論非開挖技術(shù)在供水管道施工中的應(yīng)用

張仲宇

（重慶中法供水有限公司　重慶江北　400021）

論非開挖技術(shù)在供水管道施工中的應(yīng)用

張仲宇

（重慶中法供水有限公司重慶江北400021）

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，現(xiàn)代城市各項(xiàng)設(shè)施也越來(lái)越完善。我國(guó)城市所表現(xiàn)出來(lái)的主要特點(diǎn)是建筑物非常密集，場(chǎng)地狹小，地下管道復(fù)雜多樣，明挖施工很困難，而且局限性很大，因此，非開挖施工技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到供水管道的施工當(dāng)中。本文對(duì)非開挖施工技術(shù)在供水管道施工中的應(yīng)用進(jìn)行了討論。

非開挖技術(shù)；供水管道；施工；應(yīng)用

引言

在供水管道的施工中，非開挖技術(shù)屬于一項(xiàng)十分重要的技術(shù)，直接影響著管道的施工質(zhì)量。在供水管道施工建設(shè)中，由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及新材料、新工藝、新設(shè)備的涌現(xiàn)，也為給水管道施工質(zhì)量的提升奠定了基礎(chǔ)。隨著時(shí)代的發(fā)展，在市政工程給水管道施工應(yīng)對(duì)非開挖技術(shù)加以重視，只有這樣才能提升整個(gè)工程的質(zhì)量。

1　非開挖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

所謂非開挖技術(shù)，其指的是地下管線的非開挖施工技術(shù)，也就是指在地表不開挖的情況下，通過(guò)相關(guān)地質(zhì)工程技術(shù)方式，對(duì)各個(gè)地下管線進(jìn)行鋪設(shè)、修復(fù)及更換的一項(xiàng)高科技技術(shù)。目前在公路工程、鐵路工程、建筑工程、水利工程等多個(gè)領(lǐng)域無(wú)法開挖施工的工程中得到了廣泛的應(yīng)用。非開挖施工技術(shù)可廣泛地應(yīng)用于鬧市區(qū)、古跡保護(hù)區(qū)、植被保護(hù)區(qū)以及農(nóng)作物保護(hù)區(qū)的煤氣、供水、電訊、電力、石油、天然氣等的更新、修復(fù)以及鋪設(shè)。非開挖施工技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)影響到交通，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，不會(huì)對(duì)原有的建筑物和路面造成破壞，而且施工的工期相對(duì)較短，綜合設(shè)施的成本很低，具有十分顯著的社會(huì)效益。因?yàn)楣┧艿朗┕ど婕耙蛩胤浅?fù)雜，所以在施工時(shí)要盡可能地減少其對(duì)居民生活、工作以及交通的影響，使城市施工時(shí)，其他的功能、居民的城市生活也能夠正常地開展。非開挖技術(shù)相比開挖技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：①對(duì)交通影響小，對(duì)綠地、植被等破壞力度小，對(duì)居民正常生活影響小。②開挖技術(shù)不能應(yīng)用的工程，如河流、交通干線等，應(yīng)將非開挖技術(shù)應(yīng)用到工程量最小的位置，從其下面穿越，進(jìn)行管線鋪設(shè)。③在管線鋪設(shè)方向、埋深等方面，管線控制精確度較高。④具有較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

2　非開挖施工的主要技術(shù)

2.1導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)

導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)是以水射流破土并且方向可控的鉆進(jìn)技術(shù)。第一步就是按照一個(gè)設(shè)計(jì)的軌跡，使用地表上設(shè)置的鉆機(jī)來(lái)鉆一個(gè)孔，第二步就是在擴(kuò)孔以及回拉的同時(shí)把管線輸入里面。導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)適用的管材是塑料管以及鋼軌，其他的一些情況不宜采用這種方法。

2.2頂管法

這種施工方法起源于美國(guó)，是在非開挖施工技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，這種施工方式最早在排水工程的施工中有所運(yùn)用。完整的頂管施工包括的部分主要有接收坑以及工作坑、頂鐵、頂管掘進(jìn)機(jī)、基坑導(dǎo)軌、頂進(jìn)用管、后座墻、輸土裝置、測(cè)量以及校正系統(tǒng)、地面起吊設(shè)備、注漿系統(tǒng)、通風(fēng)與換氣系統(tǒng)，以及輔助施工的供電及照明系統(tǒng)。頂管施工就是指借助油缸的力量把工具管或者掘進(jìn)機(jī)通過(guò)工作坑內(nèi)穿過(guò)上層而吊起來(lái)，并且把緊跟在掘進(jìn)機(jī)或者工作管后面的管道在兩個(gè)工作坑之間埋設(shè)。這種施工方式的施工流程為：第一步在管道的設(shè)計(jì)路線上做出幾個(gè)小基坑當(dāng)作頂管的工作井，并且把工作井作為一段頂管的起點(diǎn)和終點(diǎn)；第二步就是在頂管出口孔的側(cè)墻上面安裝液壓的千金頂以及承壓墊板。

