非开挖技术在给排水工程的运用

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摘要：非开挖技术在给排水工程中具有十分重要的作用。非开挖施工能在不开挖地面的情况下铺设管道，有效避免给排水施工操作对路面以及周围环境的影响，并且施工成本比较低，施工安全系数高，具有良好的社会效益。本文对非开挖技术的应用优势进行有效分析，同时分析非开挖技术应用中所存在的问题，对非开挖技术应用的要点进行研究，期望实现非开挖技术和给排水工程的高效融合。

关键词：非开挖技术；给排水工程；应用

作为基础建设施建设，给排水管道施工对城市的综合服务质量具有直接影响。传统开挖施工模式对居民生活与环境等带来很大影响，同时其工程作业量也比较庞大，综合效益不高。基于此，对比与传统给排水管道施工技术，非开挖技术具有十分明显的优势，能够减少对周围环境以及地表的破坏，并且施工成本低，可有效提高给排水工程的质量。

1非开挖技术概述

1.1工程概况。某城市郊区部位城市道路工程，工程建设长度为3.256km，其中约1.5km为原有道路改造，其余1.7km路段为新建工程。工程红线控制宽度60m，其中机动车道采用双向四车道设计，设计时速60km/h，占23m；其余为绿化带、非机动车道和人行道，雨污排水工程设计重现期为1年。由于该工程所处位置为城乡结合部，原有排水管道设计较为落后，管径偏下，加上近些年周边厂区建设力度加大，流动人工增多，原有道路属于进出主城区的重要通道，不能采用封闭交通的形式进行施工。结合工程建设要求，设计“半幅施工、半幅通车”方案，为做好给排水工程施工质量控制，在原有道路改造中，采用非开挖施工技术，在确保施工工期的同时，尽量避免给周边居民生产生活带来较大影响。1.2非开挖技术的概念。非开挖技术至是在各种地下管道施工过程中，利用岩土钻掘设备和技术，基于导向或定向钻等形式，在入口或者出口等特定部位开挖较小面积，以此完成铺设、更换和修复地下管道的目的。非开挖技术的应用，能够尽量减少传统开挖施工模式对周边交通和构筑物的影响，具有施工速度快，综合成本低的特征，具有良好的经济效益和社会效益。随着非开挖技术水平不断提升，其在各种地下管道施工工程中得以广泛应用，为我国市政工程建设起到了积极的促进作用。1.3非开挖技术的应用原理。非开挖技术在城市给排水管道施工、天然气管道施工等工程类型中都有着较为广泛的应用。其技术原理是先对线路进行设计，然后采用特定钻头设备进行掘进钻孔，在钻孔过程中，要做好钻头方向控制。在施工导向孔流程完成后，再进行扩孔处理，这是非开挖技术应用的重要阶段。根据工程施工设计要求，将导向孔分步扩大至拉管要求。在进行拉管操作前，需要将埋设的管道一次焊接到位，进而完成所有施工流程。在不同的施工过程中，必须合理控制施工要点，做好施工现场质量控制和安全控制，避免出现施工不规范或者浪费现象，以此将非开挖技术的优势充分体现出来。

2非开挖技术的应用优势

2.1具有良好的社会效益。非开挖技术主要应用于出入口的小面积开挖施工中，非开挖施工可以完成可对管道敷设、更换和修复等施工操作[1]。通过运用开挖技术在一定程度上可以减少施工对周围环境以及地表的破坏，对地表清洁起到促进作用。还有非开挖施工在进行中所产生的噪音比较小，一般不会影响到周围居民的生活以及工作，尤其是在建筑物、人口密集的区域，具有良好的社会效益。2.2施工成本较低。施工工期、设备损耗等都会影响到排水管的施工成本。而非开挖施工而言，外界环境发生变化不会对其影响，在特殊天气、地质不同的环境中都可以进行施工，所以施工进度相对比较快，有效节约施工成本。在进行非开挖施工操作中可以不考虑地表建筑的影响，省去改道、拆迁等操作，后期不用进行地表环境修复，在一定程度上减少施工成本。2.3施工安全系数高。城市地下管道十分复杂，除给排水管道之前，还有电力、燃气等很多不同种类的管道。传统的开挖施工进行地下挖掘时，若没有提前对地下水管进行详细调查，很可能会对原有的其他管线造成破坏，造成一些安全事故。非开挖施工是从入口处直接向下进行挖掘直到要求深度，然后在进行横向施工，有效减少于其他管道接触的概率，使其施工安全系统明显提升。

