论非开挖技术在供水管道施工中的应用

张仲宇

（重庆中法供水有限公司　重庆江北　400021）

论非开挖技术在供水管道施工中的应用

张仲宇

（重庆中法供水有限公司重庆江北400021）

随着我国城市化进程的不断发展，现代城市各项设施也越来越完善。我国城市所表现出来的主要特点是建筑物非常密集，场地狭小，地下管道复杂多样，明挖施工很困难，而且局限性很大，因此，非开挖施工技术越来越广泛地应用到供水管道的施工当中。本文对非开挖施工技术在供水管道施工中的应用进行了讨论。

非开挖技术；供水管道；施工；应用

引言

在供水管道的施工中，非开挖技术属于一项十分重要的技术，直接影响着管道的施工质量。在供水管道施工建设中，由于现代科学技术的发展及新材料、新工艺、新设备的涌现，也为给水管道施工质量的提升奠定了基础。随着时代的发展，在市政工程给水管道施工应对非开挖技术加以重视，只有这样才能提升整个工程的质量。

1　非开挖技术的优点

所谓非开挖技术，其指的是地下管线的非开挖施工技术，也就是指在地表不开挖的情况下，通过相关地质工程技术方式，对各个地下管线进行铺设、修复及更换的一项高科技技术。目前在公路工程、铁路工程、建筑工程、水利工程等多个领域无法开挖施工的工程中得到了广泛的应用。非开挖施工技术可广泛地应用于闹市区、古迹保护区、植被保护区以及农作物保护区的煤气、供水、电讯、电力、石油、天然气等的更新、修复以及铺设。非开挖施工技术的显著优点是不会影响到交通，不会对环境造成破坏，不会对原有的建筑物和路面造成破坏，而且施工的工期相对较短，综合设施的成本很低，具有十分显著的社会效益。因为供水管道施工涉及因素非常复杂，所以在施工时要尽可能地减少其对居民生活、工作以及交通的影响，使城市施工时，其他的功能、居民的城市生活也能够正常地开展。非开挖技术相比开挖技术，其优点主要包括以下几个方面：①对交通影响小，对绿地、植被等破坏力度小，对居民正常生活影响小。②开挖技术不能应用的工程，如河流、交通干线等，应将非开挖技术应用到工程量最小的位置，从其下面穿越，进行管线铺设。③在管线铺设方向、埋深等方面，管线控制精确度较高。④具有较高的经济效益与社会效益。

2　非开挖施工的主要技术

2.1导向钻进技术

导向钻进技术是以水射流破土并且方向可控的钻进技术。第一步就是按照一个设计的轨迹，使用地表上设置的钻机来钻一个孔，第二步就是在扩孔以及回拉的同时把管线输入里面。导向钻进技术适用的管材是塑料管以及钢轨，其他的一些情况不宜采用这种方法。

2.2顶管法

这种施工方法起源于美国，是在非开挖施工技术中应用非常广泛的一项技术，这种施工方式最早在排水工程的施工中有所运用。完整的顶管施工包括的部分主要有接收坑以及工作坑、顶铁、顶管掘进机、基坑导轨、顶进用管、后座墙、输土装置、测量以及校正系统、地面起吊设备、注浆系统、通风与换气系统，以及辅助施工的供电及照明系统。顶管施工就是指借助油缸的力量把工具管或者掘进机通过工作坑内穿过上层而吊起来，并且把紧跟在掘进机或者工作管后面的管道在两个工作坑之间埋设。这种施工方式的施工流程为：第一步在管道的设计路线上做出几个小基坑当作顶管的工作井，并且把工作井作为一段顶管的起点和终点；第二步就是在顶管出口孔的侧墙上面安装液压的千金顶以及承压垫板。

2.3非开挖施工的维修技术

工程施工中的非开挖修理技术可以分成线状修复以及点状修复技术。点状修复技术又叫作部分修复技术，是对在管线中已经损坏的部分进行修复性施工的技术方法，而线状修复技术是对整段管道进行修复的技术，下面分别介绍这两种修复技术：①点状修复技术。这种修复方法主要针对没有达到使用年限，管体的整体结构相对完好，只是管道的接口出现渗漏现象的管道。值得引起注意的一点是，这种修复技术只能用于直径在800mm之上的管道的维修。原因是在早期的点状维修技术施工中，其实现方式是工作人员进入到管道内来进行维修工作。②线状修复技术。这种维修技术虽然不能让管道结构的强度增强，但是可以使管道的使用寿命延长，管道的耐压性也会提高，管道的耐磨性以及耐腐蚀性都会增强。这种施工方法可以分成两大类：内衬管法以及涂层法。内衬管法主要是指把浸有热硬化性树脂的一些软管材料输送到施工现场。

