郭威麗

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

當(dāng)前，我國的城市化進(jìn)程越來越快，市政地下管線的建設(shè)量迅猛增長。國內(nèi)絕大多數(shù)地區(qū)還在采用開挖施工方式，開挖施工不僅會(huì)造成路面的破壞、對環(huán)境產(chǎn)生污染，還會(huì)影響交通，對人們的生活出行產(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，開挖施工實(shí)施困難，且投資較高。

近年來，非開挖施工技術(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，能夠有效地解決上述問題，從而在地下管線施工中得到了廣泛的應(yīng)用。非開挖施工技術(shù)已有多種形式，如頂管、拉管等。

1 非開挖施工技術(shù)概述

非開挖施工技術(shù)，是在不需要開挖地表的情況下，通過人工或機(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)管的長度、重量等因素計(jì)算后背的支撐力、軌道的長度，頂管機(jī)的頂力等一系列參數(shù)。頂管過程需要技術(shù)人員多次的測量配合完成。圖1為頂管施工示意圖。

圖1 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須開挖地表的條件下即可完成地下管線鋪設(shè)的施工方法。其可通過一定的技術(shù)手段三維控制鉆進(jìn)過程，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。

圖2 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氣動(dòng)穿梭矛推動(dòng)鋼管，無須另外設(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。

圖3為錘管法施工示意圖。

圖3 錘管法施工示意圖

（4）脹管法。脹管法通常用來擴(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。

圖4 脹管法施工示意圖

2 非開挖施工技術(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，沒有進(jìn)行正規(guī)的培訓(xùn)和教育，施工隊(duì)伍無資質(zhì)，施工作業(yè)流程僅憑經(jīng)驗(yàn)，沒有統(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_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，工程施工過后，道路病害逐漸顯現(xiàn)。

3 非開挖施工傷害道路的因素

非開挖技術(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，長距離超挖，無限度擴(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)的使用越來越多。一些個(gè)體經(jīng)營者乘機(jī)土法上馬，招來沒有經(jīng)過培訓(xùn)的民工就開始施工。因?yàn)闆]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，長此以往，道路面出現(xiàn)一道道溝壑，給車輛通行帶來影響，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)揮非開挖施工的技術(shù)優(yōu)勢，有保證市政設(shè)施完好無損。

（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)無證上崗、違規(guī)操作。在非開挖大口徑水泥管項(xiàng)管施工中，首先，要對施工方案進(jìn)行論證，進(jìn)行前期風(fēng)險(xiǎn)評估。其次，要加強(qiáng)對施工隊(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。同時(shí)，加強(qiáng)定向鉆施工的監(jiān)管。所有承攬非開挖技術(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，杜絕無證上崗和違規(guī)操作。對施工單位實(shí)行備案制，在工程施工過程中，施工單位在進(jìn)行非開挖施工前，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，通過齊全的資料和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，使非開挖技術(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

非開挖施工技術(shù)的應(yīng)用，為管線入地提供了便利，減少了因直接開挖道路而對居民生活產(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道路傷害。因此，要健全管理和施工機(jī)制，揚(yáng)長避短，使之更好地為提高城市市政設(shè)施完好率服務(wù)。