3非开挖技术应用中的问题

3.1技术管理制度不够规范。目前，我国非开挖技术并没有得到较好的发展，还没有制定科学完整的行业规范，在没有严格规范的情况下以至于非开挖工程的前期设计、中期施工以及后期施工质量的检验和验收等重要环节没有依据[2]。技术管理制度不够规范，很容易引发行业内的恶性竞争，严重阻碍着施工单位的发展，也无法保证项目施工的质量。与其他国家对比，我国的非开挖技术发展有些缓慢，有些发达国家已制定比较完善的技术管理规范，我国应借鉴相关国家的技术管理制度规范，以规范我国的管理制度，保证行业的健康发展。3.2技术应用水平有待提升。我国的非开挖技术并没有达到理想水平，大量的材料主要是需要从国外引入，在一定程度上增加了施工成本。如果我国可以自主研发，有效掌握一部分核心技术，会有效降低工程施工成本，促进非开挖技术的发展。机械的先进程度对给排水工程有重要影响，先进的机械可为给排水管道非开挖修复工作提供有效支撑，而我国虽然拥有很多尖端设备，但是没有充分发挥其作用[3]。只有切实提高机电一体化的实际水平，才能使机械作业达到高标准要求，并确保在复杂环境中的多种情况下顺利运行，同时促进非开挖技术的发展。3.3工作人员技能素质有待提升。现阶段，由于一部分工作人员的技能素质比较低，没有较强的责任心，增大了给排水工程施工的难度。随着我国城市化的快速发展，城市居住的人口数逐渐增多，旧的给排水管道由于使用年数比较长以及设计等原因，很多老城区都需要更换成新管道，需要大量的施工人员进行操作。工作人员的技能素质都会影响到施工效果，不利于给非开挖施工的进展。目前技术水平比较高的工作人员很多只是从事设计工作，实际参与施工现场的工作人员并没有达到高水平施工要求。为有效提高材料利用率、工作效率等，需要全面提升工作人员的素质。施工人员的技能素质以及责任心是影响施工质量的关键因素，所以提高工作人员的技术素质刻不容缓。

