非开挖和市政给水施工工艺探究

非开挖和市政给水施工工艺探究

初煜

初煜

哈尔滨市政建设有限公司

摘要：随着我国经济的快速发展，市政工程得到显著的成绩，在市政道路施工过程中，给水管道施工是其中重要的组成部分，其施工质量与在整体工程质量具有密切的关系，所以需要提高给水管道的施工技术，保证给水管道的施工质量，促进整体工程的质量。由于非开挖技术具有很多优点，所以被广泛的应用在给水管道的施工过程中，并取得很好的效果。本文对市政给水管道非开挖施工技术方式进行探究。

关键词：市政工程；给水管道；非开挖；施工工艺；方法

一、非开挖施工技术的优点

非开挖地下管线施工技术也是非开挖技术，指不把地表挖开的情况，通过使用先进的地质工程技术方法，进行地下管线的铺设、修复和更换。非开挖施工技术广泛的应用在不同的工程领域中，非开挖技术具有对植被和绿地的破坏程度较低，不会对居民的正常生活造成严重的影响，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小的位置，从其下面穿越，进行管线铺设，并且具有较高的经济效益与社会效益。

二、非开挖技术在市政给水管道施工中的具体应用

非开挖技术在市政给水管道施工中的应用优势显而易见，目前其在市政给水管道施工中主要被用作新给水管道的敷设、旧给水管道的更换和修复等三方面。在不同的施工项目中，所采用的非开挖技术也有所差异。目前我国市政给水管道施工中所使用的非开挖技术有很多种，如顶管法、水平导向钻进法、夯管法、盾构法、裂管法、吃管法、内衬法等等。以下本文就从不同的施工项目角度来探讨其具体的应用。

1.在市政给水管道敷设施工中的应用

（1）顶管法

顶管法是非开挖技术中较为常见的一种技术方法，其最早被应用在美国的跨越孔施工中，在顶进时需要安装一定的钢套管。但是随着顶管技术的不断进步和改进，目前的顶管技术不但不必使用套管，甚至还可以顶进玻璃钢夹砂管。为此，相对来讲，在市政给水管道施工中，这种技术的应用已经较为成熟。目前常用的顶管技术主要有小口径顶管法、手掘式工具管顶管法、挤压式工具管顶管法、土压平衡式顶管法、泥水平衡式顶管法和挤密式钢管顶管法等多种。不同的顶管技术所适用的范围不同，在选择施工技术时需要根据工程的实际需要合理选择。

具体来讲，在市政给水管道的施工中，非开挖技术的具体施工流程为：首先根据施工设计图纸确定给水管道的路线，并在此技术上合理的选择一些地点作为工作井开挖地点。在设置工作井时需要在其侧壁上设置一定的圆孔，以便于预制管道的进入。其次，以顶管出口孔对面的侧墙为顶管施工过程中的承重墙，并在其上安装一定的液压千斤顶与承压垫板。之后，就可以利用钻机的工具头带着预制管道一节一节的顶进，完成两个工作井之间的管道敷设。在此过程中，必须要做好测量和校正工作，以免管道顶进期间脱离了设计线路而导致无法到达下一个工作井的进口。

（2）水平导向钻进法

水平导向钻进法也是市政给水管道施工中一种较为快捷方便的非开挖技术，其并不需要向顶进法一样开挖工作井，就能够完成地下非开挖管道敷设。其主要的施工流程为：首先确定所需要钻进敷设管道的路线，然后利用智能化钻探设备直接从地面钻入地下，并沿着预先设计好的路线进行钻进。其次将钻探设备上的锲形钻头卸下，再安装上回程扩孔器，对地下的管道通道进行扩孔处理。最后再利用钻杆将所需要铺设的管道拉入其中，完成给水管道敷设施工。由于该施工方法是先对土层进行钻孔，之后再扩孔，最后才将管道回拉到钻孔处，所以管道并不会受周围土体的过大摩擦而造成损坏，施工更加安全可靠。

