浅谈城市给排水管道非开挖施工技术的应用

牟守国

【摘要】：城市给排水管道是城市基础设施中的一个重要组成部分，目前，我国很多城市仍采用传统的挖槽埋管法进行给排水管道作业，其施工过程不但会影响交通、污染环境、还给居民生活带了了很多不便。为解决这些问题，非开挖施工技术逐渐得到了推广和应用，并受到了人们的欢迎。本文介绍了非开挖施工技术的特点，并指出了非开挖施工技术在城市给排水管道作业中的应用。

【关键词】：城市给排水、管道施工、非开挖技术、应用

一、非开挖施工技术概述

（一）非开挖施工技术概念

非开挖施工技术是指利用少开挖或不开挖的方法对地下管线、管道进行铺设、维修或更换、探测的施工技术。目前广泛用于穿越高速公路、铁路、建筑物、河流、湖泊以及在古迹保护区，农作物和植被保护区等区域内进行地下管线的施工。

（二）传统挖槽埋管法的特点

传统的地下管线施工是挖槽埋管法，安装施工工艺难度小，易于掌握，无技术风险，属成熟工艺，国家有明确的技术规范及严格的定额管理，修复期间停水时间短，管线敷设好后，只在驳接时停水，对城市供水影响较小。但是传统的开挖施工会破坏了原有的道路环境，阻塞交通，使本来已经十分拥挤的城市交通雪上加霜；另外，开挖施工使道路质量变差，路面恢复慢，有的路面破坏后无法恢复原貌；开挖施工还存在严重的机械污染和粉尘污染；而且地下管线被挖断的事件时有发生，造成巨大的人力和物力的损失。

（三）非开挖施工技术的特点

非开挖施工技术解决了常规开挖施工对居民正常生活的干扰和对交通、环境、周边建筑基础的破坏及不良影响。非开挖施工技术的主要优势如下：第一，不阻断交通，不破坏绿地、植被，可以避免对居民正常生活的干扰；第二，在开挖施工无法进行或不允许的场合，如河流、交通干线、重要建筑物等可选择工程量最小的地点，用非开挖技术从其下方穿越铺设管线；第三，可高精度地控制管线的埋深和铺设方向，绕过地下的巨石、地下构筑物等障碍；第四，在可比条件相同时，非开挖技术的综合经济效益和社会效益均低于开挖施工，管径越大、埋深越大越明显。

二、非开挖施工技术应用

（一）铺设新管线中的应用

1、水平导向钻进法

水平导向钻进法是一种无需挖掘工作井就能快速铺设地下管线的钻进方法。其原理是通过预先设计的铺管线路，由钻机驱动装有锲形钻头的钻杆从地面钻入，再按照预定的方向绕过地下障碍，直至抵达目的地。然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩孔器，使之能够在拉回钻杆的同时水平钻孔至所需直径，并将需要铺设的管线同时返程牵回至钻孔入口处，以保证铺设管线不会由于空间不足或钻榍摩擦而受到破坏，在扩孔的同时注入化学泥浆以保证钻孔不致坍塌。

2、夯管法

夯管法是采用低频、大冲击力的气动夯管锤将待铺设的钢管沿设计路线直接夯入地层。夯管设备一般是引进国外的大口径夯管锤，可以铺设直径在2米以内、长度100米以内的各种钢管。与水平导向钻进法相比，夯管法只要求一端有下管坑的场地既可对于直径较大的钢管的铺设，工作效率更高。

3、盾构法

盾构就是一种在地下由前端掘进后端衬砌的施工设备，为钢制壳体，主要由三个部分组成，即前部的切削环，中部的支撑环和尾部的衬砌环。切削环可作为保护罩，能将其刃脚插进土层中，人工或机械在环内挖土，出土。在支撑环内安装有液压千斤顶等推动装置。千斤顶的前端固定在切削环上，当切削环内挖土工作完成后，它负责将整个盾构壳体向前移动。当千斤顶回程后端收缩后，就留出了衬砌环，在衬砌环内人工或机械衬砌预制砌块，当砌完一环砌块后，千斤顶又可以将砌块傲为后背向前推动盾构壳体，开始下一个挖土和衬砌的循环。

4、顶管法

顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，适用于埋设直径在600ram～4000ram之间的管道。顶管施工最早主要用在下水道施工，近年来，越来越多地运用到自来水管，煤气管、动力电缆、通信电缆等许多管道的施工中，且使用越来越普遍。顶管技术最主要的优势是在交通繁忙的城市道路下进行给排水管道施工时，可以在不切断正常交通的情况下实现管道的铺设难题。

（二）修复旧管线中的应用

1、原位固化法

原位固化法可以修复不同大小，不同形状以及不同过渡区的地下管线。原位固化法在100-3000ram的管径范围内都可以安装使用，即现有的旧管内壁上衬一层液态的热固性树脂，通过加热使其固化，形成与旧管紧密配合的薄层管，而管道的过流端面损失很小，但流动性能则大大改善。该技术可以修复弯曲，变直径管线以及重力和压力管线，连续修复的长度可达几千米。衬管和紧贴在旧管上的树脂材料完全可以满足市政污水管线的使用要求，同时在含有高温及高浓度化学物质的工业管道中也可正常使用。

2、缠绕法

缠绕法主要用于修复污水管道，是利用聚氯乙烯或高密度聚乙烯制成的带T型筋和边缘公母扣的板带，用安装在井内的制管机将板带卷成螺旋形圆管并送人管内，相嵌并锁结，同时用硅胶加以密封。制管完成后再在螺旋管和混凝土母管之间灌注水泥浆。

三、非开挖施工方法的选择

非开挖地下管道施工成功的关键是选择合适的施工方法和施工机械。管道施工方法和施工机械的选择，主要根据工程地质条件，水文地质条件，管道埋深、管道端面形状及尺寸，施工技术条件和施工技术水平及工期要求等诸多因素综合确定。

例如软弱的粘土宜采用挤压冲击掘进，对于土体较松软，含水量较大的砂质粉土，可采用水冲式顶管机。施工方法与施工机械相辅相成，一定的施工方法对应着一定的施工机械。选择合适的施工方法，采用相应的设备，在科学管理下进行信息化施工才能取得好的施工效果。

总之，非开挖施工技术是一项技术先进、实用性强，适用面广、负面影响小、效益好的施工技术。非开挖施工技术的推广，对加快城市基础设施建设，保护城市环境都有着十分重要和深远的意义。

参考文献：

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