宋嘉
中国华西工程设计建设有限公司武汉分公司 湖北武汉430000
[摘要]文章首先分析了适合市政给排水工程的管道选择，然后概述了非开挖技术及其分类和优势，并就非开挖技术的施工流程展开简要描述，重点阐述了施工过程中的关键环节和注意事项。
[关键词]非开挖技术；市政工程；排水工程
市政排水管道工程施工中，采用开挖施工技术需要对整条线路地表进行破坏，在管道铺设完成后需要土方回填，对社会生活秩序、城市环境等造成了巨大影响，而且工程造价高，施工周期长。采用非开挖技术，这些问题都将得到有效解决，尤其是对城市繁华地段的排水管道修复，非开挖技术带来的社会经济效益更是传统施工工艺不可比拟的。
一、排水管材的选择和应用
给排水管道首先要具备足够的强度以承载外部负荷、内部水压和保证运输过程中无破损。其次，排水管道中的水流中含有大量的杂质和具有腐蚀性的物质，从这个角度来看，排水管道既要能够保证不透水，防止渗出，还要保证它具有一定抗腐蚀性的能力，避免在短时间内损坏。最后，给排水管必须保持管道内壁光滑，减小对水流的阻力。常见的市政排水管道有以下几种：
陶土管，主要由黏土烧制而成，在烧制中按一定比例添加石英砂，然后根据需要制成无釉或者单面釉的管道。一般情况下，陶土管用于浅埋的管道或者腐蚀性废水管道。随着材料技术的进步，陶土管逐渐退出了应用。
预制砼管和钢筋砼管，根据抗压强度的不同要求分为无压管、低压管、预应力管等，可以在专门的厂家预制，是市政排水管道的常见构件。但本身自负荷重量大，管道环节短，接头配件多，施工复杂，而且不适宜在饱和松砂、淤泥土质和冲填土质地区使用。
塑料管，以采用高分子材料的合成树脂为主要成分，常见的如UPVC管、PE管、FRP管等，这些管材质量轻，抗腐蚀和防渗性能良好，内壁光滑，摩阻力小，利于水流输送，而且接口施工方便，水密性能好。
二、非开挖技术概述
（一）非开挖技术简述
非开挖技术是指不开挖地表，利用特殊岩土地层导向、定向地层钻探等多种技术施工方法，采用特殊施工技术装置及其他技术手段，对各类地下给排水管线以及材料设施进行分层敷设、维护和再修复或予以替代的一种高新技术、实用技术。与传统的开挖式管道铺设施工方法相比，非开挖技术有不影响交通，不破坏环境，建设施工周期短，工程综合造价低，施工过程和使用安全可靠等优点。现在，非开挖技术已被广泛应用于地下管道跨越高速公路、铁路、工程建筑、河流，以及在城市区、古址和保护区等未被允许开掘或者不能进行挖掘的地点铺设、更换和维修的地下管线。
（二）非开挖技术的分类
定向钻施工的方法主要是以水喷射式、旋转切削挤压等成孔的方式，人工或者手持测量仪器从地面上接收到钻头附近产生的电磁波信号，随钻导向而控制钻头的轨迹。定向钻法施工方法成孔后敷设的管道采取拉管法施工方式，主要适合敷设直径小于800mm 的管道。而且相对于其它埋管技术，它具有碰到障碍物时就会进行报警并能够自由地调整路径从而绕过的优点。
顶管施工方法适用于线路平缓的管道铺设，利用顶管机身前刀盘边进行切土，边用后顶管设备将机头和顶管一起沿着设计路线推进。按照处理和切削残土的方式不同，分为泥水式顶管和土压式顶管，即通过水力或混凝土砂压输送装置将处理和切割残土输送到地面。铺设直径小于3500mm的排水管线多采用该法，常见的是800mm到3000mm之间的管道铺设，且要注意线路曲面半径不宜过小。
与顶管施工方法的原理相类似的主要是盾构施工方法，不同之处在于盾构施工方法使用的是管片式组合机构，多适用于隧道及其他地铁建设工程，管径一般应大于4米。
（三）非开挖技术的优势
首先，非开挖式地下管道技术的应用范围比传统的管线敷设技术更宽泛，适用性也更强，可以准确和高效地进行地下管线的布设，能够很容易的穿越或者是避开地下管线和路径上的障碍物，对环境、交通、生活的影响最小。
