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)
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、實用性強(qiáng)等特點,主要是在不挖掘或者是只挖掘少量作業(yè)坑的前提下對管道展開修復(fù)、更換、鋪設(shè)等施工作業(yè)。非開挖施工技術(shù)優(yōu)勢眾多,例如效率高、成本適中、對環(huán)境危害較小、不會給城市正常交通造成影響,并且能夠為管道施工的整體質(zhì)量提供有力保障,值得進(jìn)行推廣。
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、定點鉆探的方式全程實行地下作業(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)時技術(shù)水平和工作概念的限制,并沒有被廣泛運用,主要在一些施工要求嚴(yán)格的部位使用。因為其施工方式對周圍環(huán)境影響小,不阻礙交通,施工效率高,也不會破壞植被,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,具有非常高的社會經(jīng)濟(jì)價值。
(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,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,個別工程還會造成重大泄漏事故和安全事故。
(二)施工隊伍缺乏應(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,小型的施工隊伍基本上都是臨時拼湊,施工隊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,施工隊伍無資質(zhì),施工作業(yè)流程僅憑經(jīng)驗,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。因為非開挖施工技術(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)。
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)會應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備,工作人員需對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查,確保符合要求再投入使用。
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,不僅使員工意識到施工規(guī)范性是安全的保障,同時規(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,施工階段需要對設(shè)計方案進(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、采購等多個環(huán)節(jié)就要做到大量數(shù)據(jù)的分析和參考。對于設(shè)備的配合運轉(zhuǎn)以及安裝工藝的具體實施,應(yīng)加強(qiáng)控制和管理,對工程的整體以及相應(yīng)隱蔽區(qū)域均進(jìn)行全面的查收。
目前牽管技術(shù)在多個國家和多個行業(yè)都獲得了廣泛的應(yīng)用,特別是在市政管網(wǎng)改擴(kuò)建項目中得到了極佳的應(yīng)用效果。其施工流程是利用計算機(jī)控制進(jìn)行導(dǎo)向與探測,導(dǎo)向孔根據(jù)設(shè)計曲線鉆進(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施工過程。牽管施工作為一項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。這主要是因為口徑小的管道具備整體軸向抗彎慣性矩比較小,應(yīng)用牽管方式可以更好地對口徑較小、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。
在施工隊伍選擇上進(jìn)行公開招投標(biāo),選擇施工經(jīng)驗豐富,施工技術(shù)先進(jìn)的專業(yè)隊伍進(jìn)行施工,杜絕小包工隊無證上崗、違規(guī)操作。在非開挖大口徑水泥管項管施工中,首先,要對施工方案進(jìn)行論證,進(jìn)行前期風(fēng)險評估。其次,要加強(qiáng)對施工隊伍的監(jiān)管力度,安排有經(jīng)驗的監(jiān)理隊伍嚴(yán)格按照施工規(guī)程進(jìn)行全過程監(jiān)督。同時,強(qiáng)制施工單位繳納履約風(fēng)險金,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。
在會拉擴(kuò)孔施工結(jié)束之后,需要盡快實施拉管施工。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,泥漿流入不僅會造成工程量增加,還會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。實際施工的過程中,要確保穩(wěn)定迅速,對拉回壓力表、水壓表等儀表的變化進(jìn)行觀察,出現(xiàn)問題要及時采取有效的處理措施。在這個過程中,壓力表數(shù)值會發(fā)生劇烈變化,屬于正常情況,不必停止施工。
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)勢主要有以下幾點: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??;對施工現(xiàn)場周邊區(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,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,其缺點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)。在運用頂管法施工技術(shù)時,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,還要對頂管施工展開系統(tǒng)精確的測量工作,把握好管底高程、坡度和管道頂進(jìn)中線的方向。施工時,要將一口已施工完畢的工作井當(dāng)作出發(fā)點,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,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,應(yīng)盡量減少工作井的數(shù)目。同時要最大限度地將工作井設(shè)置在頂管中部,讓工作井在施工時能夠同時向左右兩個方向進(jìn)行頂管。
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)實意義。