市政给排水管道施工中的非开挖技术应用及质量控制研究

市政给排水管道施工中的非开挖技术应用及质量控制研究

赵向前

中国三冶集团有限公司 辽宁省鞍山市 114000

摘要：随着城市建设的快速发展，市政给排水管道施工面临着诸多挑战，既要保证施工质量，又要尽量减少对城市交通、环境以及既有基础设施的影响。非开挖技术凭借其独特优势在市政给排水管道施工中得到了日益广泛的应用。本文详细阐述了市政给排水管道施工中常见的非开挖技术类型，如顶管技术、定向钻技术、微型隧道掘进技术等的原理、特点及适用范围，深入分析了这些技术在实际应用过程中的施工要点。同时，围绕施工质量控制这一关键环节，探讨了从施工前准备、施工过程监测到施工后验收等阶段的质量控制措施，旨在为提高市政给排水管道非开挖施工质量、推动城市地下管道建设的科学高效发展提供有益的参考。

关键词：市政给排水管道；非开挖技术；顶管技术；定向钻技术；质量控制

一、引言

市政给排水管道系统是城市基础设施的重要组成部分，其功能的完善与否直接关系到城市居民的日常生活以及城市的可持续发展。传统的开挖施工方法在建设给排水管道时，往往需要大面积破土开挖，这不仅会破坏城市道路、影响交通出行，还可能对周边地下管线等既有设施造成损坏，并且施工产生的噪音、扬尘等也会给城市环境带来不良影响。而非开挖技术的出现，为解决这些问题提供了有效的途径，它能在最大限度减少地表扰动的情况下完成地下管道的铺设与修复工作，因此对其应用及质量控制进行深入研究具有重要的现实意义。

二、市政给排水管道施工中常见非开挖技术

（一）顶管技术

顶管技术是一种在不开挖地表的情况下，通过顶进设备将管道从工作坑内逐节顶入土层，直至到达接收坑的施工方法。其最大特点在于施工过程中无需大面积开挖地面，对地面交通、建筑物以及地下既有管线等的影响极小。而且，顶管施工可以在不同地质条件下进行，能够精确控制管道的顶进方向和高程，施工精度相对较高。适用于穿越公路、铁路、河流、建筑物等障碍物下方铺设给排水管道的情况，尤其在城市繁华地段、交通枢纽等不允许大开挖施工的区域应用较为广泛。

（二）定向钻技术

定向钻技术主要是利用导向钻机按照设计的钻孔轨迹，先钻出一个导向孔，然后通过回扩钻头将导向孔扩大至合适的孔径，最后将预制好的管道沿着扩好的孔道回拖就位的施工方法。该技术施工速度较快，对地层适应性较强，施工过程中产生的废弃物较少，并且可以实现长距离的管道铺设。常用于穿越河流、湖泊、高速公路、铁路等区域铺设管径相对较小的给排水管道，对于砂土层、黏土层等地质条件有较好的适应性。

（三）微型隧道掘进技术

微型隧道掘进技术是借助小型隧道掘进机在地下进行连续掘进，同时将切削下来的土体通过管道输送到地面，边掘进边安装管道的一种施工方式。它具有自动化程度高、施工精度极高、对周围土体扰动小等优点，能够适应较为复杂的地质环境。比较适合在城市狭窄街道、对地表沉降要求严格以及地下管线错综复杂的区域进行给排水管道施工，常用于铺设直径较小但精度要求高的管道。

三、市政给排水管道非开挖技术施工要点

（一）顶管技术施工要点

工作坑和接收坑的位置选择要综合考虑施工场地条件、管道走向以及周边环境等因素。其尺寸应根据顶管设备的尺寸、管道长度等合理确定，同时要做好坑壁的支护工作，防止坑壁坍塌，确保施工安全。根据管道管径、长度以及顶进阻力等因素选择合适的千斤顶、顶铁等顶进设备，并确保其安装牢固、位置准确。在顶进过程中，要实时监测顶进压力、顶进速度等参数，及时调整顶进参数，保证顶进过程的平稳顺利。选用质量合格、强度和刚度满足设计要求的管材，管道接口应采用密封性能良好的连接方式，如橡胶圈密封接口等，以防止在顶进过程中出现渗漏现象，同时要对接口进行严格的质量检查。

