1、非开挖技术在排水管道施工中的应用摘要: 随着我国城市进程的深入发展和城镇人口的不断增加，地下排水管网也在不断延伸。老管线的扩容改造、在线管线的维修、新管线的铺设已成为城市正常运转和居民正常生活的重要管理内容。在生活、工作节奏不断加快，环境保护限制目趋严厉的现代城市中，人们对传统开挖法管线施工带来的交通阻塞、大面积绿地园林毁坏、出行不便和堆土带来的扬尘及泥泞、管线修复、改造带来的马路拉锁现象难以容忍。本文简要阐述了非开挖技术在排水管 道施工中的应用，以供探讨和分享。 关键词：非开挖技术排水管道施工应用 中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号： 一、非开挖技术概述 非开挖技术是指通过导向、
2、定向钻进等手段，在地表极小部分开挖的情况下（一般指入口和出口小面积开挖） ，敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术，对地表干扰小，因此具有较高的社会经济效果。主要包括水平定向钻进、顶管、微型隧道、爆管、冲击等技术方法。该技术源于 20 世纪 70 年代，并于 90 年代传入我国，目前被广泛应用于给水、排水、电力、通信、燃气等领域的新管道建设和旧管道修复，也可以应用于文物、古建筑的保护等方面。 二、非开挖技术的优势 在当今城市建设管网地下化发展的大潮中，非开挖管线工程技术恰是解决这一矛盾的重要技术，对于现代化城市的建设、管理起着极为重要的作用。非开挖技术具有以下特点：引入了管线轨迹的测量和控制
3、；大大提高了铺管能力（长度两千米，直径三米） ；快速高效；增强了在复杂地层条件下施工的能力；非开挖使管道的原位修复成为可能。针对老、旧管道设施的改造，能同时满足结构更新和扩容的需求；最大限度地避免了拆迁麻烦和对环境的破坏，减少了工程的额外投资；采用液压设备，符合环保要求，减少了扰民因素，社会效益明显提高；施工速度快、工期短，有效降低了工程成本；工程安全可靠，提高了服务性能，有益于设施的后期养护。 三、非开挖技术的分类 按施工原理不同,非开挖埋管技术可分为定向钻施工法,顶管施工法和盾构施工法三种。 （一）定向钻施工法 定向钻施工法是采用回转切削,水射流式挤压方式成孔,在地面接收钻头附近发出的电磁
4、信号来实现钻孔轨迹控制,即人工用手持仪器来随钻导向的钻进方法。该方法成孔后采用拉管方式来铺设管线，主要用来铺设小直径管线,即铺设直径小于 500mm 的各类管线(钢管、混凝土管、塑料管)。与另外两种埋管技术相比,具有自由调节方向,遇障碍报警,绕向避开障碍的特别功能。 （二）顶管施工法 顶管施工法是用顶管机体前方刀盘边切削土体,边由后部顶进装置将顶管机连同顶进管一起沿着设计路线向前推进的埋管方法。被切削的残土,由水力或土砂压送装置送至地面运走,前者称为泥水式顶管,后者称为土压式顶管。该方法适于中小口径管线铺设,即钢筋混凝土管径从200 至 3000mm,钢管小于 3500mm 的管道铺设。顶进路
5、线宜平缓,曲线半径不宜过小。 （三）盾构施工法 盾构施工法顶进机理与顶管施工法相同。盾构法和顶管施工法的区别在于,前者采用管片结构组合,后者用管材,将整个管段向前推进。盾构法多用于地铁和隧道工程,管径宜大于 4 米。 四、非开挖技术排水管道铺设技术 （一）顶管法 顶管施工法是最早用在排水工程施工中的一种非开挖施工方法,起源于美国。最初,顶管施工法主要用于跨越孔施工时顶进钢套管,随着技术的改进,顶管法也可用于无套管情况下顶进永久性的公用管道,主要是重力管道。顶管施工的基本流程如下:顶管施工先在管道设计路线上施工一定数量的小基坑作为顶管工作井,作为一段顶管的起点与终点,工作井的一面或两面侧壁设有圆
