淺談市政給排水工程的非開挖拉管施工技術(shù)

李勝光 菏澤市市政建設(shè)工程有限公司

1 前言

隨著我國各個(gè)城市建設(shè)腳步的越來越快，城市中地下管道網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)綜復(fù)雜、地表的建筑逐漸增多。隨著城市的發(fā)展，城市市政管道的維修和更新工作是難以避免的。傳統(tǒng)開挖施工方式會導(dǎo)致城市道路質(zhì)量變差、破壞環(huán)境，同時(shí)給城市居民的工作和生活帶來了諸多的不變，因此施工成本也越來越高[1]。為了解決現(xiàn)有市政設(shè)施與施工的矛盾，我國于20世紀(jì)90年代引進(jìn)了非開挖施工技術(shù)。

2 市政給排水工程概述

在我國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，人民群眾的生態(tài)觀念和意識逐漸得到了提升。在現(xiàn)代城市建設(shè)的過程中，對于環(huán)保設(shè)施的建設(shè)越來越重視，這就充分體現(xiàn)了市政給排水工程的重要程度，幾乎城市中的每一個(gè)區(qū)域都會設(shè)置排污管道，因此給排水工程的施工質(zhì)量直接影響排污效果[2]。

在市政給排水工程施工過程中，其施工進(jìn)度和施工質(zhì)量受多方面因素共同影響，同時(shí)也對城市居民的提出工作生活有著一定程度的限制。為了提升給排水施工質(zhì)量，保證城市居民生活質(zhì)量，同時(shí)降低給排水工程給城市正常運(yùn)行帶來的限制，需要在市政給排水工程施工中充分應(yīng)用非開挖拉管施工技術(shù)。

3 非開挖拉管施工技術(shù)概述

3.1 非開挖拉管施工技術(shù)

非開挖拉管施工技術(shù)是指在不開挖或者是只開挖少量作業(yè)坑的條件下，利用巖土鉆掘技術(shù)進(jìn)行鋪設(shè)、修復(fù)和更換管道。非開挖拉管技術(shù)主要的技術(shù)優(yōu)勢在于這項(xiàng)技術(shù)在地下管線的鋪設(shè)和維修上不需要通過開挖地面的方式來實(shí)現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)主要通過鉆機(jī)鉆進(jìn)先行構(gòu)造出鋪設(shè)地下排水管線或更換地下管線所需的通道，不僅可以提高效率還可以減少對環(huán)境和交通等方面不良的影響[3]。

除此之外，非開挖拉管技術(shù)還可以更廣泛地適用于不同類型的土質(zhì)，具有較強(qiáng)的施工適應(yīng)性。這項(xiàng)技術(shù)所體現(xiàn)的便捷性可以降低工程成本，適應(yīng)不同的施工環(huán)境，在不同環(huán)境下應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)使這項(xiàng)技術(shù)的可操作性和易用性特點(diǎn)顯著，方便工程的組織和實(shí)施。

與傳統(tǒng)的開挖式施工方法相比較，非開挖拉管技術(shù)只需要對工程的施工現(xiàn)場和周邊環(huán)境進(jìn)行必要的勘察。然后根據(jù)具體施工要求設(shè)計(jì)好施工路徑，鉆機(jī)到達(dá)施工現(xiàn)場后即可開始施工，實(shí)踐充分驗(yàn)證了非開挖拉管技術(shù)在提高效率，減少施工不良影響等方面具有諸多優(yōu)勢，其在實(shí)踐中的應(yīng)用前景廣泛。

3.2 非開挖拉管施工技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

3.2.1 施工成本較低

非開挖施工技術(shù)雖然起步較晚，但是近些年非開挖技術(shù)在理論和施工工藝方面都得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。應(yīng)用非開挖技術(shù)進(jìn)行施工，不會擾動所鋪設(shè)管道上部的土層，管道的管節(jié)端不容易產(chǎn)生段差變形，同時(shí)管道的使用壽命也會更長。對于市政建設(shè)來說，采用非開挖拉管技術(shù)還可以節(jié)省一大筆征地拆遷費(fèi)用，減少動遷用房，縮短管線長度[4]。

