研究非開挖技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用

胡星

錦州城市供水工程建設(shè)有限公司 遼寧錦州 121000

非開挖技術(shù)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(shè)備和檢測設(shè)備，通過定向、定點(diǎn)鉆探的方式全程實(shí)行地下作業(yè)的管線施工技術(shù)，在給排水工程中，通過將內(nèi)襯件安置在現(xiàn)有管道內(nèi)，將內(nèi)襯件作為主要基礎(chǔ)，進(jìn)而實(shí)施管道維修和施工。

1 非開挖技術(shù)的分類

1.1 定向鉆施工法

是指通過傳統(tǒng)挖掘和推進(jìn)的方式無法進(jìn)入工作區(qū)，或者作業(yè)人員因?yàn)轶w型限制等無法到達(dá)工作區(qū)，必須使用機(jī)器來進(jìn)行挖掘鉆探、泥土殘?jiān)謇砑翱刂品较?，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(zhuǎn)跟進(jìn)。當(dāng)前作業(yè)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(nèi)全方位調(diào)整行進(jìn)方向。采用該方法鉆孔后輔助拉管方式鋪設(shè)管道，更多用于小直徑管線的鋪設(shè)，靈活性更高，且不需要工人進(jìn)入危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)，有效保障工人安全。

1.2 頂管施工法

指在地下作業(yè)區(qū)中，利用頂進(jìn)設(shè)備的頂力克服管道和土壤之間產(chǎn)生的摩擦力將管道頂進(jìn)前端土壤中，并將管道中的土壤利用人工或者機(jī)械方式挖出，一節(jié)管道被頂入土壤中后繼續(xù)下一節(jié)管道頂進(jìn)，直到把所有管道從工作坑中推進(jìn)到接收坑內(nèi)。這種方法更多地用于鋪設(shè)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(xì)分為對頂法、后頂法、對拉法等，可在地下工程施工中根據(jù)工程的要求、特點(diǎn)、相關(guān)規(guī)程等實(shí)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(chǎn)生，并且節(jié)約施工場地，特別在鋪設(shè)穿越建筑物的管線時，頂管施工法更為有利[1]。

1.3 盾構(gòu)施工法

是指利用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行地下挖掘，在護(hù)盾的保護(hù)下進(jìn)行襯砌和掘進(jìn)工作，進(jìn)而構(gòu)建成隧道的施工方式，由穩(wěn)定開挖面、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)和襯砌三個環(huán)節(jié)構(gòu)成，主要用在隧道的建設(shè)中。盾構(gòu)施工法的進(jìn)行主要靠旋轉(zhuǎn)推進(jìn)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(nèi)外都取得了不小的成效，也因?yàn)槠涓咝?、安全的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在交通水利采礦等行業(yè)中。

2 非開挖技術(shù)在鋪設(shè)管道中的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)導(dǎo)向孔軌跡

擴(kuò)孔拉管的母線是導(dǎo)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(yán)格，允許存在的偏差小，施工難度大。因此對于鋪設(shè)給排水管道時導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)既要考慮土質(zhì)情況，又要結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)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(jù)設(shè)計(jì)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(jīng)濟(jì)性，具體有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：用電熔方式完成聚乙烯管道之間的連接，接頭強(qiáng)度甚至比管道本體強(qiáng)度大，更耐拖拉；聚乙烯能在-60℃至60℃溫度內(nèi)安全使用，低溫脆化程度低，冬季施工時不會因?yàn)闇囟葐栴}發(fā)生管道破裂情況；HDPE管道能承受多種化學(xué)腐蝕，不會因?yàn)橥寥乐写嬖诨瘜W(xué)介質(zhì)對管道進(jìn)行侵蝕，并且不導(dǎo)電，不利于真菌和藻類的生長，不會因?yàn)殚L時間使用發(fā)生腐爛、導(dǎo)電或者生銹現(xiàn)象；根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，HDPE管的耐磨性更強(qiáng)，是鋼管的4倍之多，且管道內(nèi)壁光滑，水流阻力小，加長了管道的使用壽命；和傳統(tǒng)鋼管或者混凝土管道相比，HDPE管道重量更輕，更方便搬運(yùn)和安裝，降低了對設(shè)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(zhì)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(fā)生或塌陷的現(xiàn)象。

3 非開挖技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 節(jié)約成本

傳統(tǒng)給排水工程的施工方式一般選用開槽埋管施工法，從費(fèi)用方面考慮，傳統(tǒng)施工方式的弊端是不僅要考慮施工中的管道鋪設(shè)費(fèi)用，還要將施工中涉及的機(jī)械損耗費(fèi)用、道路修復(fù)費(fèi)用、園林恢復(fù)費(fèi)用和建筑還原費(fèi)用都納入施工成本中，得不償失，非開挖技術(shù)能獲得的經(jīng)濟(jì)效益明顯遠(yuǎn)高于開槽埋管技術(shù)。

3.2 簡化流程

給水工程施工流程為現(xiàn)場測量—引入管道—水平干管-立管—支管—接器具支管，排水系統(tǒng)較給水系統(tǒng)更為復(fù)雜，在施工中會大量使用大口徑鋼管，填埋深度較大，為了穩(wěn)固管道，地基會用碎石或混凝土代替自然地基，因?yàn)楣艿揽趶酱?、埋管深度大，挖開土層后會對其進(jìn)行支護(hù)處理。如果達(dá)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(shù)雖不能完全省略以上施工程序，但特定情況下能減少支護(hù)處理工作，優(yōu)化施工流程，大幅提升給排水工程的施工效率。

3.3 節(jié)省施工時間

通過傳統(tǒng)挖槽技術(shù)實(shí)施給排水工程施工時，施工環(huán)節(jié)較多，開挖范圍大，很容易對其他地下建筑造成破壞，且作業(yè)量大，施工周期長。給排水管道一般鋪設(shè)在道路下方，采用傳統(tǒng)作業(yè)方式必定要大范圍的封閉道路，影響交通。若是實(shí)施對管道的搶修工作，若定點(diǎn)錯誤，更會浪費(fèi)大量人力物力。非開挖技術(shù)的應(yīng)用大幅降低了以上事件發(fā)生的概率，更有效地節(jié)省施工周期，最大程度減小對市民的影響。

4 結(jié)語

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的積累，非開挖技術(shù)在應(yīng)用中的眾多優(yōu)勢取得了業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可，隨著現(xiàn)代社會對環(huán)保意識重視程度的增加，各個地區(qū)都出臺了不同的限制施工開挖的法律規(guī)定，帶動了非開挖技術(shù)的高速發(fā)展。在市政工程的給排水工作中，合理采用非開挖技術(shù)，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(jié)省施工成本和費(fèi)用，降低施工工程量，增強(qiáng)管道置換效率等。非開挖技術(shù)的應(yīng)用對城市建設(shè)起到了良好積極的作用，對城市發(fā)展及保護(hù)環(huán)境具有重要意義。