研究非开挖技术在市政给排水工程中的应用

胡星

锦州城市供水工程建设有限公司 辽宁锦州 121000

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。

1 非开挖技术的分类

1.1 定向钻施工法

是指通过传统挖掘和推进的方式无法进入工作区，或者作业人员因为体型限制等无法到达工作区，必须使用机器来进行挖掘钻探、泥土残渣清理及控制方向，并同时在钻孔后将各种管线埋入地下的施工形式。其工作原理是先利用钻头喷射高压水柱松土，钻杆旋转跟进。当前作业中采用的高科技钻头可直接击碎直径在300mm以下的石块，钻杆也可在33m的弯曲半径内全方位调整行进方向。采用该方法钻孔后辅助拉管方式铺设管道，更多用于小直径管线的铺设，灵活性更高，且不需要工人进入危险作业区，有效保障工人安全。

1.2 顶管施工法

指在地下作业区中，利用顶进设备的顶力克服管道和土壤之间产生的摩擦力将管道顶进前端土壤中，并将管道中的土壤利用人工或者机械方式挖出，一节管道被顶入土壤中后继续下一节管道顶进，直到把所有管道从工作坑中推进到接收坑内。这种方法更多地用于铺设中小口径管道，管道基本为钢管或钢筋混凝土管道。顶管施工法又可细分为对顶法、后顶法、对拉法等，可在地下工程施工中根据工程的要求、特点、相关规程等实际情况采取不同的顶管施工方法。这种方式能大幅减少土方产生，并且节约施工场地，特别在铺设穿越建筑物的管线时，顶管施工法更为有利[1]。

1.3 盾构施工法

是指利用盾构机进行地下挖掘，在护盾的保护下进行衬砌和掘进工作，进而构建成隧道的施工方式，由稳定开挖面、盾构机掘进和衬砌三个环节构成，主要用在隧道的建设中。盾构施工法的进行主要靠旋转推进刀盘，通过盘形滚刀击破岩石使得一次性建成隧道的施工方式。虽然问世时间不长，但在国内外都取得了不小的成效，也因为其高效、安全的特点，被广泛应用在交通水利采矿等行业中。

2 非开挖技术在铺设管道中的技术要点

2.1 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。

2.2 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℃至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[2]。

2.3 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 非开挖技术的优势

3.1 节约成本

传统给排水工程的施工方式一般选用开槽埋管施工法，从费用方面考虑，传统施工方式的弊端是不仅要考虑施工中的管道铺设费用，还要将施工中涉及的机械损耗费用、道路修复费用、园林恢复费用和建筑还原费用都纳入施工成本中，得不偿失，非开挖技术能获得的经济效益明显远高于开槽埋管技术。

3.2 简化流程

给水工程施工流程为现场测量—引入管道—水平干管-立管—支管—接器具支管，排水系统较给水系统更为复杂，在施工中会大量使用大口径钢管，填埋深度较大，为了稳固管道，地基会用碎石或混凝土代替自然地基，因为管道口径大、埋管深度大，挖开土层后会对其进行支护处理。如果达不到地下水的水位，还要再增加降排水工作，使得给排水工程的施工程序更为繁琐。非开挖技术虽不能完全省略以上施工程序，但特定情况下能减少支护处理工作，优化施工流程，大幅提升给排水工程的施工效率。

3.3 节省施工时间

通过传统挖槽技术实施给排水工程施工时，施工环节较多，开挖范围大，很容易对其他地下建筑造成破坏，且作业量大，施工周期长。给排水管道一般铺设在道路下方，采用传统作业方式必定要大范围的封闭道路，影响交通。若是实施对管道的抢修工作，若定点错误，更会浪费大量人力物力。非开挖技术的应用大幅降低了以上事件发生的概率，更有效地节省施工周期，最大程度减小对市民的影响。

4 结语

随着我国基础建设经验的积累，非开挖技术在应用中的众多优势取得了业内的广泛认可，随着现代社会对环保意识重视程度的增加，各个地区都出台了不同的限制施工开挖的法律规定，带动了非开挖技术的高速发展。在市政工程的给排水工作中，合理采用非开挖技术，其不仅能减少路面开挖范围，保证路面的正常使用，且能大幅节省施工成本和费用，降低施工工程量，增强管道置换效率等。非开挖技术的应用对城市建设起到了良好积极的作用，对城市发展及保护环境具有重要意义。