此外，非開挖拉管施工技術(shù)只需要利用水平鉆機(jī)開展施工作業(yè)即可，通過多種施工設(shè)備的運(yùn)用，大大減少了對于人力資源的需求，在很大程度上降低了施工成本。

3.2.2 施工操作簡單

市政給排水工程采用的管道通常以大口徑為主，且管道埋深較深，因此自然地基就不能作為管道的基礎(chǔ)，而為了保證管道在使用過程中的穩(wěn)固，管道基礎(chǔ)應(yīng)該選用混凝土或者碎石。

傳統(tǒng)開挖埋管的施工方式，因管道口徑大、埋深大等原因，必須要進(jìn)行相應(yīng)的支護(hù)措施，對于地下水位較深的地區(qū)也要進(jìn)行降排水措施，以保證施工的順利進(jìn)行[5]。應(yīng)用非開挖拉管施工技術(shù)，不但能夠提高市政給排水施工的效率和質(zhì)量，同時(shí)可以明顯簡化支護(hù)措施，進(jìn)而縮短個(gè)施工工序的工期。

3.2.3 明顯縮短施工周期

在市政給排水工程中，傳統(tǒng)的開挖施工技術(shù)的施工工序較為煩瑣，并且挖土開方的工程量以及土層回填工程量相對較大。此外，重復(fù)開挖道路不但會對城市的交通造成負(fù)面影響，也有可能對地下其他管線或建設(shè)設(shè)施造成破壞，影響其正常使用。而非開挖拉管施工技術(shù)，能夠有效避免上述問題，對于工期緊、任務(wù)重的工程建設(shè)項(xiàng)目來說具有較高的應(yīng)用價(jià)值[6]。

3.2.4 有效減少對周圍環(huán)境的影響

傳統(tǒng)的開挖埋管施工技術(shù)，總是會對土層的結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞，同時(shí)開挖工作也會對周圍的自然環(huán)境和人文環(huán)境造成破壞。但是，非開挖拉管施工技術(shù)就可以有效地解決這個(gè)問題，地下施工可以有效較少施工過程對周圍環(huán)境的影響，同時(shí)還能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)對土層結(jié)構(gòu)的保護(hù)[7]。

4 市政給排水工程非開挖拉管技術(shù)應(yīng)用的具體流程

4.1 前期調(diào)查

市政給排水工程在開始正式施工之前，需要進(jìn)行前期的調(diào)查工作，這對于整個(gè)工程具有十分重要的意義。通常情況下，在正式施工開始之前要嚴(yán)格考察城市的地下情況，具體可以從以下幾個(gè)方面入手：首先，相關(guān)工作人員可以通過政府機(jī)關(guān)全方位了解地下管線的設(shè)置情況，同時(shí)也可以使用地下管道探測儀器，探測地下管道的分布情況，保證在正式施工時(shí)可以避讓開原有的地下管線，避免對這些管線造成損壞；其次，還有充分了解施工現(xiàn)場的情況，如地下設(shè)施的分布情況和現(xiàn)場地質(zhì)情況等，盡量減小這些因素對施工的影響；最后要及時(shí)清理路面障礙物，確保施工流程順利實(shí)施[8]。

4.2 非開挖拉管施工技術(shù)要點(diǎn)

作為一種新型的地下管線施工技術(shù)，近些年來非開挖拉管施工技術(shù)在我國得到充分的發(fā)展。隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的施工技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)城市發(fā)展的實(shí)際需求，非開挖拉管技術(shù)是市政給排水工程施工的主要施工技術(shù)之一，其施工技術(shù)水平對于工程整體質(zhì)量來說有著十分重要的影響。非開挖拉管施工技術(shù)的具體操作流程如下。

4.2.1 設(shè)計(jì)導(dǎo)向孔軌跡

導(dǎo)向孔是擴(kuò)孔拉管的母線，也是最終的管線孔。在市政給排水工程施工過程中，管道對于深度和坡度的要求較為嚴(yán)格，允許誤差相對于其他管線相對較小，施工難度也較大。因此，市政給排水工程在管線設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到生產(chǎn)廠區(qū)的實(shí)際情況，保證管道在鉆入到管線孔時(shí)入土角度較小，進(jìn)而滿足施工的基本要求[9]。

