非开挖技术在市政管道修复中的应用研究

非开挖技术在市政管道修复中的应用研究

刘英华

山东皇城市政园林工程有限公司 山东聊城 252000

摘要：随着我国经济的快速增长，国民经济水平的提高和城市建设速度的加快，大量人口进入城市生活，给城市基础设施的运行带来了巨大压力，给排水系统也不时发生故障。为了使城市居民的生活更加方便，必须完善城市给排水系统，及时排除故障，但在处理过程中，故障定位必然会被封闭，传统技术施工范围大，施工时间长，严重影响人们的生活。非开挖技术能有效减少对其他建筑物的破坏，节约工程成本，效果显著。广泛应用于城市给排水工程中。

关键词：非开挖技术；市政管道修复；应用；研究 

1非开挖技术的概念

非开挖技术是指利用各种岩土钻探设备和测试设备，在不开挖地面或对地面破坏最小的情况下，通过定向和定点钻探进行地下作业的管道施工技术。在给排水工程中，将衬里部件放在现有管道中作为主要基础，然后进行管道维护和施工。非开挖技术最早出现在20世纪70年代和80年代。它传入中国后，由于当时技术水平和工作理念的限制，没有得到广泛的应用。主要用于一些施工要求严格的部位。由于其施工方法对周围环境影响小，不妨碍交通，施工效率高，不破坏植被，不影响居民的正常生活，目前广泛应用于给排水、电力、燃气、通讯等市政工程中。它还可用于文化和古建筑的保护和维护，具有很高的社会经济价值。

2非开挖技术的优势

2.1节约成本

传统的给排水工程施工方法一般采用开槽埋管施工法。考虑到成本，传统施工方法的缺点是，施工中不仅要考虑管道铺设成本，而且施工中涉及的机械损失成本、道路修缮成本、园林修复成本和建筑物修复成本也要计入施工成本，非开挖技术的经济效益远高于开槽埋管技术。

2.2简化流程

供水工程施工过程为现场测量-引入管道-水平干管-立管-支管-连接器具支管。排水系统比供水系统更复杂。大口径钢管将广泛应用于建筑，填埋深度大。为了稳定管道，基础将用砾石或混凝土代替天然地基，因为管道直径大，埋深大，开挖后将支撑土层。如果达不到地下水位，则应增加排水工程，使给排水工程的施工程序更加繁琐。非开挖技术虽然不能完全省略上述施工工序，但在特定情况下可以减少支护处理工作量，优化施工工艺，大大提高给排水工程的施工效率。

2.3节省施工时间

传统的挖沟工艺在给排水工程施工中，施工环节多，开挖范围大，易损坏其他地下建筑物，工作量大，工期长。给排水管道一般铺设在道路下方。如果采用传统的运营模式，道路必须大范围封闭，影响交通。管道抢修时，如果定点错误，将浪费大量人力物力。非开挖技术的应用大大降低了上述事件发生的概率，更有效地节省了施工周期，并将对公民的影响降至最低。

2.4降低管道置换难度

城市建设速度的提高也增加了市政工程中管道更换的工作量。非开挖技术降低了管道更换的工程难度。一般采用爆管法或断管顶管法代替城市管线。爆管法又称破管外挤法。这是一种更换方法，使用管道爆破工具破坏旧管道，将旧管道的碎片挤压到土层中，同时拉入新管道。其优点是可以同时完成旧管道的拆除和新管道的安装，施工速度快，对地面影响小。如果原管道周围土层较硬，不利于旧管道断裂后的外部挤压，可采用断管顶管法。该方法采用水平钻机引导旧管，同时切割旧管和周围土层，形成相同直径或其他直径的孔，并顶入新管完成管道更换。

2.5提高施工安全性

非开挖技术的广泛应用也大大提高了施工过程的安全性。传统的开挖方法开挖面积大，埋管深度大，容易造成塌方事故，对施工人员的安全构成很大威胁。非开挖技术的推广不仅提高了施工人员的技术水平，而且在很大程度上提高了施工人员的安全。

