非开挖技术在市政给排水工程中的实践应用

非开挖技术在市政给排水工程中的实践应用

李桐

梅州市城市规划设计院有限公司  广东梅州 514000

摘要：在经济飞速发展的同时，城市化也在不断加快，大量的人口流入城市，对城市的基础建设造成了很大的压力。同时，给排水系统的故障也时有发生，影响了人们的居住质量。因此，给排水系统需要进一步改进，以便能够及时地排除故障。在进行处理的时候，要将故障现场封闭起来，采用传统的施工方法，施工周期较长，对人们的生活造成了很大的影响。而非开挖技术不涉及挖掘，能够降低对其他建筑造成的损害，节约建设费用。因此，非开挖技术被广泛地用于城市给排水工程中。

关键词：非开挖技术；市政；给排水工程；实践

引言

市政工程是对城市基础功能建设的关键工程，包括市政道路工程、市政建筑工程等多方面的内容。市政给水与排水管网是一个非常重要的体系，它与整个城市的水资源利用、污水排放以及人们的日常生活密切相关。在具体的市政给水、排水工程建设中，要充分利用非挖掘技术，保证给水、排水体系的合理布置，提高城市总体用水效率。

1.非开挖技术的简介

非开挖技术是利用多种岩土钻具及探测设备，在不开挖地表或将地表损伤降至最低程度的前提下，采用定向、定点钻进的方式，实现全流程的地下作业，在给排水工程中，以已有管道内衬为主体，再进行管道的维护与建设。由于该施工方法对环境的影响很小，不会阻碍交通，而且施工的效率很高，不会对植物造成任何的伤害，也不会影响周围人们的日常生活。因此，非开挖技术已经被广泛地运用到城市给排水、燃气、通信等各个领域，也可以用来保护和修复文物与古建筑，具有很高的社会经济价值。

2.非开挖技术的分类

2.1定向钻探

当工作区不能用常规的挖掘和推进方法进入，也可以说是由于作业人员的身体方面受到了限制，无法进入工作区，就需要用机械进行挖掘和钻孔、清理渣土，以及控制方向，并在钻完孔后，将不同的管道埋设在地面上，这种方法就是定向钻探法。其工作原理是将高压水喷射到土体中，然后通过旋转钻杆来追踪。目前所采用的高技术钻头，可将直径不超过 300mm 的岩石，钻具能在 33 米范围内任意移动方向进行调整。

2.2顶管施工

顶管施工方法是在工作区域内，通过引入设备的上部作用力，克服管道与土体间的摩擦力，将管道插入土体中，人工或机械地将管道挖出，一根管道插入土层，再对下一根管道进行顶进，直至将全部管道从工作区域中推入到接收区域中。此方法一般应用于中小型管道的敷设，其主体为钢管或钢筋混凝土。顶管施工可以分为对顶法、后顶法、对拉法等，在地下工程的施工过程中，应根据设计要求和有关规范等具体条件，采用不同的顶管法。该方法能大幅度降低土方开挖量，节约场地，尤其是当管道穿越建筑物时，采用顶管施工方法具有明显的优越性。

2.3盾构施工

盾构施工是指采用盾构机在地下开挖，在防护盾的保护下进行整修和开挖，形成一种隧道施工方式，盾构掘进与衬砌三部分组成的稳定开挖面，以隧道施工为主，其主要采用的是旋转推进刀盘，圆盘滚刀穿岩，一次完成一条隧道的施工方法。该技术由于其效率高、安全性好，因而在运输、水利、矿山等领域得到了广泛应用。

3.非开挖技术在市政给排水工程中的实践

3.1顶管施工方法的运用

顶管施工方法主要采用激光从发射轴线至靶面或导向受力点开挖隧道。在采用泥浆灌注结构时，激光束是从发射轴开始排列。激光作为建筑控制设备的主体，可与倾斜仪、陀螺等组合。在这种设备中，激光束可对准切削设备，并由一种地面导引的加工系统进行实时控制。

3.2水平旋进方法的运用

水平旋进方法的优势在于，连续油管经设置于喷嘴的抽气设备进入钻孔，喷嘴的主要功能是提供相应的液压密封结构，从而实现对钻杆的有效控制。其不需要在转动平台上或在顶端安装一个驱动器，而是在地面上利用泵浦施工方式带动电机转动。通常采用泥浆泵作为连接管柱下部结构的关键部件，具有不受地表扰动和不受地层扰动影响的特点。

