，要做好地質勘探工作，全面記錄施工場地的水文、地質等信息，研究非開挖工藝技術是不是適用在該種地質條件下，尤其是管道走向與出人土坑牽引狀況下，為非開挖頂管作業做好準備工作，針對部分軟土土層很廣泛的區域，還應清理施工現場，保證后續非開挖操作質量。

2.2檢查管材。市政排水工程施工過程中，主要采用PE管材或者HDPE管，仔細檢查管材的質量合格證、出廠證等，確保非開挖施工質量。HDPE管具有良好的抗刮痕、抗拉和韌性，為了保障管材連接質量，可以采用熱熔對接法或者電熔連接法，搭接管材，搭接過程中應注意以下幾點：其一，檢查管材表面是否干凈清潔;其二，連接固定是否緊密;其三，焊接操作過程中時間和電流是否正確;其四，管材焊接結束后是否取下緊箍件。

2.3導向孔設計。根據施工現場的地貌、地質和地下管線情況，設計出拖管路線圖及斷面圖，同時按照設計規范要求，考慮以下因素：1）滿足規范要求的最小曲率半徑，即R=1200D=360m，因本工程穿越地層主要是流沙，地層情況復雜，成孔性、穩定性差，因此為減小管道彎曲應力，特將管道彎曲半徑增加到R=1500D=450m。2）滿足穿越道路的安全規范要求;規范要求穿越道路應保持在道路下5m，該工程管道覆土在5～7m，滿足施工規范要求。

2.4配制泥漿。泥漿的制備需要結合具體的現場地質條件進行，提前應對泥漿的性能參數進行確定，然后依據性能參數再確定泥漿，添加劑和水是泥漿的主要組成部分。其中水灰比是重要的攪拌參數，在一般地質條件下，水灰比往往以1：2為宜。土壤沉降系數越高則需要適當的降低水灰比來形成更大的承載力。

2.5擴孔。應當控制好泥漿的各項性能參數再進行擴孔，并對其進行經常性的檢查。地質變化是擴孔時需要多加注意的一個問題，不同地質條件對于鉆進的參數也要進行隨時的調整，土質的不同，鉆孔的速度也應有所區別。擴孔應當采取多次和多級的方式進行，這樣有利于清孔工作的進行。

2.6回拖管材。回拖管材需等到管材焊接結束并冷卻之后進行，在進行管道回拖時，應嚴格按照施工設計要求實施，對孔內情況進行密切關注，同時還要保證合適的鉆機扭矩和相應的回拖力，對管材進行回拖施工時忌諱用力過猛現象發生，應在最大程度上保持回拖管材的平穩性，并且面對成型的孔洞時，應一次性拖入管材，避免施工過程中的停頓現象發生，可以合理的加快對管材的回拖工作。

2.7管線軌跡設計。與其他類型的管道相比，排水管道是重力流的特點要求在管線設計的過程中，不能出現逆坡或標高誤差過大等情況。為保證管線的軌跡設計的精準，可以從下面幾個方面進行把控：首先進行管道設計時，要對牽引實施的可行性進行全面仔細的分析;第二設置工作坑須根據具體的施工情況進行合理的設置和安排，以提高入土角和標高的精確程度;第三加強測定頻率，對管道深度進行精確的換算;最后是要最大程度的降低測定干擾，施工時間要選擇上方道路行人、車輛通行量較少的時段進行。

2.8成孔控制。和其它類型管相比，重力流排水管在很多方面都存在不同，使得市政排水工程施工難度較大，排水管的直線段應保持一定坡度，盡量避免設置曲線段。為了解決市政排水工程施工難點，結合施工現場的實際情況，挖出工作井適量的土，遵循小入出土角和設計坡度要求，嚴格出入土點，確保非開挖施工成孔質量。

2.9預防沉降。市政排水項目施工過程中，使用非開挖技術，由于受異常地質、回擴頭性能等因素的干擾，導致水管外側產生縫隙，尤其是在埋深很淺或是大管徑方面，極易產生沉降坍塌現象。為有效防范非開挖施工下沉，針對一些關鍵道路的地下管路，要加大管理與控制力度，采用非開挖工藝技術時，穿越道路工程時，要逐次開展擴管施工，盡可能避免擾動及形變情況。

3非開挖技術在市政給排水方面應用的展望

非開挖技術對市政給排水管網的建設及更修來說，擁有千載難逢的大好機遇。（1）高速發展的基礎設施建設需求為非開挖技術開拓了廣闊的市場。（2）管道修復技術的“黃金季節”即將到來。自我國成立以逾半個多世紀，建國以后修建的市政給排水管網也基本到了老齡期，需要修復和更換，但是工作量很大，估計在今后20年中，市政給排水管網非開挖管道的更換和修復技術在我國將會具有廣闊的市場前景，并逐步占領開挖管道鋪設技術目前在我國的市場主導地位。（3）市政管線埋深的增加和勞動力成本的提高將加快非開挖技術的推廣應用。目前，大城市道路兩側的市政管網已非常密集，新鋪設管線的埋深加大是避開現有的管網系統的必然結果，從而為非開挖技術提供了明挖施工難以抗衡的技術市場。（4）環保要求和社會公眾意識將促進非開挖技術的應用。隨著環保意識的逐漸加強，開挖道路進行市政給排水管網的施工導致的環境污染問題、交通問題和社會問題已越來越受到人們的關注，市政管理部門限制開挖道路鋪管的法規也陸續出臺，對非開挖技術的推廣無疑將會產生極大的推動作用。

4結束語

總之，在日益注重環保的今天，將城市相關基礎設施建造于地下，己成為城市建設發展的必然趨勢，而首當其沖的是城市各類管網的地下化和城市交通的立體化，因此，非開挖技術發展前景廣闊。

參考文獻：

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（作者單位：天津市排水管理處第五排水管理所）