文／李明 北京華盛春升市政工程有限公司 北京 101400

引言：

在建筑工程基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備建設(shè)中給排水工程是其中不可或缺的一個(gè)組成部分，在給排水工程建設(shè)中如果使用傳統(tǒng)的施工技術(shù)會(huì)對城市的交通運(yùn)輸造成負(fù)擔(dān)，還會(huì)影響周邊居民的日常生活，此外，由于傳統(tǒng)的給排水工程施工技術(shù)作業(yè)量大，施工效率低下，因此，必須要對給排水工程施工方法和技術(shù)進(jìn)行改革和創(chuàng)新。非開挖技術(shù)與傳統(tǒng)的排水管道施工技術(shù)相比，前者對城市的交通運(yùn)輸影響更小，對環(huán)境的污染以及周邊居民日常生活的影響也更低，運(yùn)用非開挖技術(shù)可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)施工技術(shù)的弊端，縮小施工對地面的破壞，對應(yīng)的地面修復(fù)的工程量更小，施工成本更低，可以為工程項(xiàng)目創(chuàng)造出更高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1.市政給排水工程中非開挖技術(shù)概述

非開挖技術(shù)是一種新型的技術(shù)，在市政給排水工程中使用非開挖技術(shù)可以最大限度降低施工對地面環(huán)境的破壞，盡可能將地貌環(huán)境保持原樣。該技術(shù)的主要應(yīng)用場景是地下排水工程管道施工環(huán)境內(nèi)。非開挖技術(shù)比傳統(tǒng)的管道開挖技術(shù)施工效率更高，可以大大縮減施工時(shí)間，有效降低給排水工程的施工成本，節(jié)約了大量的人力、物力、財(cái)力，還能夠保證城市交通環(huán)境的穩(wěn)定性。非開挖技術(shù)的施工流程是先使用地下鉆孔法按照打孔設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行導(dǎo)向孔工作，而后進(jìn)行回?cái)U(kuò)，直至孔徑大小與實(shí)際管道敷設(shè)尺寸一致便將管道拉入孔內(nèi)[2]。在施工過程中，需要根據(jù)導(dǎo)向儀的數(shù)據(jù)對施工中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和校對，確保管道導(dǎo)向工作與管道的敷設(shè)保持較好的契合度，為后續(xù)市政給排水工程管道體系的完整性奠定基礎(chǔ)。

另外在市政給排水工程施工中運(yùn)用非開挖技術(shù)一方面可以最大限度保證交通體系的正常運(yùn)行，另一方面則不破壞地貌植被，對人們的日常生活環(huán)境不會(huì)造成太大的負(fù)面影響。非開挖技術(shù)的施工優(yōu)勢是開挖技術(shù)無法比擬的，在相同的條件下施工，開挖技術(shù)很難確保整體工程環(huán)境的系統(tǒng)性，還不利于后續(xù)管道敷設(shè)施工的有推進(jìn)。另外在存在高層建筑及交通干道的區(qū)域?qū)嵤┙o排水管道工程，可以通過非開挖技術(shù)來確保地下空間環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性，在對應(yīng)的管線條件下進(jìn)行有效避讓，從整體功能環(huán)境上分析，具備地下環(huán)境統(tǒng)籌優(yōu)勢，為給排水工程的質(zhì)量提供保障[3]。但是在非開挖技術(shù)施工中如果存在大面積的地質(zhì)阻礙情況，此時(shí)非開挖技術(shù)將很難妥善處理該情況，這也是當(dāng)前市政給排水工程開挖技術(shù)的痛點(diǎn)，行業(yè)從業(yè)者應(yīng)對該技術(shù)難題進(jìn)行深入分析和探究。

2.非開挖技術(shù)種類及特點(diǎn)分析

2.1 不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)技術(shù)

不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)技術(shù)是非開挖技術(shù)的主要種類之一，該技術(shù)是指在給排水管道破損位置安裝環(huán)狀橡膠止水密封帶和不銹鋼套環(huán)便可實(shí)現(xiàn)止水效果，一般情況下該技術(shù)主要運(yùn)用在超大口徑的排水管道修復(fù)中，比如鋼筋混凝土管材出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的問題比如錯(cuò)位、脫節(jié)等，或者是管道內(nèi)部存在沙眼、露石等問題，可以使用該技術(shù)。不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)技術(shù)具有修復(fù)難度小、速度快、便于施工且修復(fù)后穩(wěn)固性較強(qiáng)的優(yōu)勢，并且不銹鋼套環(huán)的抗壓效果強(qiáng)[4]。但是該技術(shù)會(huì)對排水管道斷面造成傷害，在后期的管道維修保養(yǎng)中需要注重管道疏通。