4.2.2 選用合適的管材

在管材的選用上，管材應(yīng)具備以下特點(diǎn)：材料韌性高，抗拉能力強(qiáng)，抗刮痕能力好；要保證管道鏈接處強(qiáng)度高于管道本身強(qiáng)度，便于拖拉，連接處密封性能好；由于給排水管道走向容易受施工軌道的改變而改變，因此管材要有較好的可繞性能。

4.2.3 泥漿的配制

在進(jìn)行泥漿配制工作時(shí)，要應(yīng)用由質(zhì)量良好的膨潤土和少量的高分子聚合物制成的聚合物泥漿。這種泥漿中的高分子聚合物含量大約占泥漿總質(zhì)量的2%。同時(shí)，由于這種泥漿具有良好的造壁性、潤滑性，以及能夠有效降低扭矩，因此在進(jìn)行擴(kuò)孔拉管工作時(shí)也要應(yīng)用相同配制比例的泥漿。

4.2.4 泥漿配制以及注漿工藝

首先，在進(jìn)行泥漿配制工作時(shí)，應(yīng)該選擇質(zhì)量較好的濕潤土，選擇科學(xué)合理的配比，確保泥漿具有較好的支承性能，也有良好的減小摩擦的效果。此外，要保證泥漿得到了均勻的攪拌，而且在泥漿壓入之前，還需要再一次攪拌儲漿箱中的泥漿。

其次，對于注漿工作來說，最重要的就是控制注漿的壓力，保證注漿壓力大于管體上方的水頭和靜土的壓力。在頂進(jìn)泥漿的過程中，要根據(jù)實(shí)際的地下水位情況以及地表形變情況及時(shí)地對注入泥漿的量和注漿的壓力進(jìn)行調(diào)整。在泥漿的出口處還需要設(shè)置單向閥門，用以避免回漿現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證即使在臨時(shí)停泵后孔道內(nèi)的泥漿壓力不發(fā)生改變。

最后，在頂管貫通之后，要使用觸變泥漿壓對管道外的純水泥漿進(jìn)行置換，從而減少后期管道的沉降。

4.2.5 導(dǎo)向孔的施工

以測量定位的軸線作為依據(jù)，應(yīng)用定向鉆機(jī)水平鉆進(jìn)，地面上方要應(yīng)用相關(guān)導(dǎo)航設(shè)備控制鉆進(jìn)的方向和深度，按照設(shè)計(jì)的要求，以軸線為依據(jù)構(gòu)成一條圓形通道，圓形通道的中心線就是所需要鋪設(shè)的管道的中心線。開始鉆孔時(shí)要采取輕壓慢轉(zhuǎn)的施工方式，在平直段要采用輕壓快轉(zhuǎn)的施工方式，進(jìn)而保證鉆機(jī)具有較好的導(dǎo)向性和穩(wěn)定性。

在實(shí)際施工過程中，鉆進(jìn)的參數(shù)要根據(jù)施工過程中地層和深度的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。此外，還要關(guān)注鉆進(jìn)過程中是否有扭矩、鉆壓的突變、泥漿漏失等異常情況發(fā)生，一旦出現(xiàn)異常問題就要立即停止施工，查明原因后及時(shí)進(jìn)行處理，之后再繼續(xù)施工。

4.2.6 回拖管材

管材回拖工作必須要在焊接自然冷卻，同時(shí)確保其質(zhì)量符合施工要求之后進(jìn)行。在管材回拖施工過程中，施工人員要著重重視孔道內(nèi)的情況，時(shí)刻關(guān)注鉆機(jī)回拖力和扭矩的變化；整個(gè)施工過程要保持穩(wěn)定地進(jìn)行管材回拖，避免出現(xiàn)用力過猛的情況；要保證一次性將管材拖入到成型的孔洞之中，盡可能避免出現(xiàn)中途停頓的情況，進(jìn)而保證回拖的速度。