3非开挖技术在铺设管道中的技术要点

结合工程案例，对非开挖技术在铺设管道中的技术要点进行整理。某生活社区内需要改造约2.8m长的生活污水管道网络，将其归入城市排水系统中，并最大程度减少对市民日常生活的影响。

3.1设计导向孔轨迹扩孔拉管的母线是导向孔，最终会成为管线孔。重力管对坡度、深度、角度的要求非常严格，允许存在的偏差小，施工难度大。因此对于铺设给排水管道时导向孔的设计既要考虑土质情况，又要结合施工现场实际操作，确保管线钻入土层时有较小角度。

3.2选用管材

根据设计思路和方案选择HDPE管，这是一种通过高密度聚乙烯制作的管材，具有较好的经济性，具体有以下几种优点：用电熔方式完成聚乙烯管道之间的连接，接头强度甚至比管道本体强度大，更耐拖拉；聚乙烯能在-60℃~60℃温度内安全使用，低温脆化程度低，冬季施工时不会因为温度问题发生管道破裂情况；HDPE管道能承受多种化学腐蚀，不会因为土壤中存在化学介质对管道进行侵蚀，并且不导电，不利于真菌和藻类的生长，不会因为长时间使用发生腐烂、导电或者生锈现象；根据实验表明，HDPE管的耐磨性更强，是钢管的4倍之多，且管道内壁光滑，水流阻力小，加长了管道的使用寿命；和传统钢管或者混凝土管道相比，HDPE管道重量更轻，更方便搬运和安装，降低了对设备和人力的要求，大幅度降低安装成本。

3.3配置泥浆

泥浆选用膨润土泥浆混以少量聚合物而成，聚合物和膨润土与泥浆质量的比约为1：50，采用该比例配置的泥浆拥有良好的造壁性能，大幅提升润滑性能，并且没有发生或塌陷的现象。

3.4导向孔施工

控制定向钻机钻至预先准确测量定位的轴线，利用方向控制器等设备掌握和调整路面上钻头的深度和方向，严格按设计轴线施工，并钻穿直径为100mm的圆孔通道。待敷设管道的中心线为圆孔通道的中心线。施工过程中，根据实时土体变化及时调整参数，密切关注钻孔过程中的异常情况。如果出现问题，应立即停止工作，确认问题原因并采取对策，然后再继续钻井。导向孔钻完后，需要重新检查，以确保质量。

3.5扩孔

回扩是在完成导向孔钻进后更换回扩钻头的再次施工。需要在施工过程中时刻保持泥浆量的稳定，不定期检测泥浆的各项参数，及时调整。并且根据地层的变化实时调整回扩速度，以便及时排渣。一般在3-5次施工后可完成扩孔，用相应的挤扩式钻头完成最后一次扩孔，为了保证孔壁的稳定性，在出现较大回拖力和回扩扭矩的情况下，可多进行一次回扩。在施工过程中，实时记录施工数据，一旦出现扭矩、轴线角度、钻进时间等异常情况，应立马停工并检测异常原因，采取相应措施后继续施工。

3.6回拖管材在回拖管材前应对管材连接情况进行严格检测，检测其是否按要求对HDPE管道进行电热熔施工，待焊接点自然冷却后对其进行质量检测，符合标准后才能进行拖管施工。在拖管施工过程中，应实时关注钻机扭矩和回拖力的情况，保持高度紧张，保证其平稳自然钻进，禁止出现蛮拖情况。且施工应一次成型，避免中途停顿增大回拖阻力。

4结束语

在市政给排水工程中，合理使用非开挖技术，不仅可以减少路面开挖范围，保证路面的正常使用，而且可以大大节约施工成本和费用，减少施工数量，提高管道更换效率。非开挖技术的应用对城市建设起到了积极的作用，对城市发展和环境保护具有重要意义。

参考文献

侯淑鹏, 陈礼仪. 浅谈非开挖技术在城市排水工程中的应用研究[J]. 非开挖技术, 2016(2):4.

郑进[1], 陈岭琴[2]. 非开挖技术在城市地下管道修复中的应用[J]. 工程技术(引文版), 2016, 000(002):00093-00093.

于浩文. 市政管道修复中应用非开挖技术的分析[J]. 工程技术研究, 2018(10):2.