2.2 不銹鋼發(fā)泡筒修復(fù)技術(shù)

該技術(shù)是指在給排水管道破損位置將卷成桶狀的泡沫塑料板貼在其表面，而后在泡沫塑料板上噴涂發(fā)泡膠，使泡沫塑料板緊緊貼附與管道。該技術(shù)一般適用于塑料材質(zhì)或鋼筋混凝土材質(zhì)的管壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且無明顯形變的排水管道局部修復(fù)中[5]。該技術(shù)可以帶水作業(yè)，修復(fù)效果較好，修復(fù)難度較低，不需要開挖路面，對交通系統(tǒng)及周邊居民的影響較小，其缺點(diǎn)同樣是在后期管道維修保養(yǎng)中需要注重管道疏通。

2.3 現(xiàn)場固化修復(fù)技術(shù)

此技術(shù)具有多點(diǎn)位同時(shí)修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，通過氣囊成型技術(shù)使涂灌樹脂的氈筒貼附在破損位置，而后使用紫外線固化，從而達(dá)到管道修復(fù)的目的。該技術(shù)主要應(yīng)用在鋼筋混凝土材質(zhì)的排水管道的局部修復(fù)和整體修復(fù)中，但是如果是管道存在結(jié)構(gòu)性問題比如管道基礎(chǔ)斷裂、管道變形等則不建議使用此項(xiàng)修復(fù)技術(shù)。

2.4 機(jī)械制螺旋管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)

機(jī)械制螺旋管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)是指在舊排水管道內(nèi)部形成新管道，并在新舊管材中間注入泥漿，促使新舊管材的緊密貼合，而后形成一個(gè)全新的管道結(jié)構(gòu)。該技術(shù)通常運(yùn)用在大型的矩形箱涵或不規(guī)則排水管道的修復(fù)場景中。如果存在嚴(yán)重沉降問題或管道接口錯(cuò)位的窖井內(nèi)則不建議使用此項(xiàng)修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)對作業(yè)環(huán)境有要求，必須要將水流保持在30%的水平開展管道修復(fù)工作，由于新管道是在舊管道內(nèi)部形成的，因此新管道的口徑與舊管道相比會(huì)小5%左右[6]。另外，由于新管道的內(nèi)部粗糙系數(shù)較低，內(nèi)部光滑，因此，對水管的整體水流輸送能力沒有太大的影響。機(jī)械制螺旋管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的缺點(diǎn)在于該技術(shù)涉及到土體注漿技術(shù)，在新舊管材的連接固定上需要使用灌注泥漿，所以在后期的管道養(yǎng)護(hù)上也要注意疏通作業(yè)。

3.非開挖技術(shù)在市政給排水工程的優(yōu)勢

3.1 節(jié)約成本

在傳統(tǒng)給排水工程施工中，一般是選用直接開鑿埋管的方式施工，這樣的施工方式與非開挖技術(shù)相比成本更高，不僅存在管道鋪設(shè)成本，而且還涉及到機(jī)械設(shè)備的損耗、開挖道路的修復(fù)、園林項(xiàng)目的修復(fù)以及建筑的還原等，而使用非開挖技術(shù)則可以大大節(jié)約成本，為項(xiàng)目工程創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 簡化流程

傳統(tǒng)的給水系統(tǒng)的施工流程是現(xiàn)場測量-引入管道-水平干管-立管-支管-接器具支管，而排水系統(tǒng)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)復(fù)雜于給水系統(tǒng)，在排水系統(tǒng)施工中，會(huì)用到大口徑鋼管，且鋼管的埋填深度較大，為了確保埋填管道的穩(wěn)定性，一般情況下會(huì)使用碎石、混凝土地基來取代自然地基。由于鋼管的直徑較大，埋填的深度較深，在土層開挖之后需要對鋼管做支護(hù)系統(tǒng)[7]。倘若未達(dá)到地下水的高度，此時(shí)則需要開展降排水工作，如此一來，排水工程工序流程的復(fù)雜程度和繁瑣度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于給水工程。而非開挖技術(shù)則可以適當(dāng)簡化施工流程，在一定條件下還能減少支護(hù)處理，使給排水工程的施工效率大幅度提升。

