非開挖施工技術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

我國整體經濟建設最近幾年發展非常迅速，使得我國提前進入現代化科學技術發展階段，加速我國基礎建設的不斷完善。非開挖施工技術具有效益優良、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坑的前提下對管道展開修復、更換、鋪設等施工作業。非開挖施工技術優勢眾多，例如效率高、成本適中、對環境危害較小、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量提供有力保障，值得進行推廣。

一、非開挖技術的概念

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。非開挖技術最早出現在20世紀七八十年代，傳入我國后，受當時技術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濟價值。

二、非開挖施工技術存在的不足

（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和人員培訓。在中小城市，非開挖施工技術的管理還是空白，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，沒有進行正規的培訓和教育，施工隊伍無資質，施工作業流程僅憑經驗，沒有統一的管理和監督。3.工程施工缺乏有效監督，質量難以保證。因為非開挖施工技術的引進在配套的監理、監督方面還缺乏相應的技術管理人員，施工過程難以進行監管，以收費代管理的現象依然存在。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。

三、非開挖施工技術在市政管道施工中的應用

（一）確定施工方案

施工企業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，需要結合施工區域及隧道的實際情況，做好非開挖施工工作，避免發生安全事故。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范施工等方面的教育，不僅使員工意識到施工規范性是安全的保障，同時規范化的施工能夠進一步促進施工質量的提升。此外，施工階段需要對設計方案進行技術交底，應注重相關交底工作多方面進行，比如，對質量、相關環節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、采購等多個環節就要做到大量數據的分析和參考。對于設備的配合運轉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域均進行全面的查收。

（三）牽管施工技術

目前牽管技術在多個國家和多個行業都獲得了廣泛的應用，特別是在市政管網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，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生壓縮失穩的問題。

（四）強化方案審批，從嚴監管施工隊伍

在施工隊伍選擇上進行公開招投標，選擇施工經驗豐富，施工技術先進的專業隊伍進行施工，杜絕小包工隊無證上崗、違規操作。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管力度，安排有經驗的監理隊伍嚴格按照施工規程進行全過程監督。同時，強制施工單位繳納履約風險金，一旦出現違規操作，就要進行經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，要確保穩定迅速，對拉回壓力表、水壓表等儀表的變化進行觀察，出現問題要及時采取有效的處理措施。在這個過程中，壓力表數值會發生劇烈變化，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，城市建設的規模越來越大，市政管道施工也隨之出現了很多問題與缺陷，因此很多施工企業選擇頂管法進行實踐施工，且該技術的應用效果良好，因此得到了廣泛應用。頂管法施工的優勢主要有以下幾點：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；施工所產生的噪聲較小；對施工現場周邊區域造成的影響小；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，其經濟性更好。不過該方式也并非全是優點，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或者混凝土基礎上，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一節地跟隨工具管向土層推進，并且要不斷挖掘管內的泥土，直到工具管頂進前方已經預先完工的接受井。如果市政管道施工是在城區內距離較長且較為復雜的區域，那么除了頂管法施工技術，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情況，當頂管長度達到一定量時，應盡量減少工作井的數目。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。

結語

總而言之，非開挖施工技術具備先進性、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，對提升城市基礎建設質量和保護城市環境都具有重要的現實意義。