浅谈市政给排水工程的非开挖拉管施工技术

李胜光 菏泽市市政建设工程有限公司

1 前言

随着我国各个城市建设脚步的越来越快，城市中地下管道网络错综复杂、地表的建筑逐渐增多。随着城市的发展，城市市政管道的维修和更新工作是难以避免的。传统开挖施工方式会导致城市道路质量变差、破坏环境，同时给城市居民的工作和生活带来了诸多的不变，因此施工成本也越来越高[1]。为了解决现有市政设施与施工的矛盾，我国于20世纪90年代引进了非开挖施工技术。

2 市政给排水工程概述

在我国的社会经济发展过程中，人民群众的生态观念和意识逐渐得到了提升。在现代城市建设的过程中，对于环保设施的建设越来越重视，这就充分体现了市政给排水工程的重要程度，几乎城市中的每一个区域都会设置排污管道，因此给排水工程的施工质量直接影响排污效果[2]。

在市政给排水工程施工过程中，其施工进度和施工质量受多方面因素共同影响，同时也对城市居民的提出工作生活有着一定程度的限制。为了提升给排水施工质量，保证城市居民生活质量，同时降低给排水工程给城市正常运行带来的限制，需要在市政给排水工程施工中充分应用非开挖拉管施工技术。

3 非开挖拉管施工技术概述

3.1 非开挖拉管施工技术

非开挖拉管施工技术是指在不开挖或者是只开挖少量作业坑的条件下，利用岩土钻掘技术进行铺设、修复和更换管道。非开挖拉管技术主要的技术优势在于这项技术在地下管线的铺设和维修上不需要通过开挖地面的方式来实现，这项技术主要通过钻机钻进先行构造出铺设地下排水管线或更换地下管线所需的通道，不仅可以提高效率还可以减少对环境和交通等方面不良的影响[3]。

除此之外，非开挖拉管技术还可以更广泛地适用于不同类型的土质，具有较强的施工适应性。这项技术所体现的便捷性可以降低工程成本，适应不同的施工环境，在不同环境下应用这项技术使这项技术的可操作性和易用性特点显著，方便工程的组织和实施。

与传统的开挖式施工方法相比较，非开挖拉管技术只需要对工程的施工现场和周边环境进行必要的勘察。然后根据具体施工要求设计好施工路径，钻机到达施工现场后即可开始施工，实践充分验证了非开挖拉管技术在提高效率，减少施工不良影响等方面具有诸多优势，其在实践中的应用前景广泛。

3.2 非开挖拉管施工技术优点

3.2.1 施工成本较低

非开挖施工技术虽然起步较晚，但是近些年非开挖技术在理论和施工工艺方面都得到了突飞猛进的发展。应用非开挖技术进行施工，不会扰动所铺设管道上部的土层，管道的管节端不容易产生段差变形，同时管道的使用寿命也会更长。对于市政建设来说，采用非开挖拉管技术还可以节省一大笔征地拆迁费用，减少动迁用房，缩短管线长度[4]。

此外，非开挖拉管施工技术只需要利用水平钻机开展施工作业即可，通过多种施工设备的运用，大大减少了对于人力资源的需求，在很大程度上降低了施工成本。

3.2.2 施工操作简单

市政给排水工程采用的管道通常以大口径为主，且管道埋深较深，因此自然地基就不能作为管道的基础，而为了保证管道在使用过程中的稳固，管道基础应该选用混凝土或者碎石。

传统开挖埋管的施工方式，因管道口径大、埋深大等原因，必须要进行相应的支护措施，对于地下水位较深的地区也要进行降排水措施，以保证施工的顺利进行[5]。应用非开挖拉管施工技术，不但能够提高市政给排水施工的效率和质量，同时可以明显简化支护措施，进而缩短个施工工序的工期。

3.2.3 明显缩短施工周期

在市政给排水工程中，传统的开挖施工技术的施工工序较为烦琐，并且挖土开方的工程量以及土层回填工程量相对较大。此外，重复开挖道路不但会对城市的交通造成负面影响，也有可能对地下其他管线或建设设施造成破坏，影响其正常使用。而非开挖拉管施工技术，能够有效避免上述问题，对于工期紧、任务重的工程建设项目来说具有较高的应用价值[6]。

