探索非開挖技術(shù)在市政給水管道施工中的應(yīng)用

李燕飛

（南通市水務(wù)有限公司，江蘇南通 226001）

0 引言

之前，我國的城市水管建設(shè)采用挖掘修復(fù)模式，需要投入大量的人力與物力，長時間的修復(fù)工作，阻礙了交通的運輸，影響人們的正常生活需求。近年來，我國在市政給水管道施工中引進(jìn)非開挖技術(shù)，提高管道替換的工作效率，維護(hù)了城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動其高速發(fā)展。

1 非開挖技術(shù)在市政給水管道施工的基本原理

非開挖技術(shù)是指采用挖掘設(shè)備和相應(yīng)的科技手段，采用定向或者導(dǎo)向的鉆孔模式，在地表開一個較小的口，進(jìn)行鋪設(shè)、更換或者修復(fù)地下的城市管道。它在1970 年左右被發(fā)明，90 年代被引入中國。這項技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于供水、排水、輸電、燃煤氣、網(wǎng)絡(luò)等行業(yè)的管道建設(shè)中去。非開挖技術(shù)由導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)、遁地穿梭矛鋪管技術(shù)、頂管掘進(jìn)機鋪設(shè)技術(shù)、頂管鋪管技術(shù)這四部分組成。這項技術(shù)在我國得到了廣泛應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)挖掘技術(shù)的弊端，具有廣闊的發(fā)展前景。

2 非開挖技術(shù)的優(yōu)點

在不挖開地表或者少挖開地表的模式下，對低下的管道進(jìn)行鋪設(shè)、修復(fù)和檢查，為城市的管道問題提供解決方向。采用非開挖技術(shù)，標(biāo)志著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的日趨成熟，提高了現(xiàn)代化程度的，加速城市文化的傳播。非開挖技術(shù)有如下優(yōu)點：①它能夠不破壞原有的建筑結(jié)構(gòu)，穿越公路、土地、高樓大廈，進(jìn)行建筑工作，提高了施工的安全性，減輕工作人員的工作壓力，減少對建筑的破壞，減少城市發(fā)展的成本支出；②因為沒有大面積的開挖土地，所以不會破壞原有的土層結(jié)構(gòu)，避免土層松動壓迫管道的現(xiàn)象，延長使用壽命，提高資源的利用率；③避免對周圍住戶的影響，減少對交通的阻礙。例如，在之間的市政給水管道施工中出現(xiàn)需要通過居民的房子的情況，這時因為工程的必要性，不得不對房屋進(jìn)行拆除，嚴(yán)重侵?jǐn)_了居民的生活。但是采用非開挖技術(shù)就可以克服這個問題，只需要開一個小口，就可以完成管道的鋪設(shè)。減少實際的支出，一定程度上提高過程的質(zhì)量。

3 市政工程給水管道非開挖施工的注意事項

水管道非開挖施工技術(shù)在我國市政工程建設(shè)中的使用規(guī)模越來越大，形式也逐漸轉(zhuǎn)向煩瑣化，朝著多樣性的方向不斷進(jìn)步。政府應(yīng)該加強對它的重視度，施工單位應(yīng)該加強對技術(shù)的把控，按照施工的流程一步步的推進(jìn)，保障工程的質(zhì)量，維護(hù)城市的有序發(fā)展。①加強對施工方法及設(shè)備的選擇。應(yīng)該結(jié)合施工現(xiàn)場水質(zhì)情況、地理條件選取合適的設(shè)備，放置適宜長度以及口徑的管道。當(dāng)需要進(jìn)行擠壓掘進(jìn)的施工方式時，應(yīng)該采用軟基黏土的施工模式，當(dāng)需要進(jìn)行水沖式頂管的施工方式時，應(yīng)該采用砂質(zhì)粉土的施工模式；②選者合適的水平導(dǎo)向鉆。再進(jìn)水平導(dǎo)向鉆施工時，可以用pvc 管或者鋼管作為鋪設(shè)的管道。做好準(zhǔn)備工作，提前連接好需要鋪設(shè)的管道，保持1°左右的鉆進(jìn)角度進(jìn)行施工。采用這種模式，可以高效應(yīng)處理地下的土層問題；③施工結(jié)束后做好驗收工作。施工設(shè)備應(yīng)該由專人進(jìn)行管理，每次施工結(jié)束后，要對設(shè)備運行的情況進(jìn)行考核。成立專門的管理小組，記錄別的使用時間、使用人員以及檢修情況，及時的獲知它的工作性能。通過建立健全的設(shè)備管理體系，不僅能夠?qū)ιa(chǎn)風(fēng)險進(jìn)行全方位把控，還能夠及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)險，防止事態(tài)的進(jìn)一步惡化。同時，專業(yè)的挖掘設(shè)備只能由擁有專業(yè)資格證的技術(shù)人員進(jìn)行操作，從根本上避免對設(shè)備的傷害。

