淺析非開(kāi)挖施工技術(shù)在市政管道施工中的應(yīng)用

張長(zhǎng)沙 宋少杰

新地能源工程技術(shù)有限公司 河北廊坊 065001

在傳統(tǒng)的管道施工方式中，對(duì)給排水管道的修復(fù)或鋪設(shè)施工一般均應(yīng)用開(kāi)挖式方法。伴隨著我國(guó)進(jìn)入新時(shí)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展階段，城市化進(jìn)程不斷加快。這給城市市政管道施工帶來(lái)繁重任務(wù)，并致使城市地下管線(xiàn)呈現(xiàn)出一種錯(cuò)綜復(fù)雜之勢(shì)，也使城市道路不斷增加運(yùn)載負(fù)荷，促使市政管道施工不斷出現(xiàn)一些應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題。因此，需要優(yōu)化選擇市政管道施工方法，尤其是在城市繁華路段或人流出行高峰時(shí)段進(jìn)行的市政管道施工，特別需要講究施工方法，如果能夠應(yīng)用非開(kāi)挖施工技術(shù)，則能在很大程度上破解出現(xiàn)的這些問(wèn)題[1]。

1 對(duì)非開(kāi)挖施工技術(shù)的簡(jiǎn)要介紹

非開(kāi)挖施工技術(shù)具有投資小、施工操作簡(jiǎn)便和施工成本較低等特點(diǎn)，因此比較受到市政管道施工的青睞。簡(jiǎn)而言之，非開(kāi)挖施工技術(shù)其實(shí)就是無(wú)須對(duì)道路進(jìn)行開(kāi)挖，而是在應(yīng)用一些設(shè)備或材料進(jìn)行必要的鋪設(shè)，對(duì)地下一些公用設(shè)施進(jìn)行修復(fù)或更換，最大限度減少擾民和環(huán)境影響。目前應(yīng)用的非開(kāi)挖施工技術(shù)一般包括應(yīng)用頂管掘進(jìn)機(jī)、水平螺旋鉆或沖擊鉆等機(jī)械設(shè)備對(duì)需要施工地段實(shí)施水平導(dǎo)向或定向鉆進(jìn)或制造微型隧道等，營(yíng)造可進(jìn)行市政管道施工的必要環(huán)境。相比原來(lái)傳統(tǒng)開(kāi)挖施工技術(shù)，非開(kāi)挖施工技術(shù)能體現(xiàn)出比較多的優(yōu)點(diǎn)，比如，能有效提高管道鋪設(shè)能力；能在進(jìn)入困難區(qū)域進(jìn)行必要的施工；可提升施工效率；能減少對(duì)施工場(chǎng)所周?chē)h(huán)境的影響度；可有效減少對(duì)施工場(chǎng)地周?chē)拔锏膿p壞或破壞；尤其能減少對(duì)城市道路交通的干擾等。通過(guò)市政管道施工實(shí)踐證明，應(yīng)用非開(kāi)挖施工技術(shù)，還能提高必要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 非開(kāi)挖施工技術(shù)在市政管道施工中的應(yīng)用

在市政管道施工過(guò)程中，需要應(yīng)用的非開(kāi)挖施工技術(shù)主要體現(xiàn)在對(duì)管道的鋪設(shè)或修復(fù)上，也體現(xiàn)在對(duì)舊管道的置換上。在通常情況下，針對(duì)管道鋪設(shè)方面所要采用的施工技術(shù)，需要根據(jù)管道的管徑不同，采用不同的非開(kāi)挖技術(shù)[2]。比如，對(duì)小口徑管徑的管道采用氣動(dòng)矛法、夯管法或水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法等；針對(duì)較大口徑管徑的管道，則是需要應(yīng)用盾構(gòu)法、頂管法或隧道施工法等。如果是要進(jìn)行舊管道修復(fù)方面的施工，需要應(yīng)用的非開(kāi)挖技術(shù)一般有滑動(dòng)內(nèi)插法或原位固化法等。當(dāng)然，不論應(yīng)用哪一種非開(kāi)挖技術(shù)，均有其特點(diǎn)或優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)市政管道施工效率的有效提升。

