非開挖技術(shù)在給排水工程的運用

時間:2022-01-20 11:20:21

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非開挖技術(shù)在給排水工程的運用

摘要:非開挖技術(shù)在給排水工程中具有十分重要的作用。非開挖施工能在不開挖地面的情況下鋪設(shè)管道,有效避免給排水施工操作對路面以及周圍環(huán)境的影響,并且施工成本比較低,施工安全系數(shù)高,具有良好的社會效益。本文對非開挖技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行有效分析,同時分析非開挖技術(shù)應(yīng)用中所存在的問題,對非開挖技術(shù)應(yīng)用的要點進(jìn)行研究,期望實現(xiàn)非開挖技術(shù)和給排水工程的高效融合。

關(guān)鍵詞:非開挖技術(shù);給排水工程;應(yīng)用

作為基礎(chǔ)建設(shè)施建設(shè),給排水管道施工對城市的綜合服務(wù)質(zhì)量具有直接影響。傳統(tǒng)開挖施工模式對居民生活與環(huán)境等帶來很大影響,同時其工程作業(yè)量也比較龐大,綜合效益不高。基于此,對比與傳統(tǒng)給排水管道施工技術(shù),非開挖技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢,能夠減少對周圍環(huán)境以及地表的破壞,并且施工成本低,可有效提高給排水工程的質(zhì)量。

1非開挖技術(shù)概述

1.1工程概況。某城市郊區(qū)部位城市道路工程,工程建設(shè)長度為3.256km,其中約1.5km為原有道路改造,其余1.7km路段為新建工程。工程紅線控制寬度60m,其中機動車道采用雙向四車道設(shè)計,設(shè)計時速60km/h,占23m;其余為綠化帶、非機動車道和人行道,雨污排水工程設(shè)計重現(xiàn)期為1年。由于該工程所處位置為城鄉(xiāng)結(jié)合部,原有排水管道設(shè)計較為落后,管徑偏下,加上近些年周邊廠區(qū)建設(shè)力度加大,流動人工增多,原有道路屬于進(jìn)出主城區(qū)的重要通道,不能采用封閉交通的形式進(jìn)行施工。結(jié)合工程建設(shè)要求,設(shè)計“半幅施工、半幅通車”方案,為做好給排水工程施工質(zhì)量控制,在原有道路改造中,采用非開挖施工技術(shù),在確保施工工期的同時,盡量避免給周邊居民生產(chǎn)生活帶來較大影響。1.2非開挖技術(shù)的概念。非開挖技術(shù)至是在各種地下管道施工過程中,利用巖土鉆掘設(shè)備和技術(shù),基于導(dǎo)向或定向鉆等形式,在入口或者出口等特定部位開挖較小面積,以此完成鋪設(shè)、更換和修復(fù)地下管道的目的。非開挖技術(shù)的應(yīng)用,能夠盡量減少傳統(tǒng)開挖施工模式對周邊交通和構(gòu)筑物的影響,具有施工速度快,綜合成本低的特征,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。隨著非開挖技術(shù)水平不斷提升,其在各種地下管道施工工程中得以廣泛應(yīng)用,為我國市政工程建設(shè)起到了積極的促進(jìn)作用。1.3非開挖技術(shù)的應(yīng)用原理。非開挖技術(shù)在城市給排水管道施工、天然氣管道施工等工程類型中都有著較為廣泛的應(yīng)用。其技術(shù)原理是先對線路進(jìn)行設(shè)計,然后采用特定鉆頭設(shè)備進(jìn)行掘進(jìn)鉆孔,在鉆孔過程中,要做好鉆頭方向控制。在施工導(dǎo)向孔流程完成后,再進(jìn)行擴孔處理,這是非開挖技術(shù)應(yīng)用的重要階段。根據(jù)工程施工設(shè)計要求,將導(dǎo)向孔分步擴大至拉管要求。在進(jìn)行拉管操作前,需要將埋設(shè)的管道一次焊接到位,進(jìn)而完成所有施工流程。在不同的施工過程中,必須合理控制施工要點,做好施工現(xiàn)場質(zhì)量控制和安全控制,避免出現(xiàn)施工不規(guī)范或者浪費現(xiàn)象,以此將非開挖技術(shù)的優(yōu)勢充分體現(xiàn)出來。

