研究非開挖技術在市政給排水工程中的應用

胡星

錦州城市供水工程建設有限公司 遼寧錦州 121000

非開挖技術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的管線施工技術，在給排水工程中，通過將內襯件安置在現有管道內，將內襯件作為主要基礎，進而實施管道維修和施工。

1 非開挖技術的分類

1.1 定向鉆施工法

是指通過傳統挖掘和推進的方式無法進入工作區，或者作業人員因為體型限制等無法到達工作區，必須使用機器來進行挖掘鉆探、泥土殘渣清理及控制方向，并同時在鉆孔后將各種管線埋入地下的施工形式。其工作原理是先利用鉆頭噴射高壓水柱松土，鉆桿旋轉跟進。當前作業中采用的高科技鉆頭可直接擊碎直徑在300mm以下的石塊，鉆桿也可在33m的彎曲半徑內全方位調整行進方向。采用該方法鉆孔后輔助拉管方式鋪設管道，更多用于小直徑管線的鋪設，靈活性更高，且不需要工人進入危險作業區，有效保障工人安全。

1.2 頂管施工法

指在地下作業區中，利用頂進設備的頂力克服管道和土壤之間產生的摩擦力將管道頂進前端土壤中，并將管道中的土壤利用人工或者機械方式挖出，一節管道被頂入土壤中后繼續下一節管道頂進，直到把所有管道從工作坑中推進到接收坑內。這種方法更多地用于鋪設中小口徑管道，管道基本為鋼管或鋼筋混凝土管道。頂管施工法又可細分為對頂法、后頂法、對拉法等，可在地下工程施工中根據工程的要求、特點、相關規程等實際情況采取不同的頂管施工方法。這種方式能大幅減少土方產生，并且節約施工場地，特別在鋪設穿越建筑物的管線時，頂管施工法更為有利[1]。

1.3 盾構施工法

是指利用盾構機進行地下挖掘，在護盾的保護下進行襯砌和掘進工作，進而構建成隧道的施工方式，由穩定開挖面、盾構機掘進和襯砌三個環節構成，主要用在隧道的建設中。盾構施工法的進行主要靠旋轉推進刀盤，通過盤形滾刀擊破巖石使得一次性建成隧道的施工方式。雖然問世時間不長，但在國內外都取得了不小的成效，也因為其高效、安全的特點，被廣泛應用在交通水利采礦等行業中。

2 非開挖技術在鋪設管道中的技術要點

2.1 設計導向孔軌跡

擴孔拉管的母線是導向孔，最終會成為管線孔。重力管對坡度、深度、角度的要求非常嚴格，允許存在的偏差小，施工難度大。因此對于鋪設給排水管道時導向孔的設計既要考慮土質情況，又要結合施工現場實際操作，確保管線鉆入土層時有較小角度。

2.2 選用管材

根據設計思路和方案選擇HDPE管，這是一種通過高密度聚乙烯制作的管材，具有較好的經濟性，具體有以下幾種優點：用電熔方式完成聚乙烯管道之間的連接，接頭強度甚至比管道本體強度大，更耐拖拉；聚乙烯能在-60℃至60℃溫度內安全使用，低溫脆化程度低，冬季施工時不會因為溫度問題發生管道破裂情況；HDPE管道能承受多種化學腐蝕，不會因為土壤中存在化學介質對管道進行侵蝕，并且不導電，不利于真菌和藻類的生長，不會因為長時間使用發生腐爛、導電或者生銹現象；根據實驗表明，HDPE管的耐磨性更強，是鋼管的4倍之多，且管道內壁光滑，水流阻力小，加長了管道的使用壽命；和傳統鋼管或者混凝土管道相比，HDPE管道重量更輕，更方便搬運和安裝，降低了對設備和人力的要求，大幅度降低安裝成本[2]。

2.3 配置泥漿

泥漿選用膨潤土泥漿混以少量聚合物而成，聚合物和膨潤土與泥漿質量的比約為1：50，采用該比例配置的泥漿擁有良好的造壁性能，大幅提升潤滑性能，并且沒有發生或塌陷的現象。

3 非開挖技術的優勢

3.1 節約成本

傳統給排水工程的施工方式一般選用開槽埋管施工法，從費用方面考慮，傳統施工方式的弊端是不僅要考慮施工中的管道鋪設費用，還要將施工中涉及的機械損耗費用、道路修復費用、園林恢復費用和建筑還原費用都納入施工成本中，得不償失，非開挖技術能獲得的經濟效益明顯遠高于開槽埋管技術。

3.2 簡化流程

給水工程施工流程為現場測量—引入管道—水平干管-立管—支管—接器具支管，排水系統較給水系統更為復雜，在施工中會大量使用大口徑鋼管，填埋深度較大，為了穩固管道，地基會用碎石或混凝土代替自然地基，因為管道口徑大、埋管深度大，挖開土層后會對其進行支護處理。如果達不到地下水的水位，還要再增加降排水工作，使得給排水工程的施工程序更為繁瑣。非開挖技術雖不能完全省略以上施工程序，但特定情況下能減少支護處理工作，優化施工流程，大幅提升給排水工程的施工效率。

3.3 節省施工時間

通過傳統挖槽技術實施給排水工程施工時，施工環節較多，開挖范圍大，很容易對其他地下建筑造成破壞，且作業量大，施工周期長。給排水管道一般鋪設在道路下方，采用傳統作業方式必定要大范圍的封閉道路，影響交通。若是實施對管道的搶修工作，若定點錯誤，更會浪費大量人力物力。非開挖技術的應用大幅降低了以上事件發生的概率，更有效地節省施工周期，最大程度減小對市民的影響。

4 結語

隨著我國基礎建設經驗的積累，非開挖技術在應用中的眾多優勢取得了業內的廣泛認可，隨著現代社會對環保意識重視程度的增加，各個地區都出臺了不同的限制施工開挖的法律規定，帶動了非開挖技術的高速發展。在市政工程的給排水工作中，合理采用非開挖技術，其不僅能減少路面開挖范圍，保證路面的正常使用，且能大幅節省施工成本和費用，降低施工工程量，增強管道置換效率等。非開挖技術的應用對城市建設起到了良好積極的作用，對城市發展及保護環境具有重要意義。