3.2.4 有效减少对周围环境的影响

传统的开挖埋管施工技术，总是会对土层的结构造成一定程度的破坏，同时开挖工作也会对周围的自然环境和人文环境造成破坏。但是，非开挖拉管施工技术就可以有效地解决这个问题，地下施工可以有效较少施工过程对周围环境的影响，同时还能够在一定程度上实现对土层结构的保护[7]。

4 市政给排水工程非开挖拉管技术应用的具体流程

4.1 前期调查

市政给排水工程在开始正式施工之前，需要进行前期的调查工作，这对于整个工程具有十分重要的意义。通常情况下，在正式施工开始之前要严格考察城市的地下情况，具体可以从以下几个方面入手：首先，相关工作人员可以通过政府机关全方位了解地下管线的设置情况，同时也可以使用地下管道探测仪器，探测地下管道的分布情况，保证在正式施工时可以避让开原有的地下管线，避免对这些管线造成损坏；其次，还有充分了解施工现场的情况，如地下设施的分布情况和现场地质情况等，尽量减小这些因素对施工的影响；最后要及时清理路面障碍物，确保施工流程顺利实施[8]。

4.2 非开挖拉管施工技术要点

作为一种新型的地下管线施工技术，近些年来非开挖拉管施工技术在我国得到充分的发展。随着我国城市化建设进程的不断发展，传统的施工技术已经不能适应城市发展的实际需求，非开挖拉管技术是市政给排水工程施工的主要施工技术之一，其施工技术水平对于工程整体质量来说有着十分重要的影响。非开挖拉管施工技术的具体操作流程如下。

4.2.1 设计导向孔轨迹

导向孔是扩孔拉管的母线，也是最终的管线孔。在市政给排水工程施工过程中，管道对于深度和坡度的要求较为严格，允许误差相对于其他管线相对较小，施工难度也较大。因此，市政给排水工程在管线设计时要充分考虑到生产厂区的实际情况，保证管道在钻入到管线孔时入土角度较小，进而满足施工的基本要求[9]。

4.2.2 选用合适的管材

在管材的选用上，管材应具备以下特点：材料韧性高，抗拉能力强，抗刮痕能力好；要保证管道链接处强度高于管道本身强度，便于拖拉，连接处密封性能好；由于给排水管道走向容易受施工轨道的改变而改变，因此管材要有较好的可绕性能。

4.2.3 泥浆的配制

在进行泥浆配制工作时，要应用由质量良好的膨润土和少量的高分子聚合物制成的聚合物泥浆。这种泥浆中的高分子聚合物含量大约占泥浆总质量的2%。同时，由于这种泥浆具有良好的造壁性、润滑性，以及能够有效降低扭矩，因此在进行扩孔拉管工作时也要应用相同配制比例的泥浆。

4.2.4 泥浆配制以及注浆工艺

首先，在进行泥浆配制工作时，应该选择质量较好的湿润土，选择科学合理的配比，确保泥浆具有较好的支承性能，也有良好的减小摩擦的效果。此外，要保证泥浆得到了均匀的搅拌，而且在泥浆压入之前，还需要再一次搅拌储浆箱中的泥浆。

其次，对于注浆工作来说，最重要的就是控制注浆的压力，保证注浆压力大于管体上方的水头和静土的压力。在顶进泥浆的过程中，要根据实际的地下水位情况以及地表形变情况及时地对注入泥浆的量和注浆的压力进行调整。在泥浆的出口处还需要设置单向阀门，用以避免回浆现象的出现，保证即使在临时停泵后孔道内的泥浆压力不发生改变。

最后，在顶管贯通之后，要使用触变泥浆压对管道外的纯水泥浆进行置换，从而减少后期管道的沉降。

4.2.5 导向孔的施工

以测量定位的轴线作为依据，应用定向钻机水平钻进，地面上方要应用相关导航设备控制钻进的方向和深度，按照设计的要求，以轴线为依据构成一条圆形通道，圆形通道的中心线就是所需要铺设的管道的中心线。开始钻孔时要采取轻压慢转的施工方式，在平直段要采用轻压快转的施工方式，进而保证钻机具有较好的导向性和稳定性。