2.1 對(duì)水平定向鉆進(jìn)法的應(yīng)用

針對(duì)單次施工長(zhǎng)度在2500米左右、鋪設(shè)管徑在1200毫米左右的管道時(shí)，往往則可以普遍性地應(yīng)用水平定向鉆進(jìn)法。因?yàn)槭┕そㄔO(shè)這樣長(zhǎng)度或管徑的地下管道，相對(duì)便捷。但是，應(yīng)用這種施工技術(shù)時(shí)，需要考察施工地段的土質(zhì)環(huán)境，因?yàn)樵谏惩恋囟位蛩缮⑼临|(zhì)地段不能應(yīng)用這種非開(kāi)挖施工技術(shù)。

2.2 對(duì)爆(裂)管法的應(yīng)用

爆(裂)管法也叫脹管法。應(yīng)用這種非開(kāi)挖技術(shù)，一般需要應(yīng)用對(duì)下水管道或壓力管道方面的施工，并且是對(duì)這些舊管道進(jìn)行修復(fù)方面的施工。針對(duì)這樣的非開(kāi)挖施工，它所應(yīng)用的施工工藝過(guò)程，是一種“氣動(dòng)功法”或“固定裂管工藝”。在舊管道進(jìn)行修復(fù)過(guò)程中，可以將一些新管道套在原來(lái)的舊管道上。

2.3 對(duì)微型隧道法的應(yīng)用

在市政管道施工中，針對(duì)下水道的施工比較常用非開(kāi)挖施工技術(shù)建設(shè)微型隧道法。因?yàn)閼?yīng)用這種非開(kāi)挖施工技術(shù)能體現(xiàn)一定簡(jiǎn)便性，尤其能在巖石地質(zhì)環(huán)境中，應(yīng)用這種非開(kāi)挖施工技術(shù)，有其獨(dú)特應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[3]。

2.4 對(duì)頂管法的應(yīng)用

頂管法這種非開(kāi)挖施工技術(shù)，一般被應(yīng)用于比較大型的下水道施工工程當(dāng)中。同時(shí)，在有些壓力管道的施工過(guò)程中，有時(shí)也會(huì)應(yīng)用到頂管法這種非開(kāi)挖施工技術(shù)。應(yīng)用頂管法施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是適用于任何的土質(zhì)環(huán)境，對(duì)施工環(huán)境要求相對(duì)較低，并能凸顯施工效果。在一般情況下，許多給排水工程的施工常用這種非開(kāi)挖施工方法。根據(jù)施工工藝，可以將頂管法施工工藝分為土壓平衡式、氣壓平衡式、泥水平衡式或手掘式等。頂管法施工工藝在盾構(gòu)施工工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種非開(kāi)挖施工方法。

2.5 對(duì)夯管法的應(yīng)用

應(yīng)用夯管法這種非開(kāi)挖施工技術(shù)，一般應(yīng)用在距離比較短的施工工程中。如果施工長(zhǎng)度小于150米、施工的管道管徑小于1500毫米，體現(xiàn)的施工成本較低，則常用這種非開(kāi)挖施工技術(shù)進(jìn)行施工，這種技術(shù)能適應(yīng)土壤中含水量較大或土質(zhì)比較疏松、表現(xiàn)為承受力比較脆弱的地層。應(yīng)用夯管法這種非開(kāi)挖施工技術(shù)，既能體現(xiàn)施工的方便快捷，又能體現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量的有效控制，還能確保施工的安全性。

3 非開(kāi)挖施工技術(shù)在市政管道施工中應(yīng)用的措施要點(diǎn)

3.1 需要做好具體施工前期調(diào)研或準(zhǔn)備工作

在市政管道施工過(guò)程中，做好具體施工前的必要調(diào)研工作尤其重要。因?yàn)槭姓艿朗┕すこ瘫容^復(fù)雜，并具有許多的影響因素，因此，需要對(duì)地下管道所能應(yīng)對(duì)的施工環(huán)境實(shí)施必要調(diào)研。實(shí)施必要調(diào)研是為了根據(jù)調(diào)研獲得的情況，制定比較安全可靠的施工措施。在實(shí)施調(diào)研過(guò)程中，需要了解清楚施工地段的地質(zhì)、水文或土質(zhì)條件，需要根據(jù)具體施工環(huán)境或條件，準(zhǔn)備必要的施工設(shè)備或合理劃分施工時(shí)段。也就是說(shuō)，通過(guò)必要調(diào)研，根據(jù)調(diào)研結(jié)果解析影響施工因素，選擇施工應(yīng)用技術(shù)，確立施工最佳方案[4]。只有做到這樣，才能較好保證市政管道施工順利進(jìn)行，并不會(huì)過(guò)分影響施工場(chǎng)地周?chē)h(huán)境。