4 在市政給水管道施工中非開挖技術(shù)的應(yīng)用

4.1 管道鋪設(shè)

結(jié)合市政給水管道施工的具體施工要求，測量輸送管的直徑和長度，制定對應(yīng)的管道鋪設(shè)方式，提高水管的使用效能。當(dāng)需要鋪設(shè)的管道口徑過大時，應(yīng)該采用頂管法進(jìn)行建設(shè)。它采用泥水平衡的操作方法，適用于大管徑超長度的施工要求。頂管法的施工效率較高，且對周圍環(huán)境的污染較小，能夠快速進(jìn)行施工。它采用導(dǎo)向探測儀、導(dǎo)向鉆機、液壓機等設(shè)備進(jìn)行水管鋪設(shè)，定向精準(zhǔn)，可以在各種質(zhì)地的土層中發(fā)揮作用[1]。當(dāng)需要鋪設(shè)的管道口徑過小時，應(yīng)該采用導(dǎo)向鉆進(jìn)法進(jìn)行建設(shè)。它采用頂拉法和拉管法，利用遁地穿梭矛技術(shù)，進(jìn)行管道鋪設(shè)?？梢暂p松地控制鉆孔的方向，減少施工中不必要的設(shè)備，能夠高效準(zhǔn)確地進(jìn)行施工。導(dǎo)向鉆進(jìn)法的施工時間較短，沖擊力較大，保證工程的完成效果。要結(jié)合周圍的環(huán)境與管道的各種要素，采用規(guī)范的施工模式，進(jìn)行市政給水管道鋪設(shè)工作。

4.2 水平定向鉆進(jìn)施工

水平定向鉆進(jìn)施工在目前的市政給水管道施工中的比重越來越大，起到重要的作用。它從全局出發(fā)系統(tǒng)化的對施工的支出進(jìn)行掌控，在確保管道鋪設(shè)質(zhì)量的前提下，減少工程的時間，提高水管建設(shè)的效率，提高施工的水平。2017 年江蘇省在鋪設(shè)水管道時，沒有大規(guī)模的開挖路面，無施工噪音，“靜悄悄”地完成了跨橋水管道鋪施工。采用先進(jìn)的非開挖水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)，采用不同的的鉆頭多次進(jìn)行工作，在地上打出一個小洞，之后采用吊鉤將一個個焊接好的水管從大橋的這邊運送到對岸，所有的工序都在地下完成，沒有破壞周圍的環(huán)境結(jié)構(gòu)。在建設(shè)的過程中大橋可以正常使用，沒有造成交通壓力。水平定向鉆進(jìn)施工可以對位置進(jìn)行進(jìn)準(zhǔn)把控，提高施工的嚴(yán)謹(jǐn)性，避免多次返工的現(xiàn)象，為城市的供水系統(tǒng)增加技術(shù)保障。

4.3 托管施工技術(shù)

①結(jié)合設(shè)計要求與施工的圖紙，安排鉆機場地控制線和設(shè)備安放線，確保鉆機中心線、施工進(jìn)入點、挖掘點在同一直線上；②進(jìn)場道路及場面的平整。計算基坑挖掘的面積，修墊鉆機場的地面使其平整；③以現(xiàn)場分段管道的長度為參考，使用直線預(yù)制的模式，減少與交叉道路的接觸；④挖制地錨坑。它的周圍用石磚堆砌好，設(shè)立好對應(yīng)的錨桿后，用混凝土澆筑技術(shù)填補好兩者間的縫隙。在地錨的前端置入一根鋼管，鋼管與地表的距離為0.5m左右。同時應(yīng)該焊牢地錨與鋼管之間的槽鋼處。