6、孔作为预制管节的出口和进口。顶管出口孔壁对面侧墙为承压壁,其上安装液压千斤顶和承压垫板。顶管施工就是借助于管顶油缸以及中继间的顶进力,把工具管或顶管掘进机从工作坑内穿过土层一直顶进到接收坑内吊起。与此同时,把紧随在工具管或掘进机后的管道埋设在两个工作坑之间。一个完整的顶管施工主要包括以下几个部分:工作坑和接受坑、顶管掘进机、主装置中继间、顶铁、基坑导轨、后座墙、顶进用管、输土装置、地面起吊设备、测量和校正系统、注浆系统、供电和照明系统、通风和换气系统、辅助施工等。 （二）导向钻进铺管技术 采用方向可控和以水射流破土为主的钻进技术,使用地表放置的钻机,按设计轨迹钻一个导孔,然后在扩孔和回拉的同时
7、铺入管线。根据钻机能力、铺管直径和地层条件,也可先进行一次或两次扩孔后再拉管。采用带斜面的钻头,通过对其回转状态的控制,进行钻孔方向的调控。钻头的定位和导航通过采用手持式仪器测量钻头附近探头发出的电磁信号来实现。导向钻进主要用于小口径管线的施工,适用管径 50-350mm。施工长度 20-400m。适用管材:钢管、塑料管。本方法不适用于砂层和砾石且深度受到限制。 （三）非开挖修理技术 管道的非开挖修复一般分为点状修复和线状修复。点状修复即对管线中已损坏的某一部分进行修复施工的技术,又称部分修复技术;线状修复技术即对检查井之间的整段管进行修复的技术。现分别对这两种修理技术进行介绍 1、非开挖点状
8、修理技术 有许多损坏管道的使用年限还不到 10 年,管体结构完好,只是接口出现渗漏。对这类管道采用点状修理显然是合理的。早期点状修理的方法比较简单,主要靠人员进入管内进行修理,因此该技术只能用于直径 800mm以上的管道。 2、非开挖整体修理技术 整体修理就是对两个检查井之间的管段整段加固修理,可分为两大类:一类是涂层法,另一类是内衬管法。涂层法是将水泥砂浆、环氧树脂作为喷涂材料,通过在卷扬机拉力作用下的旋转喷头或者人工方法将材料依次在旧管道内喷涂,形成总厚度 3.5mm 的加固层,经过自然养护,形成主管道一衬里复合管,达到对旧管道的整体修复。该技术对管道结构强度没有增强作用,但能够提高管道的
9、耐压、耐腐蚀及耐磨损性能,延长管道寿命。翻转法即把灌浸有热硬化性树脂的软管材料运到工地现场,利用水和空气的压力把材料翻转送至管道并使其紧贴于管道内壁,通过热水、蒸气、喷淋或紫外线加热的方法使树脂材料固化,在旧管内形成一根高强度的内衬树脂新管的方法。 （四）旧管道改造铺设技术 传统的改造方法是开挖敷设一条新的管道,但由于这些超龄管大都敷设在人口稠密、商业繁荣的市区,雨、污水管道的周边充塞着煤气、热力、电力、通讯电缆等其他市政管道和设施,因此改造工程的实施存在着相当的难度。原位换管法是一种以欲更换的旧管道为导向,将其切碎或压碎,同步将新管道拉入或推入的换管技术。 （五）非开挖拉管施工技术 非开挖拉
10、管技术的准备包括两部分：一是地质勘测，对施工现场的地下结构详细勘测，根据收集到的数据设计管道的路径、直径、扩孔次数、回扩器型号等；二是机械设备，将水平钻井机运输至现场，并安装在合理的位置固定支撑。拉管施工技术主要有：导向孔轨迹的设计；回拉力的计算及定向钻机的选择；管材的选用；泥浆的配制；导向孔的施工。 总结：随着城市建设的不断完善，非开挖铺管、修管和换管技术以其不影响后交通，铺管速度快、效率高，无环境破坏，不影响人们的正常工作、生活等一系列的优点，会得到更广泛的应用。 参考文献： 1叶建良、蒋国盛、窦斌非开挖铺设地下管线施工技术与实践M.武汉:中国地质大学出版社,2000,3. 2王守立非开挖拉管技术在市政排水施工中的应用J .中国给水排水 2009(02).