在進(jìn)行前期調(diào)研工作時(shí)，需要收集好在調(diào)研中形成的必要資料。在收集必要調(diào)研資料過(guò)程中，尤其要特別關(guān)注不需公開(kāi)資料的收集，比如像國(guó)防通信光纜等。同時(shí)，在給排水工程施工建設(shè)當(dāng)中，還需要滿(mǎn)足必要的國(guó)防要求。不僅如此，還要調(diào)研好市政管道線(xiàn)路鋪設(shè)路徑具有的地質(zhì)條件，特別要弄清其附近地面建筑物等情況。

3.2 根據(jù)非開(kāi)挖施工技術(shù)確定市政管道合理施工方案

進(jìn)行市政管道施工，需要合理應(yīng)用非開(kāi)挖施工技術(shù)，且在具體施工過(guò)程中，根據(jù)所用施工材料的不同，運(yùn)用不同的施工設(shè)備。同樣，施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境不同，所要應(yīng)用的施工技術(shù)同樣有所不同。伴隨目前新設(shè)備、新材料或新技術(shù)不斷應(yīng)用市政管道施工過(guò)程中，這就要求市政管道施工建設(shè)部門(mén)必須要根據(jù)具體施工工程情況，對(duì)施工方案進(jìn)行實(shí)事求是的合理編制，尤其要關(guān)注施工工藝與施工材料的選擇，并嚴(yán)格遵循施工程序或步驟。

在市政管道具體施工過(guò)程中，需要根據(jù)施工管道的作用，設(shè)計(jì)好鋪設(shè)管道的長(zhǎng)度、深度或坡度，并制定嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)范。因?yàn)樾枰獫M(mǎn)足應(yīng)用非開(kāi)挖施工技術(shù)要求，所以必須要進(jìn)行必要的嚴(yán)格設(shè)計(jì)，只有這樣，才能更好應(yīng)用相應(yīng)的非開(kāi)挖施工技術(shù)。針對(duì)管線(xiàn)方面的設(shè)計(jì)，需要充分考慮管線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)條件情況，并在具體施工中，需要選擇中性土層實(shí)施必要的穿管。當(dāng)遇到軟性土層時(shí)，還要采取灌漿等加固措施。針對(duì)管道入土角度的選擇，既要考慮施工情況，又要考慮施工條件的保證，還要考慮對(duì)地面建筑物地基基礎(chǔ)的影響等。

4 非開(kāi)挖施工技術(shù)在市政管道施工中應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)

4.1 嚴(yán)格定位測(cè)量好軸線(xiàn)，并給予及時(shí)的校正

在應(yīng)用非開(kāi)挖施工技術(shù)過(guò)程中，嚴(yán)格定位并測(cè)量好軸線(xiàn)，它能直接關(guān)系到鉆機(jī)的鉆井。因此，在對(duì)軸線(xiàn)進(jìn)行嚴(yán)格定位測(cè)量時(shí)，一定要堅(jiān)持必要而嚴(yán)格的測(cè)量，用以保證鉆機(jī)鉆井的正確方向。在實(shí)施導(dǎo)向孔施工過(guò)程中，也必須要根據(jù)軸線(xiàn)的定位測(cè)量，應(yīng)用定向鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行必要的水平鉆進(jìn)。同時(shí)，在必要情況下，還要應(yīng)用控向儀等儀器設(shè)備控制鉆機(jī)鉆進(jìn)方向，也要控制鉆機(jī)所鉆深度。如果出現(xiàn)了定位測(cè)量誤差，必須要進(jìn)行必要及時(shí)的校正，嚴(yán)禁出現(xiàn)錯(cuò)誤性施工。

4.2 伴隨鉆機(jī)鉆進(jìn)進(jìn)度實(shí)時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)