其次，由于没有破坏地下岩土层的构造，只是用管道同体积置换岩土层，因此有效减小了管道沉降，同时也减小了对地面建筑的负面影响，保障了安全。再次，非开挖技术对地表的破坏微乎其微，不再需要进行挖槽、支护、回填等工作，减少了施工环节，工序简单，大大降低工作量和施工工期。最后，非开挖式的施工技术不会随意破坏地面环境，施工进行过程中在一定的施工时间内不会随意占用大量的施工场地，来放置开挖的土方，大大降低了粉尘对环境造成的环境污染，而且所有工程施工用的机械和生产设备都完全可以直接进行二次循环经济利用，既有效减轻了工程施工环境污染，又为我们企业节约了人力资源，提高了社会经济效益。
三、非开挖技术工艺流程
（一）工艺流程
在采用非开挖技术铺设市政排水管道前，要细致做好线路勘察，确定工程施工场地，设备、人员进场，施工准备，然后开始导向孔设计施工，在完成导向孔施工后利用机械进行扩孔、成孔，接下来按照事先预设好的方案进行管道铺设，最后完成工程验收清场，恢复地表地貌。流程需要环环相扣，因此每一个步骤都必须严加把控质量关，才能保证工程项目最后的质量达标。
（二）关键环节
根据全面的调查，做好了在施工之前的各项准备。为了能够确保场地的施工能够满足非开挖技术的各种相关条件和要求，同时又尽量减少场地在施工期间所造成的地形、环境、建筑物等影响，在采用非开挖技术的方法进行铺设市政给排水管道前，应当安排技术人员彻底全面摸排施工现场周边环境，分析调查数据结果后明确地下建筑及其管线、地表构造和地下岩土层构造、地下水等资源分布状况，并充分结合当地工程需求和当地实际情况，科学合理地确定施工设计方案，以保证工程施工的安全、合理。
导孔的设计、施工在实际的施工中起着举足轻重的作用，导孔质量的高低与否直接决定了整个非开挖式拉管施工过程中的效果。在设计导孔时，设计师应该充分结合所有施工场地的地形特征、土壤情况，综合考虑地底各种障碍物、地下水流的分布情况，同时还需要合理确定排水管线出入口的坡度深度和高程要求，以此来明确排水管道出入口位置与整个排水线路的走向。
在导向孔施工时，工作人员要严格按照设计线路数据利用方向控制设备有效控制钻头的方向和深度，确保导向孔中心线位置和后期铺设的管道中心线位置一致。在进行施工的过程中，遇到各种异常情况时需要停止施工，在分析前期的调研资料，结合实际情况采用科学有效的措施进行处理后方能够再次进行施工。导向孔在施工完成后，施工人员需要结合实际提出的取点情况与设计数据，仔细核对出入口作业面标高与方位，保证施工数据和设计数据的一致性。
扩孔施工过程中，应将扩孔施工分为三至五个阶段，并选择合适的挤压扩孔钻头，进行最后一个关键阶段的施工。扩孔施工结束后，工程技术人员需要再次按照设计图纸校核各个孔洞的宽度、方向与精度中的相关数据是否符合管道施工的要求。
（三）注意事项
与其他管线相比，排水管需要符合重力流的特点。在设计过程中，坚决杜绝逆坡情况的发生，坚决杜绝标高误差大的情况。设计人员可以从合理设置和安排工作坑、加强测定频率、降低测定干扰等方面保证管线轨迹设计的精准。
尽管非开挖技术能最大限度的减小对岩土层的破坏，但是对于一些大管径或埋深较浅的工程段，还是有可能会出现地表沉降的现象。因此在施工中要对穿越道路的管段进行加固措施，并在施工中和使用中时时监控。为防止地表沉降现象的发生，扩孔施工可以分多次进行，最大程度上消除岩土层破坏后形成的形变。
结束语：
市政排水工程事关城市居民的生活质量，采用非开挖技术施工能有效降低对社会生活的影响，减小施工对地表地貌和建筑的破坏程度，是一项具有革命意义的技术更新，也是市政工程发展的必然之路。
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