（二）定向钻技术施工要点

依据施工现场的地质勘察资料以及穿越障碍物的具体情况，精确设计钻孔轨迹，合理确定入土角、出土角以及曲线段的曲率半径等参数，确保钻孔轨迹符合管道铺设要求，避免与地下既有管线发生碰撞。在钻进过程中，要依靠导向仪实时监测钻头的位置、方向和深度，操作人员根据监测数据及时调整钻头的钻进角度，保证导向孔的钻进精度，偏差应控制在设计允许范围内。回扩过程要逐步增加回扩钻头的直径，并且注意控制回扩速度，防止孔壁坍塌。管道回拖时，要确保管道与孔壁之间的润滑良好，同时采用合适的回拖力，避免管道在回拖过程中受损。

（三）微型隧道掘进技术施工要点

根据施工地质条件、管道直径等因素选择合适型号的微型隧道掘进机，并在施工前进行全面调试，确保其各部件运转正常，刀具的切削性能良好，能够适应复杂的地下施工环境。在掘进过程中，严格控制掘进速度、刀盘转速、出土量等参数，保持掘进的连续性和稳定性。同时，要根据地质变化情况及时调整掘进参数，防止出现超挖或欠挖现象，减少对周围土体的扰动。由于微型隧道掘进是边掘进边安装管道，所以要保证管道安装与掘进工作紧密配合，管道的接口连接要及时、牢固，确保管道整体安装质量，防止出现脱节、错口等问题。

四、市政给排水管道非开挖施工质量控制措施

（一）施工前准备阶段质量控制

施工单位要组织专业技术人员对施工图纸进行详细审核，核对管道的走向、管径、埋深等设计参数是否与现场实际情况相符，检查图纸中是否存在矛盾或不明确的地方，如有问题及时与设计单位沟通解决。深入分析地质勘察报告，了解施工区域的地层结构、土质特性、地下水位等地质情况，以便合理选择非开挖施工技术以及制定相应的施工方案，针对可能出现的地质问题提前做好应对措施。对用于给排水管道施工的管材、管件、密封材料以及各种施工设备进行严格的质量检查，管材等材料必须具有质量合格证明文件，外观质量应符合相关标准要求，设备要保证性能完好、运行稳定，不符合质量要求的材料和设备严禁进入施工现场。

（二）施工过程质量监测

在施工过程中，要设置多个地表变形监测点，采用水准仪、全站仪等测量仪器定期对地表的沉降、隆起等变形情况进行监测，及时掌握施工对地表的影响程度，若变形值超出允许范围，应立即停止施工，分析原因并采取相应的控制措施。利用专业的测量设备对正在顶进、回拖或安装的管道的位置和高程进行实时监测，确保管道的施工轨迹符合设计要求，偏差及时得到纠正，避免管道安装出现高低不平、偏移等质量问题。持续监测顶管施工中的顶进压力、顶进速度，定向钻施工中的钻进角度、回扩速度以及微型隧道掘进施工中的掘进参数等，通过对这些参数的分析，判断施工过程是否正常，发现异常情况及时调整施工操作，保证施工质量。

（三）施工后验收阶段质量控制

对已施工完成的给排水管道进行外观检查，查看管道表面是否存在裂缝、破损、渗漏等缺陷，检查管道接口处的密封情况，如有质量问题应及时进行修复处理。按照相关规范要求，对给排水管道进行闭水试验，通过向管道内注水并保持一定时间，观测管道的渗水量是否在规定的允许范围内，以此检验管道的密封性和整体质量，若闭水试验不合格，要查找原因并进行整改，直至试验合格。将施工过程中的各项技术资料、质量检验记录、监测数据等进行整理归档，这些资料是反映工程质量的重要依据，要保证其真实性、完整性和规范性，以便日后工程的维护、管理以及质量追溯。

参考文献

[1]段李浩.管道排水工程建设中的非开挖顶管施工技术[J].交通世界,2023(Z1)

[2]蔡振飞.非开挖顶管施工技术在市政排水工程中的应用[J].工程建设与设计,2022(22)

[3]高玉起;卢冰;张帅.非开挖顶管施工技术在市政工程中的应用[J].四川水泥,2022(01)

[4]蒋奇.市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术[J].四川水泥,2021(07)