2非開挖技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1具有良好的社會效益。非開挖技術(shù)主要應(yīng)用于出入口的小面積開挖施工中,非開挖施工可以完成可對管道敷設(shè)、更換和修復(fù)等施工操作[1]。通過運用開挖技術(shù)在一定程度上可以減少施工對周圍環(huán)境以及地表的破壞,對地表清潔起到促進(jìn)作用。還有非開挖施工在進(jìn)行中所產(chǎn)生的噪音比較小,一般不會影響到周圍居民的生活以及工作,尤其是在建筑物、人口密集的區(qū)域,具有良好的社會效益。2.2施工成本較低。施工工期、設(shè)備損耗等都會影響到排水管的施工成本。而非開挖施工而言,外界環(huán)境發(fā)生變化不會對其影響,在特殊天氣、地質(zhì)不同的環(huán)境中都可以進(jìn)行施工,所以施工進(jìn)度相對比較快,有效節(jié)約施工成本。在進(jìn)行非開挖施工操作中可以不考慮地表建筑的影響,省去改道、拆遷等操作,后期不用進(jìn)行地表環(huán)境修復(fù),在一定程度上減少施工成本。2.3施工安全系數(shù)高。城市地下管道十分復(fù)雜,除給排水管道之前,還有電力、燃?xì)獾群芏嗖煌N類的管道。傳統(tǒng)的開挖施工進(jìn)行地下挖掘時,若沒有提前對地下水管進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,很可能會對原有的其他管線造成破壞,造成一些安全事故。非開挖施工是從入口處直接向下進(jìn)行挖掘直到要求深度,然后在進(jìn)行橫向施工,有效減少于其他管道接觸的概率,使其施工安全系統(tǒng)明顯提升。

3非開挖技術(shù)應(yīng)用中的問題

3.1技術(shù)管理制度不夠規(guī)范。目前,我國非開挖技術(shù)并沒有得到較好的發(fā)展,還沒有制定科學(xué)完整的行業(yè)規(guī)范,在沒有嚴(yán)格規(guī)范的情況下以至于非開挖工程的前期設(shè)計、中期施工以及后期施工質(zhì)量的檢驗和驗收等重要環(huán)節(jié)沒有依據(jù)[2]。技術(shù)管理制度不夠規(guī)范,很容易引發(fā)行業(yè)內(nèi)的惡性競爭,嚴(yán)重阻礙著施工單位的發(fā)展,也無法保證項目施工的質(zhì)量。與其他國家對比,我國的非開挖技術(shù)發(fā)展有些緩慢,有些發(fā)達(dá)國家已制定比較完善的技術(shù)管理規(guī)范,我國應(yīng)借鑒相關(guān)國家的技術(shù)管理制度規(guī)范,以規(guī)范我國的管理制度,保證行業(yè)的健康發(fā)展。3.2技術(shù)應(yīng)用水平有待提升。我國的非開挖技術(shù)并沒有達(dá)到理想水平,大量的材料主要是需要從國外引入,在一定程度上增加了施工成本。如果我國可以自主研發(fā),有效掌握一部分核心技術(shù),會有效降低工程施工成本,促進(jìn)非開挖技術(shù)的發(fā)展。機械的先進(jìn)程度對給排水工程有重要影響,先進(jìn)的機械可為給排水管道非開挖修復(fù)工作提供有效支撐,而我國雖然擁有很多尖端設(shè)備,但是沒有充分發(fā)揮其作用[3]。只有切實提高機電一體化的實際水平,才能使機械作業(yè)達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)要求,并確保在復(fù)雜環(huán)境中的多種情況下順利運行,同時促進(jìn)非開挖技術(shù)的發(fā)展。3.3工作人員技能素質(zhì)有待提升。現(xiàn)階段,由于一部分工作人員的技能素質(zhì)比較低,沒有較強的責(zé)任心,增大了給排水工程施工的難度。隨著我國城市化的快速發(fā)展,城市居住的人口數(shù)逐漸增多,舊的給排水管道由于使用年數(shù)比較長以及設(shè)計等原因,很多老城區(qū)都需要更換成新管道,需要大量的施工人員進(jìn)行操作。工作人員的技能素質(zhì)都會影響到施工效果,不利于給非開挖施工的進(jìn)展。目前技術(shù)水平比較高的工作人員很多只是從事設(shè)計工作,實際參與施工現(xiàn)場的工作人員并沒有達(dá)到高水平施工要求。為有效提高材料利用率、工作效率等,需要全面提升工作人員的素質(zhì)。施工人員的技能素質(zhì)以及責(zé)任心是影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素,所以提高工作人員的技術(shù)素質(zhì)刻不容緩。