3.3 節(jié)省施工時(shí)間

在市政給排水工程中使用傳統(tǒng)的挖槽技術(shù)，由于該技術(shù)的施工流程復(fù)雜，開挖范圍廣，作業(yè)量大，需要消耗大量的時(shí)間成本，稍有不慎便有可能對底下建筑結(jié)構(gòu)造成破壞。通常情況下給排水管道是敷設(shè)在道路下方的，使用傳統(tǒng)的方式需要臨時(shí)封閉管道沿線的道路，影響了交通系統(tǒng)的通行，對人們的日常工作和生活帶來不便。一旦管道出現(xiàn)問題，在搶修過程中定點(diǎn)難度較大，而且還會(huì)消耗更多的人力成本和時(shí)間成本。而非開挖技術(shù)的應(yīng)用則可以大大節(jié)省施工時(shí)間，最大限度降低施工對管道沿線居民的負(fù)面影響。

3.4 降低管道置換難度

隨著我國城市化進(jìn)程的有序推進(jìn)，城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量越來越高。由于市政給排水系統(tǒng)使用時(shí)間過長，難免會(huì)存在需要置換管道的情況。一般而言更換城市管道的主要方法是爆管法或破管頂進(jìn)法兩種，通過非開挖技術(shù)的應(yīng)用可以大大降低管道置換難度。爆管法是指運(yùn)用爆管工具將舊管破壞成若干個(gè)碎片，而后將舊管碎片擠入土層，最后拉入現(xiàn)管，達(dá)到置換管道的目的。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)完成舊管的拆除和新管的安裝，整個(gè)施工過程不需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，對地面的影響相對而言較小。而破管頂進(jìn)法則是運(yùn)用水平鉆機(jī)來削碎舊管及周圍的堅(jiān)硬土層，形成一個(gè)孔洞，并在孔洞內(nèi)頂進(jìn)新的管道，實(shí)現(xiàn)管線置換的目的。該方法適用于原始管道土層地質(zhì)條件較堅(jiān)硬、舊管破碎后較難外擠的施工場景。

3.5 提高施工安全性

在市政給排水系統(tǒng)使用中應(yīng)用非開挖技術(shù)可以大大提升其使用安全性。由于傳統(tǒng)的開挖方式需要挖掘的面積較廣，且管道埋填的深度較大，一旦沒有做好支護(hù)工作，極容易出現(xiàn)塌方問題，嚴(yán)重威脅著施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。而非開挖技術(shù)對地面的破壞較小，地下的安全性能也能得到保障，大大提升了施工人員施工的安全性。

4.非開挖技術(shù)在市政排水工程中應(yīng)用要點(diǎn)

在市政給排水工程中應(yīng)用非開挖技術(shù)有助于全面提升市政給排水工程的施工效率和質(zhì)量。非開挖技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)注意以下內(nèi)容：

4.1 管道選材

管道材料多種多樣，在應(yīng)用非開挖技術(shù)時(shí)，需要選擇最合適的管道材料，以免由于管道材料選擇不當(dāng)而影響了市政給排水工程的施工質(zhì)量。在管道材料的選擇上，應(yīng)當(dāng)根據(jù)市政給排水工程的標(biāo)準(zhǔn)和要求來選擇，常用的管道材料包括但不僅限于陶土管、金屬管道、塑料管道、鋼筋混凝土管道等。

4.2 排水管道敷設(shè)

在市政給排水工程施工中，排水管道敷設(shè)是其中一項(xiàng)重要施工技術(shù)，其目標(biāo)是完成排水管道張鋪?zhàn)鳂I(yè)，使管道施工有序推進(jìn)。在排水管道敷設(shè)中靈活運(yùn)用非開挖技術(shù)，可以在不開挖路面的情況下完成管道鋪設(shè)工作，大大提升排水管道敷設(shè)工作效率，降低施工成本。在排水管道敷設(shè)中運(yùn)用非開挖技術(shù)的主要方法是頂管施工方法，該方法在施工成本、施工效率方面具有明顯優(yōu)勢，對周圍環(huán)境的影響更小。