在实际施工过程中，钻进的参数要根据施工过程中地层和深度的变化进行适当的调整。此外，还要关注钻进过程中是否有扭矩、钻压的突变、泥浆漏失等异常情况发生，一旦出现异常问题就要立即停止施工，查明原因后及时进行处理，之后再继续施工。

4.2.6 回拖管材

管材回拖工作必须要在焊接自然冷却，同时确保其质量符合施工要求之后进行。在管材回拖施工过程中，施工人员要着重重视孔道内的情况，时刻关注钻机回拖力和扭矩的变化；整个施工过程要保持稳定地进行管材回拖，避免出现用力过猛的情况；要保证一次性将管材拖入到成型的孔洞之中，尽可能避免出现中途停顿的情况，进而保证回拖的速度。

4.2.7 扩孔

非开挖拉管施工的主要工作之一就是扩孔，是指在钻孔工作结束之后，分析并完善施工的技术手段和管理措施，确保能够有序地进行管理工作，进而有效提升管理工作的水平。在进行回扩施工的过程中，还要将泥浆量始终控制在一个合适的范围，同时不定期的检测水泥的各种性能，保证水泥在施工过程中具有良好的性能。此外，还要充分考虑地层的实际情况，并以此为依据对回扩钻进的速度进行合理的控制，以方便排除孔内的残渣。

5 市政给排水工程的非开挖拉管施工技术的质量控制措施

5.1 管线轨迹设计的质量控制措施

与其他管道相比，给排水管道具有重力流的特点，这要求对给排水管线的设计工作要严格控制坡度和标高，对管线轨迹设计的精确度要求较高。为了保证给排水管道设计的精确度，主要可以通过控制以下几个方面来实现：首先，要注意对于给排水管道的设计是否能够有效指导实际施工；其次，要根据实际施工的各方面情况设置工作坑，进一步保证标高和入土角度的精确；之后要对管线的深度进行精确计算；最后，要最大程度的避免会对测定结果产生干扰的因素，实际的施工时间也要尽量避开车辆通行较多的时间[10]。

5.2 成孔质量的控制

市政给排水工程中的管道为重力流管道，其对于成孔的要求是具备有一定坡度的直线、较小的误差以及不设置曲线段，这是给排水管道与其他管道的根本区别。为了满足重力流管道的需求，在成孔质量控制上可以进行以下措施：第一是设置一定的工作井，出入土点的控制要以设计坡度为依据；第二是在不能设置工作坑时，就要对出入口附近的管段再一次进行排管工作，同时还要接至检测井，进而保证管道是直线段且具有一定坡度[11]。

5.3 预防沉降的措施

在市政给排水工程施工过程中，应用非开挖拉管技术难以避免的一个问题就是沉降问题。产生沉降问题的主要原因是施工区域的土体自身承载力较差或受到施工影响，出现沉降问题后，管材外侧将出现缝隙并直接影响工程质量，或者受到不良地质条件影响，很难避免在管材外侧不出现缝隙。

容易发生沉降问题的地方是管段管径较大，或者管段埋深较浅的地方，一定要对穿过交通道路的管道进行预防其沉降的措施，同时加强对其控制的力度。在市政给排水工程应用非开挖拉管施工技术时，沉降问题一般会发生在2m以上的管道。因此对于需要穿过主要交通道路的管段，在扩管作业时需要分次进行，尽量降低土地因施工而发生的形变[12]。

6 结束语

非开挖拉管施工技术是目前我国市政给排水工程施工的主要技术措施。其相较于传统的施工方式能够有效减轻施工过程中给城市地表带来的各种影响。根据本文的论述，不难看出非开挖拉管施工技术在市政给排水工程施工过程中具有较高的应用价值。

因此，相关行业人员必须要充分认识到这项施工技术的优势，并提出有效的实际操作措施，充分发挥其作用，不断促进这项技术发展的同时，也能促进我国给排水工程建设施工水平的提升。