4非開挖技術(shù)應(yīng)用的要點

4.1做好前期準(zhǔn)備。做好前期準(zhǔn)備工作能為給排水工程中的非開挖施工技術(shù)的實際應(yīng)用創(chuàng)造優(yōu)良條件。對于前期準(zhǔn)備工作,首先要調(diào)研施工現(xiàn)場環(huán)境,對施工區(qū)域的環(huán)境、氣候、地下土質(zhì)等情況進(jìn)行深入了解,這樣才能夠確保非開挖施工設(shè)置的合理性,進(jìn)而保障工程項目的整體質(zhì)量。在進(jìn)行前期調(diào)研中,若發(fā)現(xiàn)施工區(qū)域的地下水位偏高,開挖巷道設(shè)計的比較窄,若采用開挖施工方式,那么所挖出的土沒有地方放置,最后還是需要選擇非開挖施工方式。其次,在施工開始之前,要規(guī)范選擇所使用到的管道,對排水管道、供水管道以及相關(guān)設(shè)備都要符合行業(yè)建筑標(biāo)準(zhǔn)以及項目規(guī)定要求。具體來講,要求給排水管道要具有良好的密封性以及抗壓性,同時具有一定的拉伸能力,以滿足后期拉管要求。最后,設(shè)計給排水管道拉管的導(dǎo)向孔跡。在實際設(shè)計中,受到重力的影響,要控制好給排水管道的深度以及拉管坡度,完成拉伸之后,給排水管道要與其他管線相集合,并且出現(xiàn)干擾的情況比較少。4.2做好鉆孔及擴孔技術(shù)控制。鉆孔和擴孔對給排水工程而言十分重要。對于導(dǎo)向孔鉆進(jìn)施工來講,要遵守以下施工要求。第一,在鉆孔施工進(jìn)行中,要求鉆孔段要盡可能保持平直,同時還對監(jiān)測鉆頭的傾斜程度有一定要求。要根據(jù)項目實際要求,確定鉆進(jìn)深度以及鉆頭上下左右的偏差。第二,為確保鉆頭鉆進(jìn)的方向,在轉(zhuǎn)孔完成一根之后,要測量磚頭的實際位置,防止出現(xiàn)比較大的曲線誤差。第三,要同時進(jìn)行鉆孔施工以及孔內(nèi)注漿,要求要隨著地層情況的變化以及鉆進(jìn)行程的變化而調(diào)整泥漿鉆進(jìn)沖洗液配方[4]?;剞D(zhuǎn)站進(jìn)孔施工是為了保證鉆孔尺徑比排水管道尺徑大,為后期的施工創(chuàng)造良好條件。在進(jìn)行擴孔施工時,應(yīng)與實際的地質(zhì)情況相符合,設(shè)計擴孔次數(shù),要多次實施擴孔,在實際擴孔中,要監(jiān)測分析擴孔階段的扭矩與回拉阻力,然后在決定何時終止擴孔實施回拖。4.3做好泥漿的制備和注漿。無論是在鉆孔施工階段還是在擴孔施工階段,都要采用泥漿對孔洞進(jìn)行保護(hù)。從泥漿的作用上來分析,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:第一,化學(xué)泥漿可以在孔的周圍形成泥餅,有效防止出現(xiàn)塌方的情況。第二,泥漿在鉆孔和擴孔中能夠起到良好的潤滑作用,有效減少鉆桿和鉆頭工作時之間的阻力。第三,在鉆頭前噴射泥漿可以對土層進(jìn)行切割,進(jìn)而保障鉆進(jìn)的速度。在實際的配漿和注漿中,要重視以下層面的控制:一方面,要選擇優(yōu)質(zhì)具有一定潮性的土壤,同時要控制好泥漿、膨潤土以及聚合物的比例,以保證泥漿的支撐能力[5]。要注意漿料灌中的漿料,要先對其進(jìn)行壓制,然后在進(jìn)行攪拌。