4非开挖技术应用的要点

4.1做好前期准备。做好前期准备工作能为给排水工程中的非开挖施工技术的实际应用创造优良条件。对于前期准备工作，首先要调研施工现场环境，对施工区域的环境、气候、地下土质等情况进行深入了解，这样才能够确保非开挖施工设置的合理性，进而保障工程项目的整体质量。在进行前期调研中，若发现施工区域的地下水位偏高，开挖巷道设计的比较窄，若采用开挖施工方式，那么所挖出的土没有地方放置，最后还是需要选择非开挖施工方式。其次，在施工开始之前，要规范选择所使用到的管道，对排水管道、供水管道以及相关设备都要符合行业建筑标准以及项目规定要求。具体来讲，要求给排水管道要具有良好的密封性以及抗压性，同时具有一定的拉伸能力，以满足后期拉管要求。最后，设计给排水管道拉管的导向孔迹。在实际设计中，受到重力的影响，要控制好给排水管道的深度以及拉管坡度，完成拉伸之后，给排水管道要与其他管线相集合，并且出现干扰的情况比较少。4.2做好钻孔及扩孔技术控制。钻孔和扩孔对给排水工程而言十分重要。对于导向孔钻进施工来讲，要遵守以下施工要求。第一，在钻孔施工进行中，要求钻孔段要尽可能保持平直，同时还对监测钻头的倾斜程度有一定要求。要根据项目实际要求，确定钻进深度以及钻头上下左右的偏差。第二，为确保钻头钻进的方向，在转孔完成一根之后，要测量砖头的实际位置，防止出现比较大的曲线误差。第三，要同时进行钻孔施工以及孔内注浆，要求要随着地层情况的变化以及钻进行程的变化而调整泥浆钻进冲洗液配方[4]。回转站进孔施工是为了保证钻孔尺径比排水管道尺径大，为后期的施工创造良好条件。在进行扩孔施工时，应与实际的地质情况相符合，设计扩孔次数，要多次实施扩孔，在实际扩孔中，要监测分析扩孔阶段的扭矩与回拉阻力，然后在决定何时终止扩孔实施回拖。4.3做好泥浆的制备和注浆。无论是在钻孔施工阶段还是在扩孔施工阶段，都要采用泥浆对孔洞进行保护。从泥浆的作用上来分析，主要表现在以下几个方面：第一，化学泥浆可以在孔的周围形成泥饼，有效防止出现塌方的情况。第二，泥浆在钻孔和扩孔中能够起到良好的润滑作用，有效减少钻杆和钻头工作时之间的阻力。第三，在钻头前喷射泥浆可以对土层进行切割，进而保障钻进的速度。在实际的配浆和注浆中，要重视以下层面的控制：一方面，要选择优质具有一定潮性的土壤，同时要控制好泥浆、膨润土以及聚合物的比例，以保证泥浆的支撑能力[5]。要注意浆料灌中的浆料，要先对其进行压制，然后在进行搅拌。另一方面，在实际灌浆中，要控制好灌浆的压力，对灌浆压力的要求是不小于管体的上部压力和静土压力。在实际灌浆压力调节过程中，不仅要考虑到地下水位的情况，而且还要考虑到地面变形的情况，使注浆效果与孔洞的稳定性相统一。此外，在管道连接完成之后，要更换触变泥压孔外部的泥浆，防止后期管道出现沉降的问题。4.4做好拉管施工技术控制。作为非开挖拉管施工的关键环节，拉管施工对给排水管道工程的整体质量影响十分重大。某城市的安全饮水和生活排污项目的建设过程中，在完成扩孔之后，施工人员运用拉管接头将钻杆和被拉管相连接，然后在启动钻机拉管。实际拉管技术相关要点主要包括以下几个方面，第一，采用两种方式连接拉管头和待铺管线。对于钢管来讲，采用焊接的方式进行连接，而塑料管要采用夹管装置密封连接。第二，对于一孔多管的情况，要均衡布置拉管头，防止各管道相互影响，同时考虑到泥浆回流的问题，确保泥浆可以均匀的回流到多管的空隙中。第三，在铺管完成之后，扭转出入土的统一管，确保垂直面的偏差在合理范围之内。第四，在拉管过程中，对拉管的牵引力有一定要求，不得超出管材的允许拉力。4.5强化导管施工管理。目前，我国的非开挖技术还不够成熟，只是一味的借鉴国外的非开挖技术，并没有加上自己独特的理解，也没有把附近实际环境的情况考虑进来，以至于在实际管道施工中有一系列问题存在，造成很多人力、物力资源的浪费。所以在引进国外非开挖技术的同时，还要根据自身的实际情况进行改良，不能搬来直接使用，要有效解决实际问题。不同地区的给排水管道施工情况存在很大差异，只有有效掌握非开挖施工的核心技术，强化导管施工管理，才能切实提高施工质量。所以，施工单位要创新非开挖施工技术，重视导管施工管理，以便适应于不同的施工要求。另外还要结合实际施工情况，强化施工管理以及改良技术，从而更好地为当地给排水管道的高质量施工提供保障。

5结束语

作为一种不需要挖地面就可以从地下穿越而实现管道铺设的技术，非开挖技术在给排水管道项目建设中作用十分突出的优势。目前，我国非开挖技术是实际应用中还存在一些问题，比如技术管理制度不够规范、技术应用水平有待提升、工作人员技能素质有待提升等问题，所以要规范管理制度，提升非开挖技术的实际应用水平，提升工作人员技术素质，全面提升非开挖技术在给排水工程中的实际作用。另外，还要注意非开挖技术应用的要点，要做好前期准备、做好钻孔及扩孔技术控制、做好泥浆的制备和注浆、做好拉管施工技术控制等，实现非开挖技术和给排水工程的高效融合，进而提升给排水工程的建设质量。

参考文献

[1]赵伟.浅谈市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术[J].四川水泥,2020(05):255.

[2]梁霞.非开挖修复技术在城市给排水管网建设中的应用[J].工程技术研究,2020,5(04):106-107.

[3]李晓菲.城市道路给排水施工非开挖技术的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(30):105.

[4]赵忠.论非开挖技术在城市给排水管道施工中的应用[J].科学技术创新,2018(02):143-144.

[5]汪高峰,郝华文.市政排水工程中的非开挖技术运用及其注意事项[J].四川水泥,2017(11):132.

作者:徐佳佳 徐斌 单位:中国市政工程中南设计研究总院有限公司