頂管施工方法是指先建立基坑作業(yè)井，而后將基坑作業(yè)井視為頂管的施工位置。在頂管施工過程中，需要在作業(yè)井的兩端分別預(yù)設(shè)進(jìn)口和出口，而后使用千斤頂?shù)裙ぞ唛_展管道頂管施工，當(dāng)工具管抵達(dá)預(yù)定管道預(yù)埋位置后，把工具吊起，預(yù)埋管道便可進(jìn)入作業(yè)坑內(nèi)完成管道敷設(shè)工作。

在市政給排水管道施工中頂管施工技術(shù)的應(yīng)用頻率較高，該技術(shù)保障了管道敷設(shè)效果，有助于提升管道施工的效率和質(zhì)量。

4.3 更換排水管道

在市政給排水工程中更換排水管道是其中一個(gè)重要工序，在更換排水管道施工中，使用排水管道更換技術(shù)可以全面保障管道施工的效率和質(zhì)量。爆管法是非開挖管道更換技術(shù)中一種應(yīng)用頻率較高的方法，可以確保管道施工的合理性，該施工方法可以一次性直接去除舊水管并更換新水管，施工效率較高。在使用爆管法時(shí)，會(huì)使用管道擴(kuò)張器將舊管道擠壓漲破，并自外向內(nèi)把舊管道破損后的碎屑推至管道周圍，當(dāng)管道破裂后，將新管道推送至原本需要更換的舊管道的位置，由此便完成了排水管道更換工序。在更換新的排水管道時(shí)，新管道的口徑應(yīng)為舊管道口徑的1.5 倍。在市政給排水工程排水管道更換中采用爆管法，可以更好地掌握管道施工效果，使管道更換的質(zhì)量更好，與傳統(tǒng)的管道施工方式相比，工程量得到了大幅度的縮減。

4.4 排水管道維修

在市政給排水工程施工中，排水管道維修占據(jù)著重要位置，影響了城市的給排水系統(tǒng)，在排水管道維修中常用的方法有注漿法、套換法兩種，以下是兩種方法的簡單介紹：

4.4.1 注漿法

注漿法通常運(yùn)用在管道口徑大于800mm 的維修場景內(nèi)，通過注漿法可以對管道滲漏問題進(jìn)行填補(bǔ)維修，在運(yùn)用注漿法時(shí)，需要分析管道材料的差異性，根據(jù)管道材料來科學(xué)配置水泥砂漿材料，而后將配置的水泥砂漿材料預(yù)堵住管道口，實(shí)現(xiàn)良好的管道處理效果。

4.4.2 套換法

套換法涉及到的套環(huán)材質(zhì)各不相同，有鋼套環(huán)、不銹鋼套環(huán)及PVC 套環(huán)等，使用套環(huán)可以大大提升管道的密封性能，使管道的質(zhì)量滿足使用標(biāo)準(zhǔn)和要求。在市政給排水工程中應(yīng)用非開挖技術(shù)可以提升給排水工程的應(yīng)用效果，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對非開挖技術(shù)進(jìn)行深入探究，從而確保非開挖技術(shù)的應(yīng)用范圍更廣，應(yīng)用效果更強(qiáng)。

5.非開挖技術(shù)在市政排水工程中的控制措施應(yīng)用

5.1 管線軌跡的設(shè)計(jì)

排水管道與常規(guī)的管道不同，前者具有重力流特性，因此必須要控制好其坡度誤差和高度誤差，所以說，在排水管道拔管成孔中必須要控制好精度。為了確保施工導(dǎo)向精度，需要注意以下四點(diǎn)內(nèi)容：第一，在管線軌跡設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)重視導(dǎo)向?qū)嵤┑目茖W(xué)性和可行性；第二，確保工作坑設(shè)置的合理性，按照標(biāo)準(zhǔn)控制好入土的標(biāo)高和角度；第三，為了確保管線設(shè)計(jì)的科學(xué)性，需要準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換管位深度，根據(jù)實(shí)際需求，可以按照0.5m/次的頻率測量管位深度；第四，選擇合適的時(shí)間進(jìn)行測量，降低測量施工中外部因素的干擾，盡可能在車輛少和生產(chǎn)間歇內(nèi)測量。

