探索非开挖技术在市政给水管道施工中的应用

2020-02-15李燕飞

建材与装饰 2020年25期

李燕飞

（南通市水务有限公司，江苏南通 226001）

0 引言

之前，我国的城市水管建设采用挖掘修复模式，需要投入大量的人力与物力，长时间的修复工作，阻碍了交通的运输，影响人们的正常生活需求。近年来，我国在市政给水管道施工中引进非开挖技术，提高管道替换的工作效率，维护了城市的基础设施建设，推动其高速发展。

1 非开挖技术在市政给水管道施工的基本原理

非开挖技术是指采用挖掘设备和相应的科技手段，采用定向或者导向的钻孔模式，在地表开一个较小的口，进行铺设、更换或者修复地下的城市管道。它在1970 年左右被发明，90 年代被引入中国。这项技术可以广泛应用于供水、排水、输电、燃煤气、网络等行业的管道建设中去。非开挖技术由导向钻进铺管技术、遁地穿梭矛铺管技术、顶管掘进机铺设技术、顶管铺管技术这四部分组成。这项技术在我国得到了广泛应用，解决了传统挖掘技术的弊端，具有广阔的发展前景。

2 非开挖技术的优点

在不挖开地表或者少挖开地表的模式下，对低下的管道进行铺设、修复和检查，为城市的管道问题提供解决方向。采用非开挖技术，标志着城市基础设施建设的日趋成熟，提高了现代化程度的，加速城市文化的传播。非开挖技术有如下优点：①它能够不破坏原有的建筑结构，穿越公路、土地、高楼大厦，进行建筑工作，提高了施工的安全性，减轻工作人员的工作压力，减少对建筑的破坏，减少城市发展的成本支出；②因为没有大面积的开挖土地，所以不会破坏原有的土层结构，避免土层松动压迫管道的现象，延长使用寿命，提高资源的利用率；③避免对周围住户的影响，减少对交通的阻碍。例如，在之间的市政给水管道施工中出现需要通过居民的房子的情况，这时因为工程的必要性，不得不对房屋进行拆除，严重侵扰了居民的生活。但是采用非开挖技术就可以克服这个问题，只需要开一个小口，就可以完成管道的铺设。减少实际的支出，一定程度上提高过程的质量。

3 市政工程给水管道非开挖施工的注意事项

水管道非开挖施工技术在我国市政工程建设中的使用规模越来越大，形式也逐渐转向烦琐化，朝着多样性的方向不断进步。政府应该加强对它的重视度，施工单位应该加强对技术的把控，按照施工的流程一步步的推进，保障工程的质量，维护城市的有序发展。①加强对施工方法及设备的选择。应该结合施工现场水质情况、地理条件选取合适的设备，放置适宜长度以及口径的管道。当需要进行挤压掘进的施工方式时，应该采用软基黏土的施工模式，当需要进行水冲式顶管的施工方式时，应该采用砂质粉土的施工模式；②选者合适的水平导向钻。再进水平导向钻施工时，可以用pvc 管或者钢管作为铺设的管道。做好准备工作，提前连接好需要铺设的管道，保持1°左右的钻进角度进行施工。采用这种模式，可以高效应处理地下的土层问题；③施工结束后做好验收工作。施工设备应该由专人进行管理，每次施工结束后，要对设备运行的情况进行考核。成立专门的管理小组，记录别的使用时间、使用人员以及检修情况，及时的获知它的工作性能。通过建立健全的设备管理体系，不仅能够对生产风险进行全方位把控，还能够及时发现风险，防止事态的进一步恶化。同时，专业的挖掘设备只能由拥有专业资格证的技术人员进行操作，从根本上避免对设备的伤害。

4 在市政给水管道施工中非开挖技术的应用

4.1 管道铺设

结合市政给水管道施工的具体施工要求，测量输送管的直径和长度，制定对应的管道铺设方式，提高水管的使用效能。当需要铺设的管道口径过大时，应该采用顶管法进行建设。它采用泥水平衡的操作方法，适用于大管径超长度的施工要求。顶管法的施工效率较高，且对周围环境的污染较小，能够快速进行施工。它采用导向探测仪、导向钻机、液压机等设备进行水管铺设，定向精准，可以在各种质地的土层中发挥作用[1]。当需要铺设的管道口径过小时，应该采用导向钻进法进行建设。它采用顶拉法和拉管法，利用遁地穿梭矛技术，进行管道铺设。可以轻松地控制钻孔的方向，减少施工中不必要的设备，能够高效准确地进行施工。导向钻进法的施工时间较短，冲击力较大，保证工程的完成效果。要结合周围的环境与管道的各种要素，采用规范的施工模式，进行市政给水管道铺设工作。

