试论非开挖技术在市政给水管道施工中的应用对策

2020-11-26张鹏宇

建材发展导向 2020年7期

张鹏宇

（山西省阳泉市自来水公司，山西阳泉 045000）

1 给水管道施工中实施非开挖技术的优缺点

非开挖技术应用须明确其对于给水管道施工具有哪些优点与缺点。比较传统开挖技术，它不需要对地表与路面进行开挖破坏，在保护环境、交通维系等等方面更有优势。新技术在开挖地面过程中也不会导致地下管道变形破裂，或者产生地陷等问题，在一定程度上对其他地下管道及构筑物扰动较小。下文将展开分析。

1.1 优点

非开挖技术的最明显优点就是它不会对地表路面进行大面积开挖，有效规避了长期以来开挖技术所带来的各种困扰影响，例如环境脏乱、交通阻断、商铺歇业、出行不便等等。由于无需大面积开挖路面，所以铺设道路的上部土层没有松动，管道管节端也不会发生形变破裂，因此它在一定程度上大幅度提升了给水管道的使用寿命。

1.2 缺点

非开挖技术的难点在于铺管施工过程，其施工技术细节繁多复杂，对操作技术要求较高，需要专业技术人员使用专业设备进行作业。在我国，非开挖技术研究实践起步相对较晚，技术水平十分有限，从事研发工作人员也相对偏少，整体看来技术应用缺乏创新，生产质量难以保证。所以这也让该技术在城市市政给水管道工程中的应用比较谨慎[1]。

2 非开挖技术在市政给水管道施工中的实践应用

如上文所述，非开挖技术在市政给水管道施工中的实践应用技术细节复杂，所以下文主要探讨它的水平定向钻拖管施工、顶管施工（人工干作业顶管）两项关键技术的实践应用情况。

3 水平定向钻拖管施工技术实践应用

3.1 测量放线

在工程项目完成设计交底与施工图纸后，需要在钻机施工现场引入测量放线设备，提前为钻机测量中心线与开挖点直线。其具体操作流程中还运用到了泥浆罐、钻杆等等设备，配合基坑出土点开挖，精确计算施工现场占地面积。在管线施工前需要按照作业带长度进行现场分段，测算获得拖管实际长度，管线作业带采用直线预制技术，避免由于道路交叉所造成的管线作业带设计错误。

3.2 地锚坑挖掘

在地锚坑挖掘施工过程中要在其周围砌筑砖墙，保证锚杆就位。在锚杆与墙体之间所存在的剩余空间采用混凝土加固，保证地锚前钢管桩就近打入。一般情况下，钢管桩应该高出地面大约0.5m 左右，且保证地锚与钢管桩之间运用槽钢稳固焊接。

3.3 定向钻施工

在定向钻施工中将钻头置于横过中心线位置，当钻机就位后连接系统，确保试运转到位，确保设备正常运行。然后开始正式测量控向参数，按照操作规程对定向控制参数进行校准，确保数据准确性。在横轴不同位置进行测量，至少保证每个位置测量4 次以上，然后进行测量数据对比，最后取有效平均值作为控制参考值。

4 水平定向钻拖管施工

在水平定向钻拖管施工中，在确保各个参数指标正常后正式开钻施工。首先是钻导向孔，这是整个施工技术过程的关键环节，它直接关系到主管道穿越能否成功。通过定向控制对穿越精度与整体施工质量进行把握，所以在施工过程中要保证钻杆操作符合图纸设计要求，严控相关指标，如：曲率半径指标、顶管注浆减阻参数等等。

在扩孔阶段，要根据交叉铰孔与洗孔的次数对管道直径进行随时调整，保证每一次预扩孔施工都能实现钻具与钻杆的有效衔接和倒运。在施工中需要仔细观察铰孔位置，如果铰孔不顺则需要进行冲洗，再重新投入施工。结合地质条件与上部扩孔条件，有针对性确定下一次扩孔尺寸与扩孔器水嘴直径、数量，在确保泥浆压力与流量的基础之上提高定向钻拖管施工承载能力。

最后是管线回拖施工，作为水平定向钻拖管施工中的最关键一步，它使用的钻具组合相当复杂，其中包括了基础钻杆、万向节、桶式扩孔器以及穿越管线[2]。

4.1 顶管施工技术实践应用

顶管施工技术在市政给水管道施工中的应用非常广泛，它主要基于人工干作业顶管技术展开，在顶进方式、导轨方式等等方面都用到了人工操作，即人工挖土顶进管道。其在导轨、仰角施工中保持管道设计坡度一致，允许偏差控制在±2mm 以内，顶标高允许偏差则控制在0～3mm 范围内。在顶进施工中运用到了千斤顶支撑设备。以下主要介绍顶管施工技术在市政给水管道施工中的几点关键应用。

4.2 顶管注浆减阻技术应用

在顶管注浆减阻技术实施中要采用到水和膨润土，将两种材料按照3∶1 的比例混合，膨润土在水中的溶胀量能够达到其原重量的700%以上。在混合贮存后，由于受到外力作用和下凝固流动作用影响，材料会在土壤与管壳之间进行喷射，最大限度降低管接头摩擦阻力，确保膨润土与水混合而成的泥浆具有良好稳定性。而为了保证膨润土浆料性能始终良好，还要在制浆过程中适当添加像纤维素、缓凝剂、纯碱等等辅助材料。考虑到膨润土中含有大量的钙基钙离子，所以它可根据不同土壤性质选择不同配方，在经过触变后具有良好的流动性和胶凝性，在灌浆后可保证在给水管道周围前后自如滑动，减少摩擦。