劉小婧

【摘要】為了貫徹落實國家城市發(fā)展理念，滿足居民日常生活需求，全面開展城市地下管線鋪設工作。隨著工作井的增加，不僅對城市居民日常出行造成影響，還會對路面結構造成破壞，對此，建筑界學者通過對城市地下管網結構的分析，可知非開挖技術可有效地解決傳統(tǒng)地下管線鋪設中存在的不足，加之具有成本低與適用范圍廣的特點，得到施工人員與居民的高度認可?；诖耍Y合自身工作經驗，以非開挖技術的含義、特點與類型的角度且切入點，對其在城市供水管網改造中實際應用進行具體分析。

【關鍵詞】城市供水；管網改造；非開挖技術

非開挖技術通過對鉆機的使用，在不對地面結構造成破壞的前提下，所采用作業(yè)坑開挖的施工手段。一般在城市地下管線鋪設和修復、更換以及維修工作中較為常見，與傳統(tǒng)開挖技術相對比，具備高安全、高效率、低成本、無污染的優(yōu)勢，并經過長期發(fā)展，非開挖技術成為當前城市供水管網改造中應用范圍較廣的技術類型。

一、非開挖技術

（一）含義

顧名思義，非開挖技術（Trenchless Technology or No-Dig）含義為：利用少開挖與不開挖技術手段，完成管線和管道鋪設、更換、維修以及探測等工作?，F階段，非開挖技術在進行農作物、古跡保護區(qū)以及植被保護區(qū)等區(qū)域內地下管線鋪設工作中較為常見。非開挖技術具有施工流程簡便、難度低、掌握便捷、風險程度低的成熟技術類型，同時國家在關于非開挖技術管理中有著明確的規(guī)定，如限制修復期間停水、停電時間；減緩對城市供水的影響。雖然非開挖技術擁有著其它技術手段所不具備的優(yōu)勢，但其缺陷也無法被人們所忽視，如影響城市正常交通、產生粉塵與機械污染、管材占道時間過長、對道路環(huán)境造成破壞等。

（二）特點與分類

特點：提高施工人員作業(yè)效率；對原有地下管線進行測量與控制；優(yōu)化傳統(tǒng)傳統(tǒng)地下管線鋪設水平；完成地下管線維修和復位工作；改變地下復雜結構層作業(yè)條件。

分類：按照技術措施的差異，將非開挖技術分為三種，即導向鉆進鋪管技術和頂管掘進機鋪管技術、遁地穿梭矛鋪管技術與頂管鋪管技術。其中導向鉆進鋪管技術具有高效準確、鉆進方向控制簡便、施工現場要求較低等優(yōu)勢，一般在電力和通信、自來水以及煤氣等管線鋪設中較為常見，在此期間，管線主要為PE管、鋼管兩種；頂管掘進機鋪管技術優(yōu)點：可完成大管徑管道鋪設工作、效率高與功率高、無任何環(huán)境污染與噪音污染，在隧道、大口徑管道與涵洞地下管線鋪設工作中極為常見；遁地穿梭矛鋪管技術也可分為拉管法、頂管法兩種鋪管技術，該種鋪管技術在形式上具有強穿透力、工期短與強度沖擊力、管材類型選擇范圍廣的特點，在鋪設管徑13mm-150mm管道中相對較廣；頂管鋪管技術將導向探測儀、導向鉆機與液壓頂管機作為鋪管設備，結合液壓頂進技術、人工挖掘技術和導向懸空技術作為鋪管技術標準，依據成本低、定向規(guī)范、精準度高、無噪音以及作業(yè)范圍廣的優(yōu)勢，使其使用范圍控制在300mm以上管徑的鋪設工作中。

二、城市供水管網改造中非開挖技術的應用

（一）工程案例

某市交通大橋處于兩處河道中心處，已知兩側河岸的寬度在114m、水深度在6m。在漲潮時，為了保持交通出行與居民日常供水，結合非開挖技術為前提，完成城市供水管道鋪設工作。其中該項工程，采用鋼管型號為φ273×9，長度約在280m，最深處在地下10m。因此，為了更好地提升城市供水管網鋪設質量，滿足居民日常用水需求，采用非開挖技術手段，對其進行嚴格控制。

