非开挖施工技术在市政管道施工中的应用

刘佳林 宋聪 韩毅

（中国石油管道局工程有限工地第四分公司，河北 廊坊 065000）

引言

我国整体经济建设最近几年发展非常迅速，使得我国提前进入现代化科学技术发展阶段，加速我国基础建设的不断完善。非开挖施工技术具有效益优良、适用范围广、实用性强等特点，主要是在不挖掘或者是只挖掘少量作业坑的前提下对管道展开修复、更换、铺设等施工作业。非开挖施工技术优势众多，例如效率高、成本适中、对环境危害较小、不会给城市正常交通造成影响，并且能够为管道施工的整体质量提供有力保障，值得进行推广。

一、非开挖技术的概念

非开挖技术是指在不挖开地面或在极小程度破坏地表的情况下，利用多种岩土钻掘设备和检测设备，通过定向、定点钻探的方式全程实行地下作业的管线施工技术，在给排水工程中，通过将内衬件安置在现有管道内，将内衬件作为主要基础，进而实施管道维修和施工。非开挖技术最早出现在20世纪七八十年代，传入我国后，受当时技术水平和工作概念的限制，并没有被广泛运用，主要在一些施工要求严格的部位使用。因为其施工方式对周围环境影响小，不阻碍交通，施工效率高，也不会破坏植被，不影响居民的正常生活，所以现在被广泛地应用在市政工程中，包括给排水、电力、燃气和通信等，还能用于文物和古建设的保护和维修，具有非常高的社会经济价值。

二、非开挖施工技术存在的不足

（一）地下资料缺失易造成安全事故。特别在中小城市，由于城市地下管网资料保管不健全，在进行非开挖施工时，施工单位如盲目施工，易造成其他管道损坏，常有漏水、断气等事故发生，个别工程还会造成重大泄漏事故和安全事故。

（二）施工队伍缺乏应有的资质和人员培训。在中小城市，非开挖施工技术的管理还是空白，小型的施工队伍基本上都是临时拼凑，施工队的组成主要是普通工人，没有进行正规的培训和教育，施工队伍无资质，施工作业流程仅凭经验，没有统一的管理和监督。3.工程施工缺乏有效监督，质量难以保证。因为非开挖施工技术的引进在配套的监理、监督方面还缺乏相应的技术管理人员，施工过程难以进行监管，以收费代管理的现象依然存在。因此，管道非开挖施工，工作坑回填，管道注浆等都存在着管理漏洞，工程施工过后，道路病害逐渐显现。

三、非开挖施工技术在市政管道施工中的应用

（一）确定施工方案

施工企业要在施工前确定施工方案，这样才能为施工人员的工作开展提供支持，确保施工的有效性与可靠性。在施工过程中，需要结合施工区域及隧道的实际情况，做好非开挖施工工作，避免发生安全事故。在开挖洞身期间，要有先后顺序，先开挖中导洞，再开挖左右主洞。主洞开挖也有一定顺序与方法，确保开挖的可靠性与安全性。开挖掘进会应用到机械设备，工作人员需对机械设备进行仔细检查，确保符合要求再投入使用。

（二）注重施工质量和安全

非开挖施工阶段首先要注重安全教育和全局安全工作的开展，质量安全和施工过程中的人员安全是整个施工的核心。因此需要不断强化规范施工等方面的教育，不仅使员工意识到施工规范性是安全的保障，同时规范化的施工能够进一步促进施工质量的提升。此外，施工阶段需要对设计方案进行技术交底，应注重相关交底工作多方面进行，比如，对质量、相关环节的配合以及施工记录和标准文件等多个方面均要开展交底工作。除此以外，施工阶段材料的选取、采购等多个环节就要做到大量数据的分析和参考。对于设备的配合运转以及安装工艺的具体实施，应加强控制和管理，对工程的整体以及相应隐蔽区域均进行全面的查收。

