談非開(kāi)挖鋪設(shè)地下管線工程技術(shù)

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摘要：非開(kāi)挖施工工藝用于城市地下管網(wǎng)的鋪設(shè)不僅可以加速管網(wǎng)的鋪設(shè)、維修和更新，還能夠減少管道施工對(duì)市政道路的破壞及對(duì)居民生活的影響。但是，由于地下管線情況比較復(fù)雜，如果不能規(guī)范施工，會(huì)造成對(duì)既有地下管線、路基、路面造成破壞。本文通過(guò)介紹幾種常用非開(kāi)挖技術(shù)的特點(diǎn)，分析了非開(kāi)挖施工技術(shù)存在的不足及其對(duì)道路造成破壞的原因，并針對(duì)其不足提出了解決辦法及措施。

關(guān)鍵詞：地下管線；非開(kāi)挖施工技術(shù)；不足；措施

當(dāng)前，我國(guó)的城市化進(jìn)程越來(lái)越快，市政地下管線的建設(shè)量迅猛增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)地區(qū)還在采用開(kāi)挖施工方式，開(kāi)挖施工不僅會(huì)造成路面的破壞、對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，還會(huì)影響交通，對(duì)人們的生活出行產(chǎn)生影響，最主要的是，還存在安全隱患。此外，地下管道很多時(shí)候需要穿越鐵路、公路、河堤，開(kāi)挖施工實(shí)施困難，且投資較高。近年來(lái)，非開(kāi)挖施工技術(shù)快速發(fā)展。它具有不影響交通、綜合成本低、不污染環(huán)境、施工周期短等優(yōu)勢(shì)，能夠有效地解決上述問(wèn)題，從而在地下管線施工中得到了廣泛的應(yīng)用。非開(kāi)挖施工技術(shù)已有多種形式，如頂管、拉管等。

1非開(kāi)挖施工技術(shù)概述

非開(kāi)挖施工技術(shù)，是在不需要開(kāi)挖地表的情況下，通過(guò)人工或機(jī)械鉆掘巖土等方法，達(dá)到敷設(shè)、更換及修復(fù)地下管線目的的施工技術(shù)。其主要方法包括以下幾種。（1）頂管法。主要靠人工掏土和機(jī)械頂進(jìn)鋼筋水泥混凝土管，管徑一般在600～1500mm，主要為城市污、雨水管道或他管道的外套管。其特點(diǎn)是需要設(shè)置頂管工作坑，常需要基坑降水或者井點(diǎn)降水配合。頂管工作坑需要根據(jù)頂進(jìn)管的長(zhǎng)度、重量等因素計(jì)算后背的支撐力、軌道的長(zhǎng)度，頂管機(jī)的頂力等一系列參數(shù)。頂管過(guò)程需要技術(shù)人員多次的測(cè)量配合完成。圖1為頂管施工示意圖。（2）水平定向鉆進(jìn)法。水平定向鉆施工工藝是在無(wú)須開(kāi)挖地表的條件下即可完成地下管線鋪設(shè)的施工方法。其可 通過(guò)一定的技術(shù)手段三維控制鉆進(jìn)過(guò)程，使鉆頭按照設(shè)計(jì)的軌跡鉆進(jìn)，以達(dá)到管道鋪設(shè)目的。水平定向鉆技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電力、通信、供水、石油等各行業(yè)管道的鋪設(shè)施工，它可以廣泛應(yīng)用于我國(guó)非硬質(zhì)巖地區(qū)，在黏土、沙土、卵石等地況均可施工。水平定向鉆進(jìn)法根據(jù)土質(zhì)條件的不同一次鉆進(jìn)的距離可達(dá)15～1800m，能夠鋪裝管線的直徑范圍25～1200mm。圖2為水平定向鉆施工示意圖。（3）錘管法。是在管道后設(shè)置氣動(dòng)穿梭矛，利用其將管道頂進(jìn)至終點(diǎn)以完成管道鋪設(shè)的施工方法。錘管法在進(jìn)口及出口處均需設(shè)置工作坑。利用特殊的管夾將氣動(dòng)穿梭矛固定于管道后，設(shè)置于工作坑內(nèi)，僅靠壓縮空氣即可通過(guò)氣動(dòng)穿梭矛推動(dòng)鋼管，無(wú)須另外設(shè)置后背。將第一節(jié)管道推入土體后，拆除管夾，連接第二節(jié)管道，之后重復(fù)上述操作，直至全部管道施工完畢。當(dāng)管道到達(dá)出口坑后，利用空氣壓力將管道中的土排出。此方法適用管材為鋼管或鑄鐵管，適合穿越河堤、公路、鐵路等地鋪設(shè)管道。（4）脹管法。脹管法通常用來(lái)擴(kuò)大、修復(fù)及更換各種城市既有管線。在不改變既有管線路徑的情況下達(dá)到更換、擴(kuò)大管徑的目的。脹管法一般包括氣動(dòng)脹管法以及液壓脹管兩種。使用脹管法對(duì)既有管線進(jìn)行更換，可以將管道管徑擴(kuò)大20%～30%，條件較好時(shí)可以增加到原尺寸的1.5倍，連續(xù)更換管道長(zhǎng)度可以達(dá)到200m。它主要適用于塑膠管、陶瓷管、薄壁鑄鐵管以及混凝土管的施工。