（二）定向鉆孔技術

從整體上來看，定向鉆孔技術在700mm以下管徑鋪設中應用范圍較廣，其管線分為曲線與直線兩種，采用鋼管、PE管與PVC管作為管道鋪設材料，具有擾動程度低、維修費用低、工期短、成本低以及效率高的特點。定向鉆孔技術按照施工階段的不同，分為導向孔與擴孔兩個階段。首先，導向孔。在開展鉆機作業(yè)前，需對其實際施工現場進行勘察，避免在鉆孔時對其它原有管線安全度造成威脅；對鉆頭和導向板進行合理選擇，使其能夠在鉆機持續(xù)作用下，不斷前行；在完成鉆孔工作后，應及時對鉆頭方向進行調整，同時還應對導向板曲線問題進行規(guī)范性控制。另外，為了更好地對鉆孔方向精準度進行控制，可采用無線電傳感儀介入的方式，通過電磁波的傳輸，由終端操作人員、接收中心導向員依據電磁波傳輸數據，對鉆頭深度和傾角、溫度、角度以及水平位置等進行精準化判斷。其次，擴孔。若在市政供水管網中采用200mm管徑，管材直徑在350mm以上，均需結合擴孔技術手段的運用。而關于擴孔次數與擴孔直徑應依據鉆機型號、現場地質環(huán)境等條件進行綜合判斷；管線回托工作，應在管線與擴孔設備完整連接后方可進行，其主要采用鉆機內部鉆桿持續(xù)、旋轉作業(yè)的方式，完成回托管線工作。在管線回托過程中，為了縮減管線回托阻力，增添管線防腐保護層，可通過對鉆孔懸浮狀控制、泥漿潤滑工作開展的方式，避免管線因腐蝕問題的出現，對城市供水質量與效果造成干擾。一般情況下，管線回托直徑應大于鉆孔直徑，即回托直徑是鉆孔直徑的1.3倍至1.5倍左右。其中擴孔直徑的定義為孔隙出土點和入土點之間的距離，選用擴孔器和鉆桿、管線與回托管作為導向孔擴孔設備。在進行定向鉆孔技術應用過程中，應高度關注技術手段的使用范圍：均質地層，若在含砂或卵石地質中進行鉆孔作業(yè)，則其鉆孔技術的優(yōu)勢也會隨之有所縮減。

（三）頂管施工技術

若管徑在700mm以上時，則采用直線管道鋪設技術；若管材性質為混凝土時，選用頂管施工技術，從而才能剛好地管道鋪設質量進行規(guī)范化管理。頂管施工技術將密封機械式頂管技術作為首要作業(yè)流程，即對土壓平衡式、泥水平衡式等施工方法的利用。其中頂管施工技術常選用鋼管、玻璃剛夾砂管與混凝土管作為施工管材，尤其是對鋼筋混凝土管的使用技術，現已逐漸走向成熟化。第一，頂管施工技術特性：適變性能強、管道銜接量少、管徑適用范圍廣、施工作業(yè)風險低以及施工周期短等。第二，頂管施工技術缺陷：作業(yè)深度較深、管線曲徑較大、若在特殊情況下，需采用全氣壓頂進管道鋪設技術。第三，頂管施工技術工作原理：頂管作業(yè)前，對工作坑進行合理規(guī)劃與開挖，同時采用坑內導軌安裝的方式，以此實現對頂管作業(yè)條件的精準測量；對頂管坡度、高程、中線與方向等進行有效控制；以工作井作為頂管施工作業(yè)起始點，結合液壓千斤頂的使用，為頂管施工提供水平推力，確保預制鋼筋混凝土管能夠按照節(jié)節(jié)遞進的原則，對作業(yè)井內泥土進行持續(xù)挖出。同時，頂管作業(yè)期間所產生的出渣類型分為濕出渣與干出渣兩種。除此之外，在復雜地質中采用頂管施工技術，需對各方因素進行綜合考究，結合輔助技術手段的運用，如氣壓頂進技術、中繼站設置技術與泥漿套潤滑技術、激光糾偏技術等，依據管道現場地質條件，降低工作井的建設數量與次數。常規(guī)角度下，工作井建設位置應在頂管中心處，以此確保頂管作業(yè)時可選用兩側同時作業(yè)原則；工作井結構以現澆鋼筋混凝為主，將沉井法、逆作法作為首要施工技術，保障接收井與作業(yè)井結構、性能與質量處于完全一致的狀態(tài)。

結束語

綜上所述，非開挖技術相較于開挖技術具有良好的優(yōu)勢，如未對城市正常交通造成影響、降低對地表的破壞、施工周期短的優(yōu)勢，從本質上與性能的角度上來講，非開挖技術具有較大的發(fā)展空間與前景。針對此，應在城市建設過程中，對非開挖技術進行合理運用，結合先進施工原理與理念，對其技術進行優(yōu)化和改進，同時依據施工現場實際地質條件，對城市供水管網鋪設要求進行合理設定，并以此為基礎，對非開挖技術類型進行精準化選擇，從而滿足居民日常用水需求。

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