浅析非开挖施工技术在市政管道施工中的应用

张长沙 宋少杰

新地能源工程技术有限公司 河北廊坊 065001

在传统的管道施工方式中，对给排水管道的修复或铺设施工一般均应用开挖式方法。伴随着我国进入新时代社会经济建设与发展阶段，城市化进程不断加快。这给城市市政管道施工带来繁重任务，并致使城市地下管线呈现出一种错综复杂之势，也使城市道路不断增加运载负荷，促使市政管道施工不断出现一些应用技术问题。因此，需要优化选择市政管道施工方法，尤其是在城市繁华路段或人流出行高峰时段进行的市政管道施工，特别需要讲究施工方法，如果能够应用非开挖施工技术，则能在很大程度上破解出现的这些问题[1]。

1 对非开挖施工技术的简要介绍

非开挖施工技术具有投资小、施工操作简便和施工成本较低等特点，因此比较受到市政管道施工的青睐。简而言之，非开挖施工技术其实就是无须对道路进行开挖，而是在应用一些设备或材料进行必要的铺设，对地下一些公用设施进行修复或更换，最大限度减少扰民和环境影响。目前应用的非开挖施工技术一般包括应用顶管掘进机、水平螺旋钻或冲击钻等机械设备对需要施工地段实施水平导向或定向钻进或制造微型隧道等，营造可进行市政管道施工的必要环境。相比原来传统开挖施工技术，非开挖施工技术能体现出比较多的优点，比如，能有效提高管道铺设能力；能在进入困难区域进行必要的施工；可提升施工效率；能减少对施工场所周围环境的影响度；可有效减少对施工场地周围景物的损坏或破坏；尤其能减少对城市道路交通的干扰等。通过市政管道施工实践证明，应用非开挖施工技术，还能提高必要的社会效益和经济效益。

2 非开挖施工技术在市政管道施工中的应用

在市政管道施工过程中，需要应用的非开挖施工技术主要体现在对管道的铺设或修复上，也体现在对旧管道的置换上。在通常情况下，针对管道铺设方面所要采用的施工技术，需要根据管道的管径不同，采用不同的非开挖技术[2]。比如，对小口径管径的管道采用气动矛法、夯管法或水平导向钻进法等；针对较大口径管径的管道，则是需要应用盾构法、顶管法或隧道施工法等。如果是要进行旧管道修复方面的施工，需要应用的非开挖技术一般有滑动内插法或原位固化法等。当然，不论应用哪一种非开挖技术，均有其特点或优势，促进市政管道施工效率的有效提升。

2.1 对水平定向钻进法的应用

针对单次施工长度在2500米左右、铺设管径在1200毫米左右的管道时，往往则可以普遍性地应用水平定向钻进法。因为施工建设这样长度或管径的地下管道，相对便捷。但是，应用这种施工技术时，需要考察施工地段的土质环境，因为在沙土地段或松散土质地段不能应用这种非开挖施工技术。

2.2 对爆(裂)管法的应用

爆(裂)管法也叫胀管法。应用这种非开挖技术，一般需要应用对下水管道或压力管道方面的施工，并且是对这些旧管道进行修复方面的施工。针对这样的非开挖施工，它所应用的施工工艺过程，是一种“气动功法”或“固定裂管工艺”。在旧管道进行修复过程中，可以将一些新管道套在原来的旧管道上。

2.3 对微型隧道法的应用

在市政管道施工中，针对下水道的施工比较常用非开挖施工技术建设微型隧道法。因为应用这种非开挖施工技术能体现一定简便性，尤其能在岩石地质环境中，应用这种非开挖施工技术，有其独特应用优势[3]。

2.4 对顶管法的应用

顶管法这种非开挖施工技术，一般被应用于比较大型的下水道施工工程当中。同时，在有些压力管道的施工过程中，有时也会应用到顶管法这种非开挖施工技术。应用顶管法施工技术的优点是适用于任何的土质环境，对施工环境要求相对较低，并能凸显施工效果。在一般情况下，许多给排水工程的施工常用这种非开挖施工方法。根据施工工艺，可以将顶管法施工工艺分为土压平衡式、气压平衡式、泥水平衡式或手掘式等。顶管法施工工艺在盾构施工工艺基础上发展而来的一种非开挖施工方法。