3.3泥浆配制

泥浆是由膨润土泥浆混合少量高分子材料制成，其钻井液与膨润土的配比在 1:50 左右，该配比的泥浆具有较好的造壁性，并且润滑效果明显提高，不会出现沉淀现象。

3.4导孔孔道的设计

由于扩孔拉管的母线为导孔，因此，最后将变成管道孔。重力管对倾斜度、埋深、角度等有很高的要求，且误差很小，因而很难进行。为此，在给排水管道中进行导孔孔道设计时，应充分考虑土层性质及工程场地的实际操作情况，保证管道在地层中以最小角度钻进。

3.5按照设计思路与方案进行管道选型选用

高密度聚乙烯生产的聚乙烯管材经济性能更佳。其特点是通过电熔法实现聚乙烯管道间的连接，其连接强度比套管本身还要高、更耐用。聚乙烯可以在 -60℃到60℃之间的环境中工作，它的低温脆性小，冬天也不会由于温度的原因而损坏。这类管材可以免受来自土壤中化学物质的侵蚀，并且不具有导电性，也不会对霉菌及海藻的生长有促进作用。可大大提高管材的使用寿命，从而减少了对设备的要求，减少了人工和安装费用。

3.6进行导向孔的施工

通过提前测量并准确地确定引导钻机至轴的钻进方向，在道路上利用测向器等设备对钻头的深度和方位进行控制，按照设计轴线严格施工，对于 100mm 直径的环道，要铺设管道的中心线应为环道中心线。施工期间，要通过实时掌握土体的变化，对各项参数进行适当的调整，对钻孔中发生的各种不正常现象进行严密监控，一旦发现有问题，必须马上停工，找出问题的根源，然后再进行钻进。为了保证质量，在导孔钻完以后一定要重新检查。

3.7对制孔的质量进行控制

重力排水系统为直坡型断面，由于其设计中无曲线且误差小，且与常规管道相比有显著差异，因此，施工难度更大。要达到施工规范的要求，就必须从两个方面进行努力。一是通过合理的开挖角度，设计合适的进、出工作井，对开挖位置进行控制；二是将进、出管道连在一起，直通检查井，保证管道段的平直，并有一定的倾斜度。

3.8管道修复

管道段完成了内衬反转修补技术的运用，该技术以改性树脂为主体。在施工时，将软管送至管道内，在指定维修位置进行支承，提升管道压力，再通过管材的扩张，使管材膨胀至管壁总厚度，修补原有管材。在实际应用中，这一流程包括开挖工作坑、灌注工作、翻转准备、翻转工作、加热和固化端头等，保证了管道养护技术得到更加合理的运用，持续提升管道的施工效率，保证市政给排水工程的合理施工。

3.9钻孔扩大

回扩法是指在导孔完成后，将其替换下来进行重新施工。在施工期间，一定要保证泥浆的用量恒定，并定时检测泥浆的各项参数，进行适时的调节。同时，根据岩层的变化，对膨胀速率进行实时调节、适时排渣。通常、经过3— 5 轮扩孔后，再采用合适的挤扩工具进行扩孔，保证扩孔过程中孔壁的稳定，并使扩孔过程中产生大、后扩力矩。实时记录施工期间的各项参数，如出现扭矩、轴角等不正常现象，应马上停工找出原因，并采取相应的措施。

3.10对管材拖挂

在拖挂时，要对管材连接处进行认真检查，确保PE管道的电熔接点符合规定，接点在自然冷却后进行质量检验，符合要求后才能进行拖挂。在对管材拖挂中，要密切注意钻机的扭力及回拉力，保证钻机的高压状态，确保其顺利、自然地进行，严禁粗拖的现象。

结语

在科技的不断发展下，现代给排水的设计思想与理论都有了很大的提高，为现代化的城市给排水工程提供了良好的条件。其中，非开挖技术在市政道路施工中的应用，对于改善施工质量、优化施工流程具有重要意义，可大幅提升城市给排水工程的综合效能。

参考文献

[1]许世明.论非开挖技术在市政给排水工程中的实践[J].居业，2023(01):19-21.

[2]张驰，井玮罡，寸江峰.非开挖技术在市政给排水工程中的应用[J].电子技术，2022，51(07):148-150.