2.3非開挖施工的維修技術(shù)

工程施工中的非開挖修理技術(shù)可以分成線狀修復(fù)以及點(diǎn)狀修復(fù)技術(shù)。點(diǎn)狀修復(fù)技術(shù)又叫作部分修復(fù)技術(shù)，是對(duì)在管線中已經(jīng)損壞的部分進(jìn)行修復(fù)性施工的技術(shù)方法，而線狀修復(fù)技術(shù)是對(duì)整段管道進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)，下面分別介紹這兩種修復(fù)技術(shù)：①點(diǎn)狀修復(fù)技術(shù)。這種修復(fù)方法主要針對(duì)沒(méi)有達(dá)到使用年限，管體的整體結(jié)構(gòu)相對(duì)完好，只是管道的接口出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象的管道。值得引起注意的一點(diǎn)是，這種修復(fù)技術(shù)只能用于直徑在800mm之上的管道的維修。原因是在早期的點(diǎn)狀維修技術(shù)施工中，其實(shí)現(xiàn)方式是工作人員進(jìn)入到管道內(nèi)來(lái)進(jìn)行維修工作。②線狀修復(fù)技術(shù)。這種維修技術(shù)雖然不能讓管道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度增強(qiáng)，但是可以使管道的使用壽命延長(zhǎng)，管道的耐壓性也會(huì)提高，管道的耐磨性以及耐腐蝕性都會(huì)增強(qiáng)。這種施工方法可以分成兩大類：內(nèi)襯管法以及涂層法。內(nèi)襯管法主要是指把浸有熱硬化性樹脂的一些軟管材料輸送到施工現(xiàn)場(chǎng)。

3　供水管道施工中非開挖技術(shù)的應(yīng)用

3.1管道鋪設(shè)

因管徑不同，選用的管道鋪設(shè)方式也不盡相同，如管道口徑較大時(shí)，長(zhǎng)度在900mm以上，管道鋪設(shè)一般選用頂管法進(jìn)行施工，當(dāng)管道口徑較小時(shí)，長(zhǎng)度在900mm以下時(shí)，管道鋪設(shè)一般選用導(dǎo)向鉆進(jìn)法或微型隧道施工方式等。

3.2水平定向鉆進(jìn)施工

作為技術(shù)新型施工技術(shù)，供水管道施工給水管道施工中選用水平定向鉆進(jìn)施工方式，可以降低管道的維修費(fèi)用，并能大大縮短工程施工工期?，F(xiàn)階段，在供水管道施工給水管道非開挖施工中，水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)具有較高的施工效率及較低的成本投入。在供水管道施工給水管道管徑700mm以下時(shí)，主要選用這種方式，管線以直線與曲線為主，選用的管材一般為PE、PVC，這種管道施工主要應(yīng)用于粘性地質(zhì)工程中。選用水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)進(jìn)行市政道路給水管道施工，主要分為以下兩個(gè)環(huán)節(jié)：①嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)規(guī)定，對(duì)鉆孔位置進(jìn)行確定，并進(jìn)行導(dǎo)向孔施工；②擴(kuò)張導(dǎo)向孔施工，沿著導(dǎo)向孔將管材向?qū)蚩變?nèi)拖入，并實(shí)現(xiàn)給水管線穿越作業(yè)。

3.3導(dǎo)向孔、預(yù)擴(kuò)孔施工

在鉆機(jī)就位前，必須檢查管線穿越情況，如路徑等，確保整個(gè)管線穿越過(guò)程中沒(méi)有障礙物或其他管線。在施工過(guò)程中，應(yīng)防止損壞其他管線。施工單位應(yīng)按照給水管道施工的具體情況，進(jìn)行鉆機(jī)鉆頭的合理選擇，隨后通過(guò)泥漿泵進(jìn)行鉆孔施工。當(dāng)一根鉆桿沒(méi)有完成時(shí)，必須測(cè)量鉆頭的具體位置，保證鉆頭方向及位置的準(zhǔn)確性，并確保與導(dǎo)向孔曲線設(shè)計(jì)規(guī)定相符合。一般情況下，導(dǎo)向孔施工中成孔直徑與回拖管線直徑相比都要小出許多，為達(dá)到比回拖管線直徑大的效果，可以選用擴(kuò)孔器進(jìn)行施工，直至導(dǎo)向孔直徑符合設(shè)計(jì)規(guī)定，停止擴(kuò)孔施工。預(yù)擴(kuò)孔施工主要應(yīng)用于給水管道直徑在200mm以下的市政管道工程，在這個(gè)施工階段，必須遵循施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，設(shè)定預(yù)擴(kuò)孔的直徑。

