海南省交通规划勘察设计研究院 海南 570206
摘要：随着我国城镇化进程的推进，对市政给排水工程的要求不断提高。非开挖技术在给排水工程建设与运维中发挥重要的作用。总结了非开挖技术定义、特征及应用，并分析了非开挖技术应用中的问题，提出非开挖技术应用要点。
关键词：非开挖技术；给水管道；排水管道；应用
随着国民经济与社会的快速发展、城镇化的日趋成熟，城市建设日新月异。传统开挖式技术即在地表挖沟（槽）后放入管线再回填土方，其影响大、成本高、周期长等局限性日益突出；而非开挖技术在市政给排水工程中的应用可令工程施工带给城市的影响降到最低，有效解决了传统开挖式技术的缺陷，已成为市政给排水工程建设与运维的重要技术之一。
1非开挖技术定义及特征
非开挖技术广义定义：即采用对地表、地下等环境影响小的微开挖或不开挖的方法，开展地下管线铺设、探测地下管线以及对地下管线进行更新和修复的工程技术。其主要是在各种地下管道施工过程中，利用岩土钻掘设备和技术，基于导向或定向钻等形式，在入口或者出口等特定部位开挖较小面积，以此完成铺设、更换和修复地下管道的目的。与传统开挖技术相比，其主要技术特点［1］为：
（1）机械化自动化程度较高、节省人工、施工速度快、周期短，促进工作效率大幅提升；
（2）在施工过程中，对周边生产生活环境影响小，有益于稳定城市正常运营；
（3）可适用于传统开挖技术难以实施的施工作业区域，如需要保证交通的公路铁路、以及河流、构建筑物、闹市区等；
（4）施工作业劳动强度低、安全性高；
（5）与传统开挖方式相比，适用分段分节点施工，灵活度较高，可忽略降雨、气温等自然因素的影响；
（6）综合成本更低，具有显著的社会效益、经济效益与环境效益。
2非开挖技术在市政给水排水工程中的应用
市政给水排水工程中的非开挖技术主要分为两大类：一为非开挖施工，如顶管施工、盾沟施工、定向钻施工等；二为非开挖修复，其主要是指采用非开挖的方式对已有排水管道进行修复。
非开挖施工：就管线铺设而言有顶管法、隧道施工法、小口径顶管法、导向钻进法、螺旋钻进法、顶推钻进法、水平定向钻进法、冲击矛法、夯管锤法、冲击钻进法；就管线更换而言，包括爆管法、胀管法、吃管法。
非开挖修复：整体修复和局部修复。按作用机理主要可分为原位固化法（Cured-In-Place Pipe，CIPP）、碎（裂）管法和内衬法三大类。而CIPP法应用最为广泛，其采用翻转或牵拉方式将浸渍树脂的软管置入原有管道内，固化后形成管道内衬进而实现修复。
3非开挖技术应用中的问题
3.1技术管理制度不够规范
目前，我国非开挖技术并没有得到较好的发展，还没有制定科学完整的行业规范，在没有严格规范的情况下以至于非开挖工程的前期设计、中期施工以及后期施工质量的检验和验收等重要环节没有依据。技术管理制度不够规范，很容易引发行业内的恶性竞争，严重阻碍着施工单位的发展，也无法保证项目施工的质量。与其他国家对比，我国的非开挖技术发展有些缓慢，有些发达国家已制定比较完善的技术管理规范，我国应借鉴相关国家的技术管理制度规范，以规范我国的管理制度，保证行业的健康发展。
3.2工作人员技能素质有待提升
现阶段，由于一部分工作人员的技能素质比较低，没有较强的责任心，增大了给排水工程施工的难度。随着我国城市化的快速发展，城市居住的人口数逐渐增多，旧的给排水管道由于使用年数比较长以及设计等原因，很多老城区都需要更换成新管道，需要大量的施工人员进行操作。工作人员的技能素质都会影响到施工效果，不利于给非开挖施工的进展。目前技术水平比较高的工作人员很多只是从事设计工作，实际参与施工现场的工作人员并没有达到高水平施工要求。为有效提高材料利用率、工作效率等，需要全面提升工作人员的素质。施工人员的技能素质以及责任心是影响施工质量的关键因素，所以提高工作人员的技术素质刻不容缓。
