市政给排水工程非开挖拉管施工技术探讨

王庆

【摘 要】本文通过对工程实际案例，对非开挖拉管施工技术在市政给排水管道施工中的特点进行分析，并针对施工过程中的注意事项进行了重点措施应用探讨，为广大市政给排水施工人员提供参考。

【关键词】市政给排水工程;非开挖;拉管施工技术

一、非开挖拉管施工技术的概念及发展进程

非开挖拉管施工技术，是指采用岩土钻掘手段，在地表不挖槽的情况下，铺设、修复和更换地下管线的施工技术。非开挖拉管技术可用来铺设直径40mm至2500mm的各种地下管线，这种施工技术被广泛应用于市政给排水工程、石油天然气管道、电力及通信管网等各类地下管线施工。由于其施工工艺对地面设施的破坏较小，可以穿越公路、河流、铁路以及重要的建筑物等不宜进行挖掘施工的地区，是一种管线铺设、修复、改造的新技术。该项技术与传统的挖槽埋管法相比，具有施工精度高、施工周期短、投入成本低、不破坏环境、不影响交通等显著优点。

而在市政工程领域，给排水工程的施工中，采用非开挖拉管技术进行施工，敷设大口径的截污管引至污水厂治理的方案，投资最低、效果最佳，而且已经广泛应用，积累了大量的实践经验。比如上海合流污水、苏州河治理、北京清河污水干线等均采用了非开挖拉管施工技术。而在西安、广州、杭州、福州、武汉等地都有机械化顶管施工的实例。在嘉兴、海宁、桐乡等地也都有采用较小的管径Φ1500进行非开挖拉管市政给排水施工的成功案例。

二、非开挖拉管技术的分类及应用特点

随着非开挖拉管施工技术的发展，大量现代化技术设备及手段已经充分运用到施工中，既增加了施工的精度，也突破了原有的技术屏障。特别是随着导航定位精度的提高、施工设备能力的增强以及新型纳米管材技术的研发，非开挖拉管施工技术已经由初期的单孔单管线、短距离细管道、单一钢管铺设发展到单孔多管线、长距离粗管道的各种管材的铺设。

根据其工程实际情况采用不同的技术进行施工。其中铺设新管线一般采用的施工技术有：推挤顶进铺管法、微型隧道铺管法、盾构法和顶管法、导向钻进法铺管法、定向钻进铺管法、气动矛铺管法、夯管锤铺管法、螺旋钻进铺管法。而修复旧管线的施工技术一般有：滑动内插法、变形再生法、原位固化法、原位换管法、局部修复法。

主要非开挖拉管技术优劣势比较

三、非开挖拉管施工技术措施要点

1、施工前做好前期调研以及施工准备工作

在给排水工程采用非开挖拉管施工技术实施之前，需要对施工场地周围环境进行全面的前期调研，不仅要了解清楚管线通过区域的地质构造，还要掌握其地表和地下水分布情况。只有充分的了解地质情况，才能针对项目设计合理的管线穿线路径以及进出洞口的位置。只有这样才能既满足给排水工程非开挖拉管施工的技术要求，也能保证对地上设施及附属建筑物的影响降到最低。

前期调研及收资工作内容一般包括以下几个方面：①探查管线施工区域的地下管网布置情况。在资料收集时，要特别注意非公开的地下管网的资料收集，比如国防通信光缆等，给排水工程的施工要求必须满足相应的国防要求。②地质勘察，主要对预计施工管线路径位置的地质情况进行勘察③地面建筑物及障碍物调查。

2、根据拉管施工技术要点安排合理的施工方案

在市政给排水工程施工中，由于其管道材料及使用情况的不同，必须根据其工程实际情况及拉管施工技术要点编制合理的施工方案。这其中包括导向孔轨迹设计、管材选用、水泥砂浆配置等。①由于排水管道的应用不同，在编制拉管施工方案时候，导向孔轨迹的设计的深度、坡度允许误差均有较严格的要求。由于必须满足非开挖的需要，因此管線设计要考虑通过区域路径的地质实际情况，应选择中性土层进行穿管，而对于软性土层则应采取措施加固或者灌浆。在入土角度选择上，要考虑施工实际情况既要满足施工的基本条件，又要确保减少对上层建筑物基础的影响。②回拉力的计算及定向钻机的选择需要根据工程建设标准《水平定向钻进管线铺设工程技术规程》进行校核。③根据设计文件的要求选用适用拉管技术的管材。④泥浆的配制应满足施工要求，由优质膨润土泥浆加少量聚合物制成，避免出现塌陷情况。

