非開挖施工技術(shù)在市政管道施工中的應(yīng)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(jīng)濟(jì)建設(shè)最近幾年發(fā)展非常迅速，使得我國提前進(jìn)入現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展階段，加速我國基礎(chǔ)建設(shè)的不斷完善。非開挖施工技術(shù)具有效益優(yōu)良、適用范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，主要是在不挖掘或者是只挖掘少量作業(yè)坑的前提下對(duì)管道展開修復(fù)、更換、鋪設(shè)等施工作業(yè)。非開挖施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)眾多，例如效率高、成本適中、對(duì)環(huán)境危害較小、不會(huì)給城市正常交通造成影響，并且能夠?yàn)楣艿朗┕さ恼w質(zhì)量提供有力保障，值得進(jìn)行推廣。

一、非開挖技術(shù)的概念

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(cè)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。非開挖技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)七八十年代，傳入我國后，受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平和工作概念的限制，并沒有被廣泛運(yùn)用，主要在一些施工要求嚴(yán)格的部位使用。因?yàn)槠涫┕し绞綄?duì)周圍環(huán)境影響小，不阻礙交通，施工效率高，也不會(huì)破壞植被，不影響居民的正常生活，所以現(xiàn)在被廣泛地應(yīng)用在市政工程中，包括給排水、電力、燃?xì)夂屯ㄐ诺?，還能用于文物和古建設(shè)的保護(hù)和維修，具有非常高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

二、非開挖施工技術(shù)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(wǎng)資料保管不健全，在進(jìn)行非開挖施工時(shí)，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(fā)生，個(gè)別工程還會(huì)造成重大泄漏事故和安全事故。

（二）施工隊(duì)伍缺乏應(yīng)有的資質(zhì)和人員培訓(xùn)。在中小城市，非開挖施工技術(shù)的管理還是空白，小型的施工隊(duì)伍基本上都是臨時(shí)拼湊，施工隊(duì)的組成主要是普通工人，沒有進(jìn)行正規(guī)的培訓(xùn)和教育，施工隊(duì)伍無資質(zhì)，施工作業(yè)流程僅憑經(jīng)驗(yàn)，沒有統(tǒng)一的管理和監(jiān)督。3.工程施工缺乏有效監(jiān)督，質(zhì)量難以保證。因?yàn)榉情_挖施工技術(shù)的引進(jìn)在配套的監(jiān)理、監(jiān)督方面還缺乏相應(yīng)的技術(shù)管理人員，施工過程難以進(jìn)行監(jiān)管，以收費(fèi)代管理的現(xiàn)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(xiàn)。

三、非開挖施工技術(shù)在市政管道施工中的應(yīng)用

（一）確定施工方案

施工企業(yè)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(jié)合施工區(qū)域及隧道的實(shí)際情況，做好非開挖施工工作，避免發(fā)生安全事故。在開挖洞身期間，要有先后順序，先開挖中導(dǎo)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(jìn)會(huì)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備，工作人員需對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保符合要求再投入使用。

（二）注重施工質(zhì)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(zhì)量安全和施工過程中的人員安全是整個(gè)施工的核心。因此需要不斷強(qiáng)化規(guī)范施工等方面的教育，不僅使員工意識(shí)到施工規(guī)范性是安全的保障，同時(shí)規(guī)范化的施工能夠進(jìn)一步促進(jìn)施工質(zhì)量的提升。此外，施工階段需要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)交底，應(yīng)注重相關(guān)交底工作多方面進(jìn)行，比如，對(duì)質(zhì)量、相關(guān)環(huán)節(jié)的配合以及施工記錄和標(biāo)準(zhǔn)文件等多個(gè)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(gè)環(huán)節(jié)就要做到大量數(shù)據(jù)的分析和參考。對(duì)于設(shè)備的配合運(yùn)轉(zhuǎn)以及安裝工藝的具體實(shí)施，應(yīng)加強(qiáng)控制和管理，對(duì)工程的整體以及相應(yīng)隱蔽區(qū)域均進(jìn)行全面的查收。

（三）牽管施工技術(shù)

目前牽管技術(shù)在多個(gè)國家和多個(gè)行業(yè)都獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是在市政管網(wǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目中得到了極佳的應(yīng)用效果。其施工流程是利用計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行導(dǎo)向與探測(cè)，導(dǎo)向孔根據(jù)設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn)，曲率半徑應(yīng)大于管徑的1500倍，之后再擴(kuò)大該導(dǎo)向孔，由此完成管線穿越的整個(gè)施工過程。牽管施工作為一項(xiàng)非開挖地下管道的施工技術(shù)，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?yàn)榭趶叫〉墓艿谰邆湔w軸向抗彎慣性矩比較小，應(yīng)用牽管方式可以更好地對(duì)口徑較小、距離較長的管道進(jìn)行施工，而使用頂管法極易發(fā)生壓縮失穩(wěn)的問題。