2.5 对夯管法的应用

应用夯管法这种非开挖施工技术，一般应用在距离比较短的施工工程中。如果施工长度小于150米、施工的管道管径小于1500毫米，体现的施工成本较低，则常用这种非开挖施工技术进行施工，这种技术能适应土壤中含水量较大或土质比较疏松、表现为承受力比较脆弱的地层。应用夯管法这种非开挖施工技术，既能体现施工的方便快捷，又能体现对施工质量的有效控制，还能确保施工的安全性。

3 非开挖施工技术在市政管道施工中应用的措施要点

3.1 需要做好具体施工前期调研或准备工作

在市政管道施工过程中，做好具体施工前的必要调研工作尤其重要。因为市政管道施工工程比较复杂，并具有许多的影响因素，因此，需要对地下管道所能应对的施工环境实施必要调研。实施必要调研是为了根据调研获得的情况，制定比较安全可靠的施工措施。在实施调研过程中，需要了解清楚施工地段的地质、水文或土质条件，需要根据具体施工环境或条件，准备必要的施工设备或合理划分施工时段。也就是说，通过必要调研，根据调研结果解析影响施工因素，选择施工应用技术，确立施工最佳方案[4]。只有做到这样，才能较好保证市政管道施工顺利进行，并不会过分影响施工场地周围环境。

在进行前期调研工作时，需要收集好在调研中形成的必要资料。在收集必要调研资料过程中，尤其要特别关注不需公开资料的收集，比如像国防通信光缆等。同时，在给排水工程施工建设当中，还需要满足必要的国防要求。不仅如此，还要调研好市政管道线路铺设路径具有的地质条件，特别要弄清其附近地面建筑物等情况。

3.2 根据非开挖施工技术确定市政管道合理施工方案

进行市政管道施工，需要合理应用非开挖施工技术，且在具体施工过程中，根据所用施工材料的不同，运用不同的施工设备。同样，施工现场的地质环境不同，所要应用的施工技术同样有所不同。伴随目前新设备、新材料或新技术不断应用市政管道施工过程中，这就要求市政管道施工建设部门必须要根据具体施工工程情况，对施工方案进行实事求是的合理编制，尤其要关注施工工艺与施工材料的选择，并严格遵循施工程序或步骤。

在市政管道具体施工过程中，需要根据施工管道的作用，设计好铺设管道的长度、深度或坡度，并制定严格的设计规范。因为需要满足应用非开挖施工技术要求，所以必须要进行必要的严格设计，只有这样，才能更好应用相应的非开挖施工技术。针对管线方面的设计，需要充分考虑管线经过区域的实际地质条件情况，并在具体施工中，需要选择中性土层实施必要的穿管。当遇到软性土层时，还要采取灌浆等加固措施。针对管道入土角度的选择，既要考虑施工情况，又要考虑施工条件的保证，还要考虑对地面建筑物地基基础的影响等。

4 非开挖施工技术在市政管道施工中应用的技术要点

4.1 严格定位测量好轴线，并给予及时的校正

在应用非开挖施工技术过程中，严格定位并测量好轴线，它能直接关系到钻机的钻井。因此，在对轴线进行严格定位测量时，一定要坚持必要而严格的测量，用以保证钻机钻井的正确方向。在实施导向孔施工过程中，也必须要根据轴线的定位测量，应用定向钻机设备进行必要的水平钻进。同时，在必要情况下，还要应用控向仪等仪器设备控制钻机钻进方向，也要控制钻机所钻深度。如果出现了定位测量误差，必须要进行必要及时的校正，严禁出现错误性施工。

4.2 伴随钻机钻进进度实时调整钻进参数

在进行具体施工前要进行必要调研，并非能够清楚地下岩层情况。所以，在实施钻孔施工过程中，对钻机的钻入段应该进行必要的轻压慢转，当钻机进入平直段以后，再使钻机进入轻压快转模式，从而确保钻机具有正确的导向性，保证其钻进的稳定性。随着钻机的钻进深度，伴随地下岩层出现的变化，当钻机钻进突破不同的岩层带时，需要根据不同岩层出现的不同变化情况，适时调整钻机的钻进参数，以免因对不同岩层的钻进，造成对钻机机械设备的损害。

4.3 高度关注和密切监控施工工程

钻机在进行钻进作业时，需要特别关注并留意是否会出现地质突发情况或问题，比如像钻压出现了突然变化或出现了泥浆漏失等问题。如果出现了类似于这些归属地质条件性的突发状况，或者是出现了钻机机械设备故障隐患等问题，就需要立即停止钻进作业，并在第一时间向有关施工技术人员或地质勘探工程师等通报出现的突发状况，等待他们查明出现突发状况的原因并采取必要调整或解决措施后，再继续进行钻机的钻进作业[5]。