5.2 成孔質(zhì)量控制

重力流排水管是具有一定坡度的直線段，與傳統(tǒng)的管線相比，重力流排水管對誤差的要求更高，且設(shè)計(jì)過程中沒有曲線，其施工難度極高。為了滿足施工要求，必須要控制成孔質(zhì)量，一方面開發(fā)出合適的入出土工作井，并在適當(dāng)?shù)某鐾两嵌瓤刂瞥鐾咙c(diǎn)；另一方面還需要將出入口附近的管道并聯(lián)起來并順直到檢查井內(nèi)，使管線段呈現(xiàn)出順直且具有坡度的狀態(tài)。

5.3 沉降預(yù)防

在市政給排水管道施工中經(jīng)常出現(xiàn)沉降問題，這是因?yàn)榛財(cái)U(kuò)頭的大小和質(zhì)量不同，并且地下土層土質(zhì)的差異性導(dǎo)致水管外側(cè)出現(xiàn)縫隙，這種由于沉降而出現(xiàn)的縫隙遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)的管道縫隙，尤其在埋填深度較淺的管道路段內(nèi)更容易出現(xiàn)沉降問題。為了最大限度避免沉降問題的出現(xiàn)，在管道線路沿線區(qū)域應(yīng)當(dāng)做好沉降預(yù)防措施。

實(shí)踐表明，在寬度小于2m 的管道路段中很少出現(xiàn)沉降問題，而埋填稍淺的局部地區(qū)會(huì)在施工完成后的2 個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)輕微的沉降問題。為了最大限度避免沉降問題的出現(xiàn)概率，在市政給排水工程施工中應(yīng)當(dāng)通過以下三種方法來有效規(guī)避沉降問題：第一，多次完成管道擴(kuò)張，可以起到很好的支撐效果，這樣的話，可以避免由于土體受擾而出現(xiàn)變形問題；第二，通過合適的管道管徑刀頭來降低管道間隙內(nèi)的縫隙，從而避免沉降問題的出現(xiàn)；第三，對于軟土層等容易出現(xiàn)沉降問題的路段實(shí)施補(bǔ)救措施，比如，在完成拉管后封堵好井端管外的縫隙內(nèi)用注漿機(jī)灌注泥漿，降低路面沉降問題的出現(xiàn)概率。

5.4 非開挖技術(shù)目前在市政給排水工程中存在的困難

現(xiàn)階段非開挖技術(shù)在我國已經(jīng)得到了一定程度的發(fā)展，在市政給排水工程中的應(yīng)用相對而言較為完善，但是在應(yīng)用非開挖技術(shù)時(shí)，仍然存在諸多問題，這些問題不利于市政給排水工程技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。第一，在市政給排水工程施工過程中容易受到氣候、水文等因素的干擾，此時(shí)檢測出來的地下數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和完整度得不到保證。在新時(shí)代背景下，城市地下埋藏的管線眾多，比如燃?xì)夤艿?、高壓電線、軌道交通等，這些通信設(shè)備以及管線會(huì)對施工人員的信息檢測工作造成干擾，從而影響市政給排水工程的有序推進(jìn)，另外由于檢測數(shù)據(jù)的完整度和精準(zhǔn)性不夠，也會(huì)對整體的施工進(jìn)度和施工成本造成負(fù)面影響；第二，目前，非開挖技術(shù)尚且缺乏系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，在不同的土壤環(huán)境下，其應(yīng)用效果不同，無法運(yùn)用該技術(shù)來解決實(shí)際施工問題，甚至還會(huì)對施工方案的實(shí)施造成負(fù)面影響。所以，施工人員必須要對非開挖技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入探究和分析，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，全面提升非開挖技術(shù)的可行性和應(yīng)用效果，推動(dòng)市政給排水工程的穩(wěn)定發(fā)展。

結(jié)語：

總而言之，隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，基建經(jīng)驗(yàn)越來越豐富，非開挖技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用優(yōu)勢得到了行業(yè)專家學(xué)者的認(rèn)可。在可持續(xù)發(fā)展理念和環(huán)保意識(shí)的驅(qū)使下，全國各區(qū)域都相繼出臺(tái)了政策法規(guī)來規(guī)范施工開挖行為，為非開挖技術(shù)的推廣和發(fā)展創(chuàng)造了便利條件。在市政給排水工程中使用非開挖技術(shù)可以最大限度避免施工對地面交通及人們生活環(huán)境的負(fù)面影響，還能降低工程量，提升管道置換效率，壓縮施工成本，在城市建設(shè)中發(fā)揮著正面影響，推動(dòng)了城市的可持續(xù)發(fā)展。