2非開(kāi)挖施工技術(shù)存在的不足

任何施工技術(shù)都存在優(yōu)點(diǎn)和不足。非開(kāi)挖施工雖然避免了直接破壞道路結(jié)構(gòu)，但由于施工不盡或完善，也存在著一定的缺點(diǎn)和管理漏洞。（1）地下資料缺失易造成安全事故。特別在中小城市，由于城市地下管網(wǎng)資料保管不健全，在進(jìn)行非開(kāi)挖施工時(shí)，施工單位如盲目施工，易造成其他管道損壞，常有漏水、斷氣等事故發(fā)生，個(gè)別工程還會(huì)造成重大泄漏事故和安全事故。（2）施工隊(duì)伍缺乏應(yīng)有的資質(zhì)和人員培訓(xùn)。在中小城市，非開(kāi)挖施工技術(shù)的管理還是空白，小型的施工隊(duì)伍基本上都是臨時(shí)拼湊，施工隊(duì)的組成主要是普通工人，沒(méi)有進(jìn)行正規(guī)的培訓(xùn)和教育，施工隊(duì)伍無(wú)資質(zhì)，施工作業(yè)流程僅憑經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有統(tǒng)一的管理和監(jiān)督。（3）工程施工缺乏有效監(jiān)督，質(zhì)量難以保證。因?yàn)榉情_(kāi)挖施工技術(shù)的引進(jìn)在配套的監(jiān)理、監(jiān)督方面還缺乏相應(yīng)的技術(shù)管理人員，施工過(guò)程難以進(jìn)行監(jiān)管，以收費(fèi)代管理的現(xiàn)象依然存在。因此，管道非開(kāi)挖施工，工作坑回填，管道注漿等都存在著管理漏洞，工程施工過(guò)后，道路病害逐漸顯現(xiàn)。

3非開(kāi)挖施工傷害道路的因素

非開(kāi)挖技術(shù)因施工設(shè)備和方法較多且為隱蔽工程，工藝流程設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制尤為重要，稍有不慎，容易引發(fā)對(duì)道路直接和間接的傷害。（1）大口徑水泥頂管施工違規(guī)操作。許多單位大口井水泥管頂管施工時(shí)為了節(jié)省時(shí)間，不按操作規(guī)程施工，長(zhǎng)距離超挖，無(wú)限度擴(kuò)孔。這樣容易發(fā)生管道之間發(fā)生錯(cuò)位，密閉不嚴(yán)，從而造成接口漏水，就會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降、塌陷等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響道路交通安全。（2）小型頂管機(jī)械盲目施工。隨著城市的發(fā)展，地下管線施工需求越來(lái)越大，由于目前嚴(yán)控破損道路施工，頂管施工技術(shù)的使用越來(lái)越多。一些個(gè)體經(jīng)營(yíng)者乘機(jī)土法上馬，招來(lái)沒(méi)有經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的民工就開(kāi)始施工。因?yàn)闆](méi)有詳細(xì)的地下管網(wǎng)技術(shù)資料，盲目施工往往造成鉆頭偏移、錯(cuò)位。多次頂進(jìn)、擴(kuò)孔造成管線周圍土層擾動(dòng)疏松，工作坑回填不按要求，從外部進(jìn)水后造成路基、路面坍塌。（3）定向鉆施工擴(kuò)孔回填不密實(shí)。定向鉆施工技術(shù)在管道敷設(shè)方面的應(yīng)用取得了很好的效果，但是，施工過(guò)程中的不規(guī)范，以及小的失誤會(huì)道路產(chǎn)生很多負(fù)面影響。比如，管道敷設(shè)完畢后，施工作業(yè)面沒(méi)有及時(shí)恢復(fù)，或者回填壓實(shí)度不夠，導(dǎo)致雨水滲入路基，加上汽車碾壓，長(zhǎng)此以往，道路面出現(xiàn)一道道溝壑，給車輛通行帶來(lái)影響，人們出行造成不便，還增加了安全隱患。

