非開挖技術在市政給排水工程中的應用

王琨 劉逸夫

摘要：市政給排水管道工程需要消耗大量人力、財力及物力，且施工周期較長。若采用開挖式施工，則會影響施工區域內的交通及商業活動，并且還會對周圍居民造成一定的影響。而非開挖施工技術秉承不開挖或者少開挖的原則，完成市政管道鋪設、替換或者維修工作，極為便利，不會產生較大不良影響。此外，采用非開挖施工技術不會對上部土層造成影響，可對地下管道形成一定的防護，延長市政管道使用壽命。

關鍵詞：非開挖技術;市政給排水;應用

1非開挖技術優點

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。非開挖施工技術具有以下優點

1.1施工成本低

非開挖施工技術不需要開挖地面，因此，施工區域內的居民不需要搬遷或拆除施工區域內的建筑，可有效減免征地搬遷費用，采用非開挖施工技術可縮減管線尺寸，節省管線成本。同時還可節省部分人工費用、地面修復費用，同等條件下，采用非開挖施工技術的成本費用要明顯低于開挖施工，并且管道直徑越大、埋深越大時成本優勢越明顯。

1.2社會效益良好

城市建筑密集，市政管道施工若采用開挖施工技術，則需對施工區域內的道路交通進行部分封閉，造成一定的交通擁堵，同時受施工場地的限制，周圍的商業活動和環境均會受到影響，并且周邊居民的日常生活也會受到一定影響。而采用非開挖施工技術可有效避免上述問題，對地面活動不會產生影響。

1.3提高施工安全性

非開挖技術的廣泛應用還大幅提高了施工過程中的安全性，傳統開挖方式挖掘面積大，且一般埋管深度大，容易造成塌方事故，對施工人員的安全帶來極大威脅。非開挖技術的推廣需要施工人員提升自身技術水平，不僅提升了一線人員的專業素養，且其重點施工的挖掘特點，很大程度上提升了施工人員的安全度。

2非開挖技術的分類

2.1導向鉆進

使用具有導向功能的鉆機及擠壓式鉆頭實施鉆進，其成孔方式主要有濕式成孔與干式成孔。利用斜面鉆頭對鉆進的方向進行控制。如果對鉆桿進行同時給進與回轉，則斜面將喪失方向性，即進行保直鉆進;如果僅對鉆桿進行給進，則斜面上的反力將改變鉆頭旋轉方向，即進行造斜鉆進。此外，在鉆頭中裝有發射器，能通過與接收器的配合對鉆孔軌跡進行監測。該方法在小徑管的開挖施工中應用較多，適用管徑在50～350mm范圍內，有效施工長度在20～400m。要注意的是，該方法不得在礫石層與砂層中使用，因為深度將受到明顯的限制，通常深度不能超過10m。

2.2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。

2.3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。

3非開挖技術在市政給排水工程中的應用

結合工程案例，對非開挖技術在鋪設管道中的技術要點進行分析。某生活社區內需要改造約28m長的生活污水管道網絡，將其歸入城市排水系統中，并最大程度減少對市民日常生活的影響。

3.1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。

3.2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℃～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。

3.3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。

3.4導向孔施工

控制定向鉆機鉆進向已經預先測量定位準確的軸線，用控向儀等設備在路面上掌握并調整鉆頭的深度和方向，按照設計軸線嚴格施工，鉆通一條直徑為100mm的圓孔通道，需要鋪設管道的中心線就是圓孔通道的中心線。施工時根據實時掌握土壤變化，及時調整參數，且需要密切關注鉆進過程中出現的異常情況，如果出現問題應即刻停工，確認問題發生原因并采取應對措施后再繼續鉆進。完成鉆進導向孔后，需要對其進行復核，保證質量。

3.5擴孔

回擴是在完成導向孔鉆進后更換回擴鉆頭的再次施工。需要在施工過程中時刻保持泥漿量的穩定，不定期檢測泥漿的各項參數，及時調整。并且根據地層的變化實時調整回擴速度，以便及時排渣。一般在3-5次施工后可完成擴孔，用相應的擠擴式鉆頭完成最后一次擴孔，為了保證孔壁的穩定

性，在出現較大回拖力和回擴扭矩的情況下，可多進行一次回擴。在施工過程中，實時記錄施工數據，一旦出現扭矩、軸線角度、鉆進時間等異常情況，應立馬停工并檢測異常原因，采取相應措施后繼續施工。

3.6回拖管材

在回拖管材前應對管材連接情況進行嚴格檢測，檢測其是否按要求對HDPE管道進行電熱熔施工，待焊接點自然冷卻后對其進行質量檢測，符合標準后才能進行拖管施工。在拖管施工過程中，應實時關注鉆機扭矩和回拖力的情況，保持高度緊張，保證其平穩自然鉆進，禁止出現蠻拖情況。且施工應一次成型，避免中途停頓增大回拖阻力。

4結束語

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，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。

參考文獻

[1]非開挖技術在給排水工程中的應用[J].崔海龍.居舍.2020（26）

[2]非開挖技術在市政工程中的應用[J].薛旭明.綠色環保建材.2019（07）