4.4 必须强化导向孔完工以后的检查工作

当对导向孔通过钻机钻进进行施工任务完成以后，需要针对作业操作坑道的入土口和接受坑中的出土口，在作业面方位以及标高等方面进行必要的核查。核查的目的是要确保钻出的导向孔必须要与设计轴线保持它们的一致性。如果出现了不一致问题，则要进行必要的斧正,这是保证非开挖施工铺设或修复地下管道顺利进行的一项基础性工作。

4.5 将钻机导向钻头换成回扩钻头

按照市政管道施工设计图纸，根据钻机实际钻进取点对导向孔轴线进行施工校验与核查，当获得确认以后，则需要将钻机的导向钻头换成回扩钻头，并且还需要以导向孔作为基本轴线，实施回扩作业。在进行回扩作业过程中，需要尽可能保持合适的泥浆量，还要对泥浆具有的性能参数实施不定期的必要检测，且根据检测情况，再依据土层或岩层具体情况调整好泥浆应有的性能指标。比如，如果遇到的土层是一种粉淤质土层，那么就可以在泥浆当中添加适量的稀释粉，用以起到润滑钻机钻杆和塑管以及固化洞壁等作用。

4.6 强化必要的审核校对工作

当市政管道施工工程完成以后，做好必要的审核校对工作则显得尤为重要。审核校对的重点是要根据市政管道施工设计图纸，审核校对扩孔的孔洞是否做到了准确无误，是否能够满足工程的需要。

5非开挖施工技术在市政管道施工中需要采取的特殊措施

5.1 在应对精度要求上需要采取的特殊施工措施

市政管道施工工程施工相对复杂，尤其是对城市地下管道的铺设与修复，其施工程度愈加复杂。因此，相比比较普通的管道施工，市政管道施工呈现的难度或复杂度很高，并对精度要求同样很高。在具体施工准备阶段，需要做好必要的勘测设计工作，并在勘测设计过程中尽量减少误差，尤其是要减少钻井施工过程中的误差。在具体施工过程中，也需要强化必要的检测与监控，这是在应对精度要求上需要采取的比较特殊的施工措施。同时，还要科学合理选择施工时段，针对市政管道工程施工，需要重视施工安全，为减少施工干扰因素，要尽可能选择人流量较少的时段进行市政管道工程施工。当出现施工欠缺相应合理性问题时，不能由施工人员进行擅自做主，要及时上报，通过合理措施加以解决。

5.2 在应对沉降问题上需要采取的特殊施工措施

沉降问题是市政管道地下施工工程所能遇到的常见问题之一。因为进行市政管道地下施工，需要施工开挖地下铺设管道路径，会遇到开挖地下土质问题，这又是一个难以规避的问题。所以，它需要具体施工技术的应用。为了更能有效规避出现沉降问题，在进行具体施工过程中，可以应用间断式开挖施工措施，并可以采用增加工作井的方法，将整个铺设地下管道的施工工程划分成多个部分，再按照划分成的几个施工部分，进行一段一段地施工开挖。应用这样的施工办法，能在一定程度上规避因土壤出现变形而形成的沉降或沉陷问题。同时，在具体施工当中，通过预判对可能会出现沉降的施工地段采取必要的加固措施，尤其可以针对某些部位，采用灌浆封堵等加固措施，用以减少沉降问题的发生，避免地面塌陷坑问题的出现，维护城市道路行人与车辆通行安全。

结语

在市政管道施工中，需要应用的非开挖施工技术有比较多的种类，但在实际施工过程中，还是需要根据工程施工具体情况，采用不同的非开挖施工技术，进行必要的施工。尤其是在新管道铺设施工上，必须要注重施工工程的具体设计工作，在对地下管道进行修复工程施工中，也要注重施工材料的合理选择和必要施工方法的应用。选择比较合理的非开挖施工技术，是对市政管道工程施工的一种支持。只有选择必要而合理的非开挖施工技术，才能打造较好的市政管道工程建设结果。因此，需要发挥好非开挖施工技术在市政管道施工过程中应有的重要作用。想要达到这样的目的，则需要不断完善提高非开挖施工技术，以提高其施工质量并推广应用，促进市政管道施工建设质量。