2.在市政给水旧管道更换施工中的应用

给水管道系统是确保整个城市正常用水的重要市政基础设施，因此其一般都伴随城市而生。很多城市的旧给水管道因为管材破裂、管道内沉淀结垢或给水管道锈蚀等问题，已经无法保证城市给水系统的正常运行，甚至还会造成给水污染，为此必须要对这些旧给水管道进行更换，以改善给水条件，增强给水管道的供水能力。而一般旧给水管道多在旧城区，这些地方的人口较为密集，各种地下管线交错复杂，道路较为拥挤，若采取传统的开挖施工技术，势必会给周边居民带来非常大的不便，为此运用非开挖技术更为可取。目前在市政给水旧管道的更换施工中，常用的是非开挖技术主要有以下几种：

（1）裂管法

裂管法一般又被称为是爆管法或胀管法。其主要是利用一定的裂管器或爆管工具把原来旧的管道挤裂开来，并利用扩孔器进行扩孔，之后再将所需要更换的新管材牵引进去，从而达到以旧换新的更换效果。当前市政给水管道所用管材一般均为柔韧性较好的PE管，非常适合这种旧管道的更换施工，不但简单方便、效率高，而且施工成本很低。同时由于扩孔后可以牵引进去直径更大的管材，所以在更换管道后还将大大的增大给水管道的供水能力，因此非常受市政管道更换工程的青睐。但是这种方法也具有一定的局限性，主要体现在其不适合应用在弯曲的旧管道更换施工中，在一些埋深较小的旧管道更换中可能会造成地表出现隆起现象，旧管道的碎片有可能损坏新管道，也可能会对邻近的管道造成一定的影响。因此在使用裂管法进行旧管道更换时，也需要综合考虑工程情况和周边条件，以制定应对措施。

（2）吃管法

这种非开挖管道更换施工技术主要是利用一些特殊的隧道掘进机，一般是经过改造后的水平钻机或微型隧道施工设备。其施工流程是以旧管道为导向，利用这些特殊的隧道掘进机将旧管道及其周边的土层全部切削破碎，并利用螺旋钻杆将这些碎渣全部排出，然后将所需要更换的新管材顶入其中，完成新旧管材的更换施工。这种施工技术方法一般多用在管道埋深较大，且无加筋的旧管道更换施工中，其是由微型隧道施工技术演变而来，能够在较为复杂的地层中施工，且可以根据需要适当的调整管道的线路。

3.在市政给水管道修复施工中的应用

（1）点状修复的非开挖技术

若市政给水管道的服役期限还不超过十年，只是接口等部位出现渗漏情况，那么此时就可以采用点状修复的非开挖技术，如接口嵌补法、注浆法、套环法、局部树脂固化法等。这些点状修复技术方法各有优缺点，可按需选用。

（2）线状修复的非开挖技术

在对旧给水管道进行线状修复时，由于修复的路线相对较长，因此修复难度更大一些。目前我国的给水管道线状修复技术水平还很低，所使用的设备几乎都是进口设备，施工工艺也不够成熟。一般多使用涂层法与内衬法两种。

三、在市政给水管道施工中采用非开挖施工技术应注意的事项

选择的施工方式和施工所用的设备是否符合施工的要求，这也是非开挖施工技术进行管道施工能否成功的关键所在，要根据施工现场的地质特征和水文条件来进行施工方式和施工机械的选择和管道深埋和管径的确定等。例如可以在软基粘土地质的施工过程中，选择挤压冲击掘进的方法进行，而可以在砂质粉土地质的施工，选择水冲式顶管机方式进行施工。这样一来，对于工程施工质量的提高，选择合理的施工方式和施工机械是十分重要的。

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800米，导向定位系统可以对30米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。

结语

随着我国经济的而快速发展，政府及民众对环境的日益重视，非开挖技术在市政给排水管网上的应用会呈现高速增长的态势，其将形成新的产业。非开挖技术应用十分广泛，经济效益和社会效益十分巨大。

参考文献：

[1]李萍.市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术研究[J].低碳世界，2016，32：264-265.

[2]林凡康.顶管施工在市政给排水施工中的应用[J].住宅与房地产，2016，（6）：158.

[3]汤天杰.顶管在市政排水管道中的应用[J].工程技术研究，2017，（2）：95+195.