非开挖技术在市政管道修复中的应用研究

陈 静  王一泉

温州市排水有限公司 浙江温州 325000

摘要：随着我国经济的高速增长，国民经济水平不断升高，城市建设速度不断加快，大量人口进入城市生活，给城市基础设施的运行带来不小压力，给排水系统也时有发生故障，为了让城市居民的生活更便捷，必须完善城市的给排水系统，及时消除故障，但是在处理过程中，势必要对故障地点进行封闭处理，且传统技术施工范围大，施工时间长，严重影响市民生活，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，且效果显著，在城市给排水工程工作中受到青睐，得到了广泛运用。

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。非开挖技术最早出现在20世纪七八十年代，传入我国后，受当时技术水平和工作概念的限制，并没有被广泛运用，主要在一些施工要求严格的部位使用。因为其施工方式对周围环境影响小，不阻碍交通，施工效率高，也不会破坏植被，不影响居民的正常生活，所以现在被广泛地应用在市政工程中，包括给排水、电力、燃气和通信等，还能用于文物和古建设的保护和维修，具有非常高的社会经济价值。

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。

2.2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。

2.3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。在实施对管道的抢修工作时，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。

2.4降低管道置换难度

城市建设速度的增加，也加大了市政工程中置换管道的工作量，非开挖技术降低了管道置换工作的工程难度，一般采用爆管法或破管顶进对城市管线进行更换。爆管法也叫破管外挤，是利用爆管工具破坏旧管，并把旧管碎片挤入土层中，同时拉入新管的置换方法，优势是可同时完成旧管拆除和新管安装，施工速度快，对地面影响小。若原始管道周围土层较为坚硬，不利于旧管破碎后外挤，则可以使用破管顶进法，该方法利用水平钻机以旧管为导向，同时削碎旧管和周围土层，形成同等直径或其它直径的孔，并顶入新管，完成管线置换。

2.5提高施工安全性

非开挖技术的广泛应用还大幅提高了施工过程中的安全性，传统开挖方式挖掘面积大，且一般埋管深度大，容易造成塌方事故，对施工人员的安全带来极大威胁。非开挖技术的推广不仅提升施工人员的自身技术水平，而且这种施工特点，在很大程度上提升了施工人员的安全性。

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

控制定向钻机钻进向已经预先测量定位准确的轴线，用控向仪等设备在路面上掌握并调整钻头的深度和方向，按照设计轴线严格施工，钻通一条直径为100mm的圆孔通道，需要铺设管道的中心线就是圆孔通道的中心线。施工时根据实时掌握土壤变化，及时调整参数，且需要密切关注钻进过程中出现的异常情况，如果出现问题应即刻停工，确认问题发生原因并采取应对措施后再继续钻进。完成钻进导向孔后，需要对其进行复核，保证质量。

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

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，对城市发展及环境保护具有重要意义。

参考文献

[1]刘珊.浅谈非开挖技术在市政管道修复工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（31）：103.

[2]崔健，杨赫男.浅谈市政管道修复工程非开挖技术[J].城市建设理论研究：电子版，2014（35）：4471.