4非开挖技术应用的要点
4.1做好前期准备
做好前期准备工作能为给排水工程中的非开挖施工技术的实际应用创造优良条件。对于前期准备工作，首先要调研施工现场环境，对施工区域的环境、气候、地下土质等情况进行深入了解，这样才能够确保非开挖施工设置的合理性，进而保障工程项目的整体质量。在进行前期调研中，若发现施工区域的地下水位偏高，开挖巷道设计的比较窄，若采用开挖施工方式，那么所挖出的土没有地方放置，最后还是需要选择非开挖施工方式。其次，在施工开始之前，要规范选择所使用到的管道，对排水管道、供水管道以及相关设备都要符合行业建筑标准以及项目规定要求。具体来讲，要求给排水管道要具有良好的密封性以及抗压性，同时具有一定的拉伸能力，以满足后期拉管要求。最后，设计给排水管道拉管的导向孔迹。在实际设计中，受到重力的影响，要控制好给排水管道的深度以及拉管坡度，完成拉伸之后，给排水管道要与其他管线相集合，并且出现干扰的情况比较少。
4.2做好钻孔及扩孔技术控制
钻孔和扩孔对给排水工程而言十分重要。对于导向孔钻进施工来讲，要遵守以下施工要求。第一，在钻孔施工进行中，要求钻孔段要尽可能保持平直，同时还对监测钻头的倾斜程度有一定要求。要根据项目实际要求，确定钻进深度以及钻头上下左右的偏差。第二，为确保钻头钻进的方向，在转孔完成一根之后，要测量砖头的实际位置，防止出现比较大的曲线误差。第三，要同时进行钻孔施工以及孔内注浆，要求要随着地层情况的变化以及钻进行程的变化而调整泥浆钻进冲洗液配方。回转站进孔施工是为了保证钻孔尺径比排水管道尺径大，为后期的施工创造良好条件。在进行扩孔施工时，应与实际的地质情况相符合，设计扩孔次数，要多次实施扩孔，在实际扩孔中，要监测分析扩孔阶段的扭矩与回拉阻力，然后在决定何时终止扩孔实施回拖。
4.3做好泥浆的制备和注浆
无论是在钻孔施工阶段还是在扩孔施工阶段，都要采用泥浆对孔洞进行保护。从泥浆的作用上来分析，主要表现在以下几个方面：第一，化学泥浆可以在孔的周围形成泥饼，有效防止出现塌方的情况。第二，泥浆在钻孔和扩孔中能够起到良好的润滑作用，有效减少钻杆和钻头工作时之间的阻力。第三，在钻头前喷射泥浆可以对土层进行切割，进而保障钻进的速度。在实际的配浆和注浆中，要重视以下层面的控制：一方面，要选择优质具有一定潮性的土壤，同时要控制好泥浆、膨润土以及聚合物的比例，以保证泥浆的支撑能力。要注意浆料灌中的浆料，要先对其进行压制，然后在进行搅拌。另一方面，在实际灌浆中，要控制好灌浆的压力，对灌浆压力的要求是不小于管体的上部压力和静土压力。在实际灌浆压力调节过程中，不仅要考虑到地下水位的情况，而且还要考虑到地面变形的情况，使注浆效果与孔洞的稳定性相统一。此外，在管道连接完成之后，要更换触变泥压孔外部的泥浆，防止后期管道出现沉降的问题。
4.4非开挖技术于管道施工中的应用
非开挖技术是指在不损坏路面的情况下铺设，更新和维修地下管道的技术。顶管法管道施工技术是非开挖技术中的常见技术应用。顶管法管道施工技术首先出现在美国，日本等国家，然后出现了更多的优秀工程。顶管法管道施工技术要求管径比确定是否适用。例如，开放式手挖式顶管机，如果要使用，则管道直径需要大于900mm。因此，开放式手挖式顶管机可用于较大直径的工程。当管径较小时，可以选择压实土层的顶管法或微泥水平衡顶管法。
结束语
总之，随着城市的发展，市政给排水工程正在不断完善。非开挖技术的应用不仅可以确保其不污染环境，缩短工程周期，降低工程成本，促进市政给排水工程的顺利发展。因此，非开挖技术是市政给排水工程中的重要技术之一。
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