（三）牵管施工技术

目前牵管技术在多个国家和多个行业都获得了广泛的应用，特别是在市政管网改扩建项目中得到了极佳的应用效果。其施工流程是利用计算机控制进行导向与探测，导向孔根据设计曲线钻进，曲率半径应大于管径的1500倍，之后再扩大该导向孔，由此完成管线穿越的整个施工过程。牵管施工作为一项非开挖地下管道的施工技术，与顶管法相比，牵管施工更适用于口径较小的管道施工。这主要是因为口径小的管道具备整体轴向抗弯惯性矩比较小，应用牵管方式可以更好地对口径较小、距离较长的管道进行施工，而使用顶管法极易发生压缩失稳的问题。

（四）强化方案审批，从严监管施工队伍

在施工队伍选择上进行公开招投标，选择施工经验丰富，施工技术先进的专业队伍进行施工，杜绝小包工队无证上岗、违规操作。在非开挖大口径水泥管项管施工中，首先，要对施工方案进行论证，进行前期风险评估。其次，要加强对施工队伍的监管力度，安排有经验的监理队伍严格按照施工规程进行全过程监督。同时，强制施工单位缴纳履约风险金，一旦出现违规操作，就要进行经济处罚并强制其返工整改。

（五）非开挖施工

在会拉扩孔施工结束之后，需要尽快实施拉管施工。在形成孔洞之前，要先做好管道焊接工作，还要做好拉管头制作、管道封口等工作。在管道焊接方面，要根据预定长度进行焊接。非开挖施工之前，需要制作锥形铁头，在管道、钻杆的连接中应用。不仅如此，为了避免泥浆进入管道，还要做好管头的封堵。如果没有严密的封堵管头，泥浆流入不仅会造成工程量增加，还会增加清理泥浆的施工成本。在清孔钻头出土之后，要做好人员组织工作，为拉回施工做好准备。实际施工的过程中，要确保稳定迅速，对拉回压力表、水压表等仪表的变化进行观察，出现问题要及时采取有效的处理措施。在这个过程中，压力表数值会发生剧烈变化，属于正常情况，不必停止施工。

（六）顶管法

在管道施工中使用最多的是密封机械式顶管施工方式，具体有两种施工方式，一种是泥水平衡式，另一种是土压平衡式。顶管施工选取的施工管材是钢筋混凝土管、钢管以及玻璃钢砂管等，其中钢筋混凝土管在顶管施工中的应用最为普遍。近年来，随着我国城市化进程的不断加快，城市建设的规模越来越大，市政管道施工也随之出现了很多问题与缺陷，因此很多施工企业选择顶管法进行实践施工，且该技术的应用效果良好，因此得到了广泛应用。顶管法施工的优势主要有以下几点：控制精度高；可以在极深的地下铺设管道；不需要阻断交通；能穿越障碍物；施工所产生的噪声较小；对施工现场周边区域造成的影响小；可以安全地穿越公路、铁路；在城市中施工时，倘若地下水较为稀缺，或者管道埋深较浅，其经济性更好。不过该方式也并非全是优点，其缺点是要求工作井的深度要大，还要求地下管线曲率半径要大，如果中继站发生异常情况，那么需要用全气压来顶进。在运用顶管法施工技术时，需要事先在管道的一端提前挖好工作坑，挖好之后在坑里安装导轨，一般情况下都是把导轨安装在木基础或者混凝土基础上，然后在导轨上设置管筒。除此之外，还要对顶管施工展开系统精确的测量工作，把握好管底高程、坡度和管道顶进中线的方向。施工时，要将一口已施工完毕的工作井当作出发点，并使用液压千斤顶为顶进供应水平推力，从预留置的洞口处将预制钢筋混凝土管一节一节地跟随工具管向土层推进，并且要不断挖掘管内的泥土，直到工具管顶进前方已经预先完工的接受井。如果市政管道施工是在城区内距离较长且较为复杂的区域，那么除了顶管法施工技术，还应当加设一些辅助措施，例如使用激光纠偏、气压顶进、泥浆套润滑、中继站等措施。此外，在确定工作井的位置时，一定要全面考虑管道沿线路段的地质情况，当顶管长度达到一定量时，应尽量减少工作井的数目。同时要最大限度地将工作井设置在顶管中部，让工作井在施工时能够同时向左右两个方向进行顶管。

结语

总而言之，非开挖施工技术具备先进性、科学性，其适用范围广、适用性强、效益好，在市政管道工程施工中得到了广泛应用，对提升城市基础建设质量和保护城市环境都具有重要的现实意义。