摘要：随着我国城市化水平的提高，对于市政给排水管道施工的要求也越来越多，出了要保证工期以外，还要兼顾城市交通和环境保护问题。所以笔者陈述有关概念的基础上，结合工程实例，对市政给排水管道施工中非开挖技术的应用及效果进行分析与讨论。
关键词：市政工程；给排水；非开挖铺管
1 引言
随着我国城市化发展脚步的逐渐加快，各大、中、小城市的人口数不断增加，城市建筑也开始向高层乃至超高层的方向发展。为了保障城市的正常运行，提高城市人口的生活质量，城市基础设施建设工作正在各地如火如荼的进行着，而作为基础设施建设中的重要组成部分――市政给排水管道施工却正面临着施工难的问题。众所周知，传统的给排水管道施工必须要先进行开挖，不仅增加了工作量，对于城市原有路面也会造出很大的破坏，不符合建设节约型社会的要求，因此笔者认为，非开挖技术将会在未来的市政给排水管道施工中得到更为广泛的应用，为此文章陈述有关概念的基础上，结合工程实例，对市政给排水管道施工中非开挖技术的应用及效果进行分析与讨论。
2 相关概念介绍
所谓非开挖施工技术，就是指在不进行地面开挖，而是通过钻进或对原有管线进行更换或修复的方式进行施工，可用于新管线的铺设和原有管线的修复工作中。其中，夯管锤法、水平定线钻进法、微型隧道法、顶挤推进法、顶管法等属于新管线铺设中的常用技术，而滑动内插法、原位固化法、原位换管法、变形再生法、局部修复法等则是旧管线修复工作中的常用技术。在这些技术中，水平定向钻铺管技术已经成为非开挖技术领域的重点发展对象，技术日趋成熟。
3 工程实例分析
3.1 排水管道实例分析
该项目用于某城市工业园区的排污，施工时河流正处于枯水期，水深约为2.5m，水深、流速条件适宜，施工采用大开挖、围堰方式，由于不存在防洪、交通方面的影响因素，所以施工方式的选择比较合理。但是附近村民在河道中设置了围网进行水产品养殖，施工过程中不可避免的要拆除一些水产养殖设施，必须要支付一笔赔偿费用。另外，施工所造成的污染也会影响水质，必然会对下游地区人民群众的正常用水造成影响。因此在综合考虑经济、技术、工程量、环境影响和工期等方面的因素后，决定通过水平定向钻进技术来完成施工任务。
在实际应用中发现，铺设钢管对于曲率半径的要求会使钻孔距离增加，接口位置的防腐蚀和焊接会导致回拉作业的间断性，进而使穿越河流作业的难度增大。在经过协商得到各方同意后，将穿越管材改为HDPE穿越管，并根据钻杆曲率半径、管材、设计埋深等确定造斜长度和钻进轨迹为18m，出入土角度为8~9°。
施工采用土行孙DDW320型定向钻机系统提供管道所需的回拉力，并配备一台3m³容量的撬装式泥浆搅拌站来保障施工对于钻液的需求。钻孔分为DN500、700、800、1000四级，待扩孔达到设计管径3~4倍时，将预制的150m DN800HDPE缠绕管拉入洞内。全部施工在10天内结束，既满足了工期，也没有对下游地区群众的生活造成太大影响，获得了良好的社会和经济效益。
3.2 给水管道实例分析
该项目的施工任务是铺设DN300的钢管，并在穿越道路后与用户的内部管道连接在一起。施工条件分为：（1）施工场地处于城市商业区，人流量和车流量很大，无法进行地面挖掘。（2）该地区地下管线非常密集，原有的DN1000雨水管与设计高程存在冲突，需要将埋深增加到3m。（3）管道线路位于路灯、公交站点的正下方，在进行管槽的挖掘时存有一定的危险性。
根据现场的实际情况，设计单位在对比各类方案后最终选定水平定向钻技术，进行30m Dn300钢管的铺设。同时要求在施工过程中不产生扬尘，不对交通造成影响，尽可能将工期压缩到最短。经过压力测试后，管道完全符合有关规范的要求。
4 如何为管道的成功穿越提供更多保障
在避免扬尘方面，水平定向钻铺管技术较传统施工方式的的优势是显而易见的，但地下施工的不可视性和复杂性也容易导致回拖失败、管孔报废、设备损坏等问题，所以在采用该技术时，必须要结合施工的实际情况采取相应的防范措施，以此来为管道的成功穿越提供更多保障。
4.1 做好地下资料的搜集
受各类主客观因素的影响，施工单位有时对地下的管线及土层结构的了解并不是非常充分，一旦遇到阻碍，轻者导致钻进失败，严重时甚至会发生设备损毁事故。所以在正式施工之前，有关人员务必采取如查阅历史资料、钻探、实地小范围挖掘等方式掌握施工地区地下水和地层结构的详尽资料，为钻液的配备、施工方式的选择、施工风险的评估提供可靠依据。尤其是在那些地下资料遗失严重的老城区，更是要辅以物探手段，避免各类事故的发生。
4.2 合理选用钻机
钻机是水平定向钻铺管技术的核心设备，若选择适当，极易造成施工的失败。在钻机的选择上，最大输出扭矩和推拉力是两个非常重要的参数，一般来说，钻机所能够提供的最大回拉力应大于需要回拖管道自身重量的50%，在实际工作中，可通过扩大钻孔直径、输入钻液等方式来减小摩擦，降低所需回拖力。预扩孔的扭矩主要与上一级扩孔的质量、扩孔速度、扩孔器直径、所处地质条件有关，上一级扩孔质量越高，扭矩越小；扩孔速度越快、扩孔器直径越大、土质越硬，扭矩越大；另外，钻机的持续工作能力也应被纳入重要的参考依据，以便为按期完工提供保障。
4.3 合理应用钻液
钻液具有润滑钻具、冷却钻头、提高效率、携带钻尘等作用，能够在降低回拖阻力的同时为回拖提供足够的空间。残留的钻液也能够起到防止钻孔坍塌、加固孔壁的作用，有力的保障了钻孔的完整性。需要注意的是，目前还没有一种能够适用于任何土壤的配备方法，因此钻液的配置应根据钻孔所处土壤性质合理进行。一般原则是，细土应使用聚合物，粗土应使用膨润土。另外，同一个施工项目也有可能穿越不同性质的图层，所以在钻进过程中应注意对土层的变化情况进行检查，以便让所使用的钻液始终处于最适状态。
4.4 对钻进过程进行监控
对钻进过程进行监控的目的是为了最大程度的降低钻头偏离预定轨迹情况的发生，确保钻进质量。此项工作的基础是反馈信息的准确性，目前采用的信息传递手段主要包括电缆法和电磁波法两种类型。其中，电缆法通过缆线传递信息，虽然操作复杂，但信息的精确度较高，适合在地形条件复杂或施工距离较长的项目中使用。电磁波法的测量深度和范围分别为15m、300m，所传递的信息会受到磁场干扰，精确度相对较低，因此适用于小型项目。
5 结语
市政给排水管道施工对于精度、工期、环境影响方面的要求必然会使非开挖成为未来施工技术的主旋律，成为地下条件复杂、不允许开挖地段的首选施工方式，尤其是当施工需要穿越河流的时候，其优势将更加明显。但是就目前的实际情况来看，水平定向钻铺管技术还存在着一定的风险，需要在施工的各个阶段注意采取相应的防范措施，以便为成功穿越提供更多的保障。
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