4減少施工病害的辦法和措施

為了減少和避免因非開(kāi)挖施工給道路造成的危害，必須采取有效的預(yù)防措施和必要的強(qiáng)制手段，使之既能發(fā)揮非開(kāi)挖施工的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有保證市政設(shè)施完好無(wú)損。（1）強(qiáng)化方案審批，從嚴(yán)監(jiān)管施工隊(duì)伍。在施工隊(duì)伍選擇上進(jìn)行公開(kāi)招投標(biāo)，選擇施工經(jīng)驗(yàn)豐富，施工技術(shù)先進(jìn)的專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行施工，杜絕小包工隊(duì)無(wú)證上崗、違規(guī)操作。在非開(kāi)挖大口徑水泥管項(xiàng)管施工中，首先，要對(duì)施工方案進(jìn)行論證，進(jìn)行前期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。其次，要加強(qiáng)對(duì)施工隊(duì)伍的監(jiān)管力度，安排有經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)理隊(duì)伍嚴(yán)格按照施工規(guī)程進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)督。同時(shí)，強(qiáng)制施工單位繳納履約風(fēng)險(xiǎn)金，一且出現(xiàn)違規(guī)操作，就要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰并強(qiáng)制其返工整改。（2）杜絕小型頂管，加強(qiáng)定向鉆施工監(jiān)管。隨著定向鉆施工技術(shù)的成熟，其他小型項(xiàng)管設(shè)備應(yīng)嚴(yán)禁進(jìn)入道路施工現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)，加強(qiáng)定向鉆施工的監(jiān)管。所有承攬非開(kāi)挖技術(shù)施工的隊(duì)伍，必須持有專業(yè)技術(shù)人員上崗操作證件，杜絕無(wú)證上崗和違規(guī)操作。對(duì)施工單位實(shí)行備案制，在工程施工過(guò)程中，施工單位在進(jìn)行非開(kāi)挖施工前，要到有關(guān)部門辦理備案手續(xù)，否則，不得在城市建成區(qū)道路下進(jìn)行非開(kāi)挖施工作業(yè)。（3）建設(shè)推廣地下綜合管網(wǎng)GIS系統(tǒng)。隨著數(shù)字化城市建設(shè)，應(yīng)該大力建設(shè)和推廣綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)，發(fā)揮利用GIS提供的多源地理信息一體化管理能力、空間查詢、分析和輔助決策能力，綜合利用管網(wǎng)資料數(shù)據(jù)。緊密結(jié)合管網(wǎng)管理工作實(shí)際，通過(guò)齊全的資料和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，使非開(kāi)挖技術(shù)應(yīng)用更加安全、快捷、環(huán)保，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

5結(jié)語(yǔ)

非開(kāi)挖施工技術(shù)的應(yīng)用，為管線入地提供了便利，減少了因直接開(kāi)挖道路而對(duì)居民生活產(chǎn)生的影響，減少了環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。但此項(xiàng)技術(shù)還存在一定不足，稍有不慎容易造成對(duì)道路傷害。因此，要健全管理和施工機(jī)制，揚(yáng)長(zhǎng)避短，使之更好地為提高城市市政設(shè)施完好率服務(wù)。

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作者：郭威麗 單位：中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司