（四）強(qiáng)化方案審批，從嚴(yán)監(jiān)管施工隊(duì)伍

在施工隊(duì)伍選擇上進(jìn)行公開招投標(biāo)，選擇施工經(jīng)驗(yàn)豐富，施工技術(shù)先進(jìn)的專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行施工，杜絕小包工隊(duì)無證上崗、違規(guī)操作。在非開挖大口徑水泥管項(xiàng)管施工中，首先，要對(duì)施工方案進(jìn)行論證，進(jìn)行前期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。其次，要加強(qiáng)對(duì)施工隊(duì)伍的監(jiān)管力度，安排有經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)理隊(duì)伍嚴(yán)格按照施工規(guī)程進(jìn)行全過程監(jiān)督。同時(shí)，強(qiáng)制施工單位繳納履約風(fēng)險(xiǎn)金，一旦出現(xiàn)違規(guī)操作，就要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰并強(qiáng)制其返工整改。

（五）非開挖施工

在會(huì)拉擴(kuò)孔施工結(jié)束之后，需要盡快實(shí)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(jù)預(yù)定長度進(jìn)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(yīng)用。不僅如此，為了避免泥漿進(jìn)入管道，還要做好管頭的封堵。如果沒有嚴(yán)密的封堵管頭，泥漿流入不僅會(huì)造成工程量增加，還會(huì)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(zhǔn)備。實(shí)際施工的過程中，要確保穩(wěn)定迅速，對(duì)拉回壓力表、水壓表等儀表的變化進(jìn)行觀察，出現(xiàn)問題要及時(shí)采取有效的處理措施。在這個(gè)過程中，壓力表數(shù)值會(huì)發(fā)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(jī)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(yīng)用最為普遍。近年來，隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建設(shè)的規(guī)模越來越大，市政管道施工也隨之出現(xiàn)了很多問題與缺陷，因此很多施工企業(yè)選擇頂管法進(jìn)行實(shí)踐施工，且該技術(shù)的應(yīng)用效果良好，因此得到了廣泛應(yīng)用。頂管法施工的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：控制精度高；可以在極深的地下鋪設(shè)管道；不需要阻斷交通；能穿越障礙物；施工所產(chǎn)生的噪聲較小；對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊區(qū)域造成的影響??；可以安全地穿越公路、鐵路；在城市中施工時(shí)，倘若地下水較為稀缺，或者管道埋深較淺，其經(jīng)濟(jì)性更好。不過該方式也并非全是優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)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(fā)生異常情況，那么需要用全氣壓來頂進(jìn)。在運(yùn)用頂管法施工技術(shù)時(shí)，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(dǎo)軌，一般情況下都是把導(dǎo)軌安裝在木基礎(chǔ)或者混凝土基礎(chǔ)上，然后在導(dǎo)軌上設(shè)置管筒。除此之外，還要對(duì)頂管施工展開系統(tǒng)精確的測(cè)量工作，把握好管底高程、坡度和管道頂進(jìn)中線的方向。施工時(shí)，要將一口已施工完畢的工作井當(dāng)作出發(fā)點(diǎn)，并使用液壓千斤頂為頂進(jìn)供應(yīng)水平推力，從預(yù)留置的洞口處將預(yù)制鋼筋混凝土管一節(jié)一節(jié)地跟隨工具管向土層推進(jìn)，并且要不斷挖掘管內(nèi)的泥土，直到工具管頂進(jìn)前方已經(jīng)預(yù)先完工的接受井。如果市政管道施工是在城區(qū)內(nèi)距離較長且較為復(fù)雜的區(qū)域，那么除了頂管法施工技術(shù)，還應(yīng)當(dāng)加設(shè)一些輔助措施，例如使用激光糾偏、氣壓頂進(jìn)、泥漿套潤滑、中繼站等措施。此外，在確定工作井的位置時(shí)，一定要全面考慮管道沿線路段的地質(zhì)情況，當(dāng)頂管長度達(dá)到一定量時(shí)，應(yīng)盡量減少工作井的數(shù)目。同時(shí)要最大限度地將工作井設(shè)置在頂管中部，讓工作井在施工時(shí)能夠同時(shí)向左右兩個(gè)方向進(jìn)行頂管。

結(jié)語

總而言之，非開挖施工技術(shù)具備先進(jìn)性、科學(xué)性，其適用范圍廣、適用性強(qiáng)、效益好，在市政管道工程施工中得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)提升城市基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量和保護(hù)城市環(huán)境都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。