3　供水管道施工中非开挖技术的应用

3.1管道铺设

因管径不同，选用的管道铺设方式也不尽相同，如管道口径较大时，长度在900mm以上，管道铺设一般选用顶管法进行施工，当管道口径较小时，长度在900mm以下时，管道铺设一般选用导向钻进法或微型隧道施工方式等。

3.2水平定向钻进施工

作为技术新型施工技术，供水管道施工给水管道施工中选用水平定向钻进施工方式，可以降低管道的维修费用，并能大大缩短工程施工工期。现阶段，在供水管道施工给水管道非开挖施工中，水平定向钻进施工技术具有较高的施工效率及较低的成本投入。在供水管道施工给水管道管径700mm以下时，主要选用这种方式，管线以直线与曲线为主，选用的管材一般为PE、PVC，这种管道施工主要应用于粘性地质工程中。选用水平定向钻进施工技术进行市政道路给水管道施工，主要分为以下两个环节：①严格遵循设计规定，对钻孔位置进行确定，并进行导向孔施工；②扩张导向孔施工，沿着导向孔将管材向导向孔内拖入，并实现给水管线穿越作业。

3.3导向孔、预扩孔施工

在钻机就位前，必须检查管线穿越情况，如路径等，确保整个管线穿越过程中没有障碍物或其他管线。在施工过程中，应防止损坏其他管线。施工单位应按照给水管道施工的具体情况，进行钻机钻头的合理选择，随后通过泥浆泵进行钻孔施工。当一根钻杆没有完成时，必须测量钻头的具体位置，保证钻头方向及位置的准确性，并确保与导向孔曲线设计规定相符合。一般情况下，导向孔施工中成孔直径与回拖管线直径相比都要小出许多，为达到比回拖管线直径大的效果，可以选用扩孔器进行施工，直至导向孔直径符合设计规定，停止扩孔施工。预扩孔施工主要应用于给水管道直径在200mm以下的市政管道工程，在这个施工阶段，必须遵循施工现场的具体情况，设定预扩孔的直径。

3.4回拖管线施工

在进行回拖管线的施工之前，施工人员要做好扩孔工具和管线之间的连接工作，确保将其连接好以后，才能进行管线的回拖施工。管线在回拖的工程中，并不是旋转的，扩孔中都充满了泥浆，因此，管线在回拖的过程中，处于悬浮的状态，减少了回拖过程中产生的阻力，保护了管线的防腐层。

3.5管线修复

在城市地下给水管道施工中，管道修复具有至关重要的作用。当管道存在损坏现象时，可选用局部修复、独立管段修复或全管道整体修复等多种方式。目前我国非开挖技术并不成熟，因多种因素，如设备、技术等的制约，在市政道路给水管道修复中往往选用国外的先进技术，如爆管法、内衬法、缠绕法等。

（1）爆管法也被叫做碎管法或胀管法，是利用爆管工具从进口坑向旧管道口进入，在动力作用下对旧管产生挤压力量，并将其压碎，随后利用扩孔器想旧管附近土层内挤入旧管碎片，并对相同口径或更大口径的管道进行牵引，进而实现以旧换新的作用。

（2）缠绕法主要适用于污水管道的修复。通过PVC或HDPE制作的带T型筋或边缘公母扣的板带，选用在井内安装的制管机把板带卷成螺旋形圆管向管内送入，随后进行稳定并进行密封，选用的材料为硅胶。完成管道制作后，应将水泥浆灌入螺旋管与混凝土母管之间的位置。

4　供水管道非开挖施工的注意事项

①施工方式及机械设备选择是否合理是非开挖地下管道施工能否成功的关键。在选择管道施工方式及机械中，应严格遵循施工现场的地质情况、水文条件等，确定管道埋深、管径等。如选用挤压冲击掘进的方式进行软基粘土地质施工，选用水冲式顶管机进行砂质粉土地质施工。由此可见，施工方式与机械设备选择对工程施工质量具有决定性的作用。②选用水平导向钻进施工方式，可进行钢管、PVC管、PE管等刚性连接管道的铺设，施工前必须在地面上连接待铺管道，曲线段应选用1度的借转角度，一次钻进长度最高为800m，导向定位系统可以对30m的深度进行准确测量。水平导向钻进施工方式，可以对地层复杂情况进行灵活处理。

5　结束语

综上所述，随着社会经济发展速度的不断提升，居民生活水平也得到了提高，为此，对供水管道施工质量也愈加关注。在供水管道的施工过程中为降低对交通、建筑物等多方面的影响，往往选用非开挖技术进行施工，在施工过程中必须对其优点进行分析，在提高施工技术水平的同时，必须规范施工工艺，只有这样才能提升市政给水管道施工的整体质量。

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TU991.05

A

1673-0038（2015）38-0241-02

2015-8-26

张仲宇（1983-），男，助理工程师，大学本科，主要从事给排水工作。