在進(jìn)行具體施工前要進(jìn)行必要調(diào)研，并非能夠清楚地下巖層情況。所以，在實(shí)施鉆孔施工過(guò)程中，對(duì)鉆機(jī)的鉆入段應(yīng)該進(jìn)行必要的輕壓慢轉(zhuǎn)，當(dāng)鉆機(jī)進(jìn)入平直段以后，再使鉆機(jī)進(jìn)入輕壓快轉(zhuǎn)模式，從而確保鉆機(jī)具有正確的導(dǎo)向性，保證其鉆進(jìn)的穩(wěn)定性。隨著鉆機(jī)的鉆進(jìn)深度，伴隨地下巖層出現(xiàn)的變化，當(dāng)鉆機(jī)鉆進(jìn)突破不同的巖層帶時(shí)，需要根據(jù)不同巖層出現(xiàn)的不同變化情況，適時(shí)調(diào)整鉆機(jī)的鉆進(jìn)參數(shù)，以免因?qū)Σ煌瑤r層的鉆進(jìn)，造成對(duì)鉆機(jī)機(jī)械設(shè)備的損害。

4.3 高度關(guān)注和密切監(jiān)控施工工程

鉆機(jī)在進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，需要特別關(guān)注并留意是否會(huì)出現(xiàn)地質(zhì)突發(fā)情況或問(wèn)題，比如像鉆壓出現(xiàn)了突然變化或出現(xiàn)了泥漿漏失等問(wèn)題。如果出現(xiàn)了類(lèi)似于這些歸屬地質(zhì)條件性的突發(fā)狀況，或者是出現(xiàn)了鉆機(jī)機(jī)械設(shè)備故障隱患等問(wèn)題，就需要立即停止鉆進(jìn)作業(yè)，并在第一時(shí)間向有關(guān)施工技術(shù)人員或地質(zhì)勘探工程師等通報(bào)出現(xiàn)的突發(fā)狀況，等待他們查明出現(xiàn)突發(fā)狀況的原因并采取必要調(diào)整或解決措施后，再繼續(xù)進(jìn)行鉆機(jī)的鉆進(jìn)作業(yè)[5]。

4.4 必須強(qiáng)化導(dǎo)向孔完工以后的檢查工作

當(dāng)對(duì)導(dǎo)向孔通過(guò)鉆機(jī)鉆進(jìn)進(jìn)行施工任務(wù)完成以后，需要針對(duì)作業(yè)操作坑道的入土口和接受坑中的出土口，在作業(yè)面方位以及標(biāo)高等方面進(jìn)行必要的核查。核查的目的是要確保鉆出的導(dǎo)向孔必須要與設(shè)計(jì)軸線(xiàn)保持它們的一致性。如果出現(xiàn)了不一致問(wèn)題，則要進(jìn)行必要的斧正,這是保證非開(kāi)挖施工鋪設(shè)或修復(fù)地下管道順利進(jìn)行的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。

4.5 將鉆機(jī)導(dǎo)向鉆頭換成回?cái)U(kuò)鉆頭

按照市政管道施工設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)鉆機(jī)實(shí)際鉆進(jìn)取點(diǎn)對(duì)導(dǎo)向孔軸線(xiàn)進(jìn)行施工校驗(yàn)與核查，當(dāng)獲得確認(rèn)以后，則需要將鉆機(jī)的導(dǎo)向鉆頭換成回?cái)U(kuò)鉆頭，并且還需要以導(dǎo)向孔作為基本軸線(xiàn)，實(shí)施回?cái)U(kuò)作業(yè)。在進(jìn)行回?cái)U(kuò)作業(yè)過(guò)程中，需要盡可能保持合適的泥漿量，還要對(duì)泥漿具有的性能參數(shù)實(shí)施不定期的必要檢測(cè)，且根據(jù)檢測(cè)情況，再依據(jù)土層或巖層具體情況調(diào)整好泥漿應(yīng)有的性能指標(biāo)。比如，如果遇到的土層是一種粉淤質(zhì)土層，那么就可以在泥漿當(dāng)中添加適量的稀釋粉，用以起到潤(rùn)滑鉆機(jī)鉆桿和塑管以及固化洞壁等作用。

4.6 強(qiáng)化必要的審核校對(duì)工作

當(dāng)市政管道施工工程完成以后，做好必要的審核校對(duì)工作則顯得尤為重要。審核校對(duì)的重點(diǎn)是要根據(jù)市政管道施工設(shè)計(jì)圖紙，審核校對(duì)擴(kuò)孔的孔洞是否做到了準(zhǔn)確無(wú)誤，是否能夠滿(mǎn)足工程的需要。