4.4 導(dǎo)向孔施工

導(dǎo)向孔施工的一般步驟為：①結(jié)合地質(zhì)情況選擇合適的探頭，然后將探頭放置于對應(yīng)的操作盒內(nèi)；②把安裝好的導(dǎo)向鉆頭連接到對應(yīng)的鉆桿上，接下來進(jìn)行實驗，看鉆頭的發(fā)射裝置是否能夠有效運轉(zhuǎn)；③啟動鉆頭進(jìn)行工作，考查實際的工作情況；④結(jié)合市政給水管道施工設(shè)計圖進(jìn)行運作；⑤做好收尾工作，完場導(dǎo)向孔的施工。值得注意的是，在施工前應(yīng)該檢查水管在地下的穿越情況，看在施工的過程中會不會出現(xiàn)障礙物的阻隔，會不會對其他的功能性管道造成影響。如果存在類似情況應(yīng)該盡早做出調(diào)整，保障水管鋪設(shè)的安全性。在鉆孔時，應(yīng)該結(jié)合城市建筑行業(yè)的基本要求，把施工的噪音降到最低，同時要保證導(dǎo)向孔的曲線設(shè)計符合施工的需求。

4.5 預(yù)擴孔施工

預(yù)擴孔技術(shù)在市政給水管道施工中，主要應(yīng)用于直徑在200mm 以下管道的鋪設(shè)工作。在鋪設(shè)時應(yīng)該結(jié)合地區(qū)的用水情況，合理設(shè)置擴孔的直徑，提高水管工程的施工效果[2]。例如，在進(jìn)行完導(dǎo)向孔施工后，要把這個孔位擴大到一定的直徑便于輸入水管，如需安裝200mm 的管道，那么孔位必須擴大到270mm或者更大。每次擴孔的直徑應(yīng)該保持在120～170mm 左右，如果地層的硬度較強，需要適當(dāng)增加擴孔的頻率。首先，在進(jìn)行擴孔施工時，要根據(jù)土地的硬度選擇對應(yīng)的鉆頭，因為在施工中易發(fā)生偏離的現(xiàn)象，應(yīng)該加強對設(shè)備的控制，保證擴孔器與孔位的同心度。其次，擴孔施工中加強對孔位的維護(hù)，在多次回拉鉆孔器的時候會攜帶出大量的泥漿，對原有的孔位造成破壞。需要根據(jù)鉆孔效果，適當(dāng)調(diào)整擴孔的力度。

4.6 回拖管線施工

在完成預(yù)擴孔工作和管線連接工作后，就可以采取回拖管線施工。在進(jìn)行擴孔施工時，產(chǎn)生大量的泥漿，這樣有利于回拖管線工作的推進(jìn)。水管在地下懸浮于泥漿上，降低水管運輸?shù)男Ч?，減少摩擦帶來的傷害。

4.7 管線修復(fù)

管線修復(fù)在市政給水管道施工中起到?jīng)Q定性作用。要結(jié)合管道的破損情況，采取對應(yīng)的解決措施?？梢圆捎镁植抗艿佬迯?fù)、獨立選取管道修復(fù)、整體管道修復(fù)的模式。主要的修復(fù)措施有三種即爆管法、纏繞法、內(nèi)襯法。爆管法是采用擠壓的模式，替換破損的管道。纏繞法是通過制管機把維修材料送入到水管內(nèi)，采用螺旋推入的模式填補破損位置。內(nèi)襯法是通過送入新的軟管形成新的內(nèi)壁，填補水管的裂縫。2020 年初，某水務(wù)公司采用非開挖技術(shù)對管道進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。這種新技術(shù)就如同做一個“小手術(shù)”，不需要“開膛破肚”，只是劃一個“小口”就能使水管“痊愈”。當(dāng)時修復(fù)的是城市外環(huán)附近的一條水管。首先施工人員運用儀器精準(zhǔn)定位破損管道的位置。接著，利用細(xì)繩把一條軟管送入需要維修的水管內(nèi)，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定位置后，向里面打氣使軟管充滿整個水管。然后，軟管緊貼水管變成一層防護(hù)膜，填補破損的位置。60min 后防護(hù)膜固化，水管維修工作順利完成。

5 結(jié)論

綜上所述，我國的城市化水平不斷提高，人們對生活品質(zhì)的要求越來越高。城市應(yīng)該加強非開挖技術(shù)在市政給水管道施工中的應(yīng)用，減少施工時對交通和商業(yè)的影響。同時，應(yīng)該嚴(yán)格把控施工的各個環(huán)節(jié)，提高水管工程的效率，保證城市供水管道的有序運行。