3.4回拖管線施工

在進(jìn)行回拖管線的施工之前，施工人員要做好擴(kuò)孔工具和管線之間的連接工作，確保將其連接好以后，才能進(jìn)行管線的回拖施工。管線在回拖的工程中，并不是旋轉(zhuǎn)的，擴(kuò)孔中都充滿了泥漿，因此，管線在回拖的過(guò)程中，處于懸浮的狀態(tài)，減少了回拖過(guò)程中產(chǎn)生的阻力，保護(hù)了管線的防腐層。

3.5管線修復(fù)

在城市地下給水管道施工中，管道修復(fù)具有至關(guān)重要的作用。當(dāng)管道存在損壞現(xiàn)象時(shí)，可選用局部修復(fù)、獨(dú)立管段修復(fù)或全管道整體修復(fù)等多種方式。目前我國(guó)非開挖技術(shù)并不成熟，因多種因素，如設(shè)備、技術(shù)等的制約，在市政道路給水管道修復(fù)中往往選用國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，如爆管法、內(nèi)襯法、纏繞法等。

（1）爆管法也被叫做碎管法或脹管法，是利用爆管工具從進(jìn)口坑向舊管道口進(jìn)入，在動(dòng)力作用下對(duì)舊管產(chǎn)生擠壓力量，并將其壓碎，隨后利用擴(kuò)孔器想舊管附近土層內(nèi)擠入舊管碎片，并對(duì)相同口徑或更大口徑的管道進(jìn)行牽引，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以舊換新的作用。

（2）纏繞法主要適用于污水管道的修復(fù)。通過(guò)PVC或HDPE制作的帶T型筋或邊緣公母扣的板帶，選用在井內(nèi)安裝的制管機(jī)把板帶卷成螺旋形圓管向管內(nèi)送入，隨后進(jìn)行穩(wěn)定并進(jìn)行密封，選用的材料為硅膠。完成管道制作后，應(yīng)將水泥漿灌入螺旋管與混凝土母管之間的位置。

4　供水管道非開挖施工的注意事項(xiàng)

①施工方式及機(jī)械設(shè)備選擇是否合理是非開挖地下管道施工能否成功的關(guān)鍵。在選擇管道施工方式及機(jī)械中，應(yīng)嚴(yán)格遵循施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況、水文條件等，確定管道埋深、管徑等。如選用擠壓沖擊掘進(jìn)的方式進(jìn)行軟基粘土地質(zhì)施工，選用水沖式頂管機(jī)進(jìn)行砂質(zhì)粉土地質(zhì)施工。由此可見，施工方式與機(jī)械設(shè)備選擇對(duì)工程施工質(zhì)量具有決定性的作用。②選用水平導(dǎo)向鉆進(jìn)施工方式，可進(jìn)行鋼管、PVC管、PE管等剛性連接管道的鋪設(shè)，施工前必須在地面上連接待鋪管道，曲線段應(yīng)選用1度的借轉(zhuǎn)角度，一次鉆進(jìn)長(zhǎng)度最高為800m，導(dǎo)向定位系統(tǒng)可以對(duì)30m的深度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。水平導(dǎo)向鉆進(jìn)施工方式，可以對(duì)地層復(fù)雜情況進(jìn)行靈活處理。

5　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，居民生活水平也得到了提高，為此，對(duì)供水管道施工質(zhì)量也愈加關(guān)注。在供水管道的施工過(guò)程中為降低對(duì)交通、建筑物等多方面的影響，往往選用非開挖技術(shù)進(jìn)行施工，在施工過(guò)程中必須對(duì)其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析，在提高施工技術(shù)水平的同時(shí)，必須規(guī)范施工工藝，只有這樣才能提升市政給水管道施工的整體質(zhì)量。

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TU991.05

A

1673-0038（2015）38-0241-02

2015-8-26

張仲宇（1983-），男，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事給排水工作。