5非開(kāi)挖施工技術(shù)在市政管道施工中需要采取的特殊措施

5.1 在應(yīng)對(duì)精度要求上需要采取的特殊施工措施

市政管道施工工程施工相對(duì)復(fù)雜，尤其是對(duì)城市地下管道的鋪設(shè)與修復(fù)，其施工程度愈加復(fù)雜。因此，相比比較普通的管道施工，市政管道施工呈現(xiàn)的難度或復(fù)雜度很高，并對(duì)精度要求同樣很高。在具體施工準(zhǔn)備階段，需要做好必要的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作，并在勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量減少誤差，尤其是要減少鉆井施工過(guò)程中的誤差。在具體施工過(guò)程中，也需要強(qiáng)化必要的檢測(cè)與監(jiān)控，這是在應(yīng)對(duì)精度要求上需要采取的比較特殊的施工措施。同時(shí)，還要科學(xué)合理選擇施工時(shí)段，針對(duì)市政管道工程施工，需要重視施工安全，為減少施工干擾因素，要盡可能選擇人流量較少的時(shí)段進(jìn)行市政管道工程施工。當(dāng)出現(xiàn)施工欠缺相應(yīng)合理性問(wèn)題時(shí)，不能由施工人員進(jìn)行擅自做主，要及時(shí)上報(bào)，通過(guò)合理措施加以解決。

5.2 在應(yīng)對(duì)沉降問(wèn)題上需要采取的特殊施工措施

沉降問(wèn)題是市政管道地下施工工程所能遇到的常見(jiàn)問(wèn)題之一。因?yàn)檫M(jìn)行市政管道地下施工，需要施工開(kāi)挖地下鋪設(shè)管道路徑，會(huì)遇到開(kāi)挖地下土質(zhì)問(wèn)題，這又是一個(gè)難以規(guī)避的問(wèn)題。所以，它需要具體施工技術(shù)的應(yīng)用。為了更能有效規(guī)避出現(xiàn)沉降問(wèn)題，在進(jìn)行具體施工過(guò)程中，可以應(yīng)用間斷式開(kāi)挖施工措施，并可以采用增加工作井的方法，將整個(gè)鋪設(shè)地下管道的施工工程劃分成多個(gè)部分，再按照劃分成的幾個(gè)施工部分，進(jìn)行一段一段地施工開(kāi)挖。應(yīng)用這樣的施工辦法，能在一定程度上規(guī)避因土壤出現(xiàn)變形而形成的沉降或沉陷問(wèn)題。同時(shí)，在具體施工當(dāng)中，通過(guò)預(yù)判對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)沉降的施工地段采取必要的加固措施，尤其可以針對(duì)某些部位，采用灌漿封堵等加固措施，用以減少沉降問(wèn)題的發(fā)生，避免地面塌陷坑問(wèn)題的出現(xiàn)，維護(hù)城市道路行人與車(chē)輛通行安全。

結(jié)語(yǔ)

在市政管道施工中，需要應(yīng)用的非開(kāi)挖施工技術(shù)有比較多的種類(lèi)，但在實(shí)際施工過(guò)程中，還是需要根據(jù)工程施工具體情況，采用不同的非開(kāi)挖施工技術(shù)，進(jìn)行必要的施工。尤其是在新管道鋪設(shè)施工上，必須要注重施工工程的具體設(shè)計(jì)工作，在對(duì)地下管道進(jìn)行修復(fù)工程施工中，也要注重施工材料的合理選擇和必要施工方法的應(yīng)用。選擇比較合理的非開(kāi)挖施工技術(shù)，是對(duì)市政管道工程施工的一種支持。只有選擇必要而合理的非開(kāi)挖施工技術(shù)，才能打造較好的市政管道工程建設(shè)結(jié)果。因此，需要發(fā)揮好非開(kāi)挖施工技術(shù)在市政管道施工過(guò)程中應(yīng)有的重要作用。想要達(dá)到這樣的目的，則需要不斷完善提高非開(kāi)挖施工技術(shù)，以提高其施工質(zhì)量并推廣應(yīng)用，促進(jìn)市政管道施工建設(shè)質(zhì)量。