4.2 水平定向钻进施工

水平定向钻进施工在目前的市政给水管道施工中的比重越来越大，起到重要的作用。它从全局出发系统化的对施工的支出进行掌控，在确保管道铺设质量的前提下，减少工程的时间，提高水管建设的效率，提高施工的水平。2017 年江苏省在铺设水管道时，没有大规模的开挖路面，无施工噪音，“静悄悄”地完成了跨桥水管道铺施工。采用先进的非开挖水平定向钻进施工技术，采用不同的的钻头多次进行工作，在地上打出一个小洞，之后采用吊钩将一个个焊接好的水管从大桥的这边运送到对岸，所有的工序都在地下完成，没有破坏周围的环境结构。在建设的过程中大桥可以正常使用，没有造成交通压力。水平定向钻进施工可以对位置进行进准把控，提高施工的严谨性，避免多次返工的现象，为城市的供水系统增加技术保障。

4.3 托管施工技术

①结合设计要求与施工的图纸，安排钻机场地控制线和设备安放线，确保钻机中心线、施工进入点、挖掘点在同一直线上；②进场道路及场面的平整。计算基坑挖掘的面积，修垫钻机场的地面使其平整；③以现场分段管道的长度为参考，使用直线预制的模式，减少与交叉道路的接触；④挖制地锚坑。它的周围用石砖堆砌好，设立好对应的锚杆后，用混凝土浇筑技术填补好两者间的缝隙。在地锚的前端置入一根钢管，钢管与地表的距离为0.5m左右。同时应该焊牢地锚与钢管之间的槽钢处。

4.4 导向孔施工

导向孔施工的一般步骤为：①结合地质情况选择合适的探头，然后将探头放置于对应的操作盒内；②把安装好的导向钻头连接到对应的钻杆上，接下来进行实验，看钻头的发射装置是否能够有效运转；③启动钻头进行工作，考查实际的工作情况；④结合市政给水管道施工设计图进行运作；⑤做好收尾工作，完场导向孔的施工。值得注意的是，在施工前应该检查水管在地下的穿越情况，看在施工的过程中会不会出现障碍物的阻隔，会不会对其他的功能性管道造成影响。如果存在类似情况应该尽早做出调整，保障水管铺设的安全性。在钻孔时，应该结合城市建筑行业的基本要求，把施工的噪音降到最低，同时要保证导向孔的曲线设计符合施工的需求。

4.5 预扩孔施工

预扩孔技术在市政给水管道施工中，主要应用于直径在200mm 以下管道的铺设工作。在铺设时应该结合地区的用水情况，合理设置扩孔的直径，提高水管工程的施工效果[2]。例如，在进行完导向孔施工后，要把这个孔位扩大到一定的直径便于输入水管，如需安装200mm 的管道，那么孔位必须扩大到270mm或者更大。每次扩孔的直径应该保持在120～170mm 左右，如果地层的硬度较强，需要适当增加扩孔的频率。首先，在进行扩孔施工时，要根据土地的硬度选择对应的钻头，因为在施工中易发生偏离的现象，应该加强对设备的控制，保证扩孔器与孔位的同心度。其次，扩孔施工中加强对孔位的维护，在多次回拉钻孔器的时候会携带出大量的泥浆，对原有的孔位造成破坏。需要根据钻孔效果，适当调整扩孔的力度。

4.6 回拖管线施工

在完成预扩孔工作和管线连接工作后，就可以采取回拖管线施工。在进行扩孔施工时，产生大量的泥浆，这样有利于回拖管线工作的推进。水管在地下悬浮于泥浆上，降低水管运输的效果，减少摩擦带来的伤害。

4.7 管线修复

管线修复在市政给水管道施工中起到决定性作用。要结合管道的破损情况，采取对应的解决措施。可以采用局部管道修复、独立选取管道修复、整体管道修复的模式。主要的修复措施有三种即爆管法、缠绕法、内衬法。爆管法是采用挤压的模式，替换破损的管道。缠绕法是通过制管机把维修材料送入到水管内，采用螺旋推入的模式填补破损位置。内衬法是通过送入新的软管形成新的内壁，填补水管的裂缝。2020 年初，某水务公司采用非开挖技术对管道进行养护工作。这种新技术就如同做一个“小手术”，不需要“开膛破肚”，只是划一个“小口”就能使水管“痊愈”。当时修复的是城市外环附近的一条水管。首先施工人员运用仪器精准定位破损管道的位置。接着，利用细绳把一条软管送入需要维修的水管内，当到达指定位置后，向里面打气使软管充满整个水管。然后，软管紧贴水管变成一层防护膜，填补破损的位置。60min 后防护膜固化，水管维修工作顺利完成。