4.2.7 擴(kuò)孔

非開挖拉管施工的主要工作之一就是擴(kuò)孔，是指在鉆孔工作結(jié)束之后，分析并完善施工的技術(shù)手段和管理措施，確保能夠有序地進(jìn)行管理工作，進(jìn)而有效提升管理工作的水平。在進(jìn)行回?cái)U(kuò)施工的過程中，還要將泥漿量始終控制在一個(gè)合適的范圍，同時(shí)不定期的檢測水泥的各種性能，保證水泥在施工過程中具有良好的性能。此外，還要充分考慮地層的實(shí)際情況，并以此為依據(jù)對回?cái)U(kuò)鉆進(jìn)的速度進(jìn)行合理的控制，以方便排除孔內(nèi)的殘?jiān)?/p>

5 市政給排水工程的非開挖拉管施工技術(shù)的質(zhì)量控制措施

5.1 管線軌跡設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制措施

與其他管道相比，給排水管道具有重力流的特點(diǎn)，這要求對給排水管線的設(shè)計(jì)工作要嚴(yán)格控制坡度和標(biāo)高，對管線軌跡設(shè)計(jì)的精確度要求較高。為了保證給排水管道設(shè)計(jì)的精確度，主要可以通過控制以下幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)：首先，要注意對于給排水管道的設(shè)計(jì)是否能夠有效指導(dǎo)實(shí)際施工；其次，要根據(jù)實(shí)際施工的各方面情況設(shè)置工作坑，進(jìn)一步保證標(biāo)高和入土角度的精確；之后要對管線的深度進(jìn)行精確計(jì)算；最后，要最大程度的避免會對測定結(jié)果產(chǎn)生干擾的因素，實(shí)際的施工時(shí)間也要盡量避開車輛通行較多的時(shí)間[10]。

5.2 成孔質(zhì)量的控制

市政給排水工程中的管道為重力流管道，其對于成孔的要求是具備有一定坡度的直線、較小的誤差以及不設(shè)置曲線段，這是給排水管道與其他管道的根本區(qū)別。為了滿足重力流管道的需求，在成孔質(zhì)量控制上可以進(jìn)行以下措施：第一是設(shè)置一定的工作井，出入土點(diǎn)的控制要以設(shè)計(jì)坡度為依據(jù)；第二是在不能設(shè)置工作坑時(shí)，就要對出入口附近的管段再一次進(jìn)行排管工作，同時(shí)還要接至檢測井，進(jìn)而保證管道是直線段且具有一定坡度[11]。

5.3 預(yù)防沉降的措施

在市政給排水工程施工過程中，應(yīng)用非開挖拉管技術(shù)難以避免的一個(gè)問題就是沉降問題。產(chǎn)生沉降問題的主要原因是施工區(qū)域的土體自身承載力較差或受到施工影響，出現(xiàn)沉降問題后，管材外側(cè)將出現(xiàn)縫隙并直接影響工程質(zhì)量，或者受到不良地質(zhì)條件影響，很難避免在管材外側(cè)不出現(xiàn)縫隙。

容易發(fā)生沉降問題的地方是管段管徑較大，或者管段埋深較淺的地方，一定要對穿過交通道路的管道進(jìn)行預(yù)防其沉降的措施，同時(shí)加強(qiáng)對其控制的力度。在市政給排水工程應(yīng)用非開挖拉管施工技術(shù)時(shí)，沉降問題一般會發(fā)生在2m以上的管道。因此對于需要穿過主要交通道路的管段，在擴(kuò)管作業(yè)時(shí)需要分次進(jìn)行，盡量降低土地因施工而發(fā)生的形變[12]。

6 結(jié)束語

非開挖拉管施工技術(shù)是目前我國市政給排水工程施工的主要技術(shù)措施。其相較于傳統(tǒng)的施工方式能夠有效減輕施工過程中給城市地表帶來的各種影響。根據(jù)本文的論述，不難看出非開挖拉管施工技術(shù)在市政給排水工程施工過程中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

因此，相關(guān)行業(yè)人員必須要充分認(rèn)識到這項(xiàng)施工技術(shù)的優(yōu)勢，并提出有效的實(shí)際操作措施，充分發(fā)揮其作用，不斷促進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也能促進(jìn)我國給排水工程建設(shè)施工水平的提升。