3、非开挖拉管施工技术要点

①严格轴线定位测量，并及时校正。在进行导向孔施工时，必须进行严格的轴线定位测量，使用定向钻机水平钻进。而在非开挖区域的地面应采取控向仪等导航设备对钻头的方向和深度进行控制，使导向孔严格按照设计的轴线形成铺设中心线。②随着钻进工程的施工，随时调整钻进参数。由于地质勘探的情况并不一定可以保证100%的显示地下岩层情况，因此在进行钻孔施工时，钻入段应该轻压慢转，而进入平直段后则采用轻压快转的方式，进而保证钻具的导向性和稳定性。随着钻进深度和地质岩层的变化，在突破不同的岩层带时，应当根据岩层情况适时调整钻进参数，避免不同的岩层钻进对设备造成损害。③密切监控施工过程，留意是否有地质突发情况，比如泥浆漏失、钻压突变等情况。类似于这类地质突发情况或者钻探设备隐患故障等情况，一旦发现应当立即停止施工，并通报施工技术人员或者地质勘察工程师，查明突发情况的原因后并采取调整措施后，方能继续进行施工。④在导向孔钻进施工完成之后，需要对工作坑道的入土口、接受坑的出土口的作业面标高及方位进行核查，确保导向孔与设计轴线一致。⑤根据设计图纸以及实际取点对导向孔轴线施工核查校验确认完毕之后，将导向钻头换为回扩钻头，以导向孔为轴线进行施工回扩。在回扩过程中，应始终保持合适的泥浆量，并对泥浆的性能参数进行不定期检测，根据岩层及土层情况调整泥浆性能指标。比如某些地区土层为粉淤质土，可以在泥浆混配系统中加入适量的TERRA等稀释粉，起到固化洞壁、润滑钻杆、塑管的作用。⑥扩孔完成之后，必须根据设计图纸对完成的扩孔孔洞进行校核，以确认其宽度及方向精度满足管道施工的要求。在回拖管道过程中，密切注意孔内情况，钻机操作手应密切注意钻机回拖力、扭矩的变化。回拖应平稳、顺利，严禁蛮拖。管材要一次性拖入已成形的孔洞中，中途尽量避免停顿，以减小回拖的阻力。

四、市政排水管拉管施工特殊措施

1、应对精度要求应采取的施工措施

由于市政排水管线需要的施工精度较一般的拉管施工技术更高，因此可以采用设置工作坑、增加监控检测频率、选择人员活动较少的夜间施工避免干扰等手段来提高施工精度。特别是在检测及检定管位深度、方向及岩层突破上，需要增加检定次数，采用及时进行钻进调整，尽量规避钻进施工误差。

2、应对沉降问题应采取的施工措施

在遇到不良土质时，经常会发生沉降问题，这时应增设工作井，将原先的工作段分为几次完成，尽可能减少土体变形。此外应采取相应的补救措施，利用工作井对下沉的管段或者可能下沉的管段进行灌浆加固措施。在回拖管材时，使用外侧附带灌浆管灌浆封堵的方式，可以较为有效的控制沉降问题。

五、结束语

随着我国城市化进程的加快非开挖拉管技术越来越受到工程施工人员的青睐。通过对不同的非开挖拉管施工技术的研究，以及在不同的地下管网施工条件中对非开挖拉管施工技术进行应用探索，这一先进的施工技术将在市政给排水工程施工应用中具有较强的借鉴意义。

参考文献：

[1]陈志成，水平导向钻进非开挖铺管技术应用[J].市政技术，2019（23）

[2]庄迎春，合肥地区非开挖技术适应性研究[J].安徽建筑工业学院学报，2020（2）

[3]姬国明，扩管技术在城市排水管网更新改造中的应用[J].北京水务，201（5）