另一方面,在實際灌漿中,要控制好灌漿的壓力,對灌漿壓力的要求是不小于管體的上部壓力和靜土壓力。在實際灌漿壓力調(diào)節(jié)過程中,不僅要考慮到地下水位的情況,而且還要考慮到地面變形的情況,使注漿效果與孔洞的穩(wěn)定性相統(tǒng)一。此外,在管道連接完成之后,要更換觸變泥壓孔外部的泥漿,防止后期管道出現(xiàn)沉降的問題。4.4做好拉管施工技術(shù)控制。作為非開挖拉管施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),拉管施工對給排水管道工程的整體質(zhì)量影響十分重大。某城市的安全飲水和生活排污項目的建設(shè)過程中,在完成擴孔之后,施工人員運用拉管接頭將鉆桿和被拉管相連接,然后在啟動鉆機拉管。實際拉管技術(shù)相關(guān)要點主要包括以下幾個方面,第一,采用兩種方式連接拉管頭和待鋪管線。對于鋼管來講,采用焊接的方式進(jìn)行連接,而塑料管要采用夾管裝置密封連接。第二,對于一孔多管的情況,要均衡布置拉管頭,防止各管道相互影響,同時考慮到泥漿回流的問題,確保泥漿可以均勻的回流到多管的空隙中。第三,在鋪管完成之后,扭轉(zhuǎn)出入土的統(tǒng)一管,確保垂直面的偏差在合理范圍之內(nèi)。第四,在拉管過程中,對拉管的牽引力有一定要求,不得超出管材的允許拉力。4.5強化導(dǎo)管施工管理。目前,我國的非開挖技術(shù)還不夠成熟,只是一味的借鑒國外的非開挖技術(shù),并沒有加上自己獨特的理解,也沒有把附近實際環(huán)境的情況考慮進(jìn)來,以至于在實際管道施工中有一系列問題存在,造成很多人力、物力資源的浪費。所以在引進(jìn)國外非開挖技術(shù)的同時,還要根據(jù)自身的實際情況進(jìn)行改良,不能搬來直接使用,要有效解決實際問題。不同地區(qū)的給排水管道施工情況存在很大差異,只有有效掌握非開挖施工的核心技術(shù),強化導(dǎo)管施工管理,才能切實提高施工質(zhì)量。所以,施工單位要創(chuàng)新非開挖施工技術(shù),重視導(dǎo)管施工管理,以便適應(yīng)于不同的施工要求。另外還要結(jié)合實際施工情況,強化施工管理以及改良技術(shù),從而更好地為當(dāng)?shù)亟o排水管道的高質(zhì)量施工提供保障。

5結(jié)束語

作為一種不需要挖地面就可以從地下穿越而實現(xiàn)管道鋪設(shè)的技術(shù),非開挖技術(shù)在給排水管道項目建設(shè)中作用十分突出的優(yōu)勢。目前,我國非開挖技術(shù)是實際應(yīng)用中還存在一些問題,比如技術(shù)管理制度不夠規(guī)范、技術(shù)應(yīng)用水平有待提升、工作人員技能素質(zhì)有待提升等問題,所以要規(guī)范管理制度,提升非開挖技術(shù)的實際應(yīng)用水平,提升工作人員技術(shù)素質(zhì),全面提升非開挖技術(shù)在給排水工程中的實際作用。另外,還要注意非開挖技術(shù)應(yīng)用的要點,要做好前期準(zhǔn)備、做好鉆孔及擴孔技術(shù)控制、做好泥漿的制備和注漿、做好拉管施工技術(shù)控制等,實現(xiàn)非開挖技術(shù)和給排水工程的高效融合,進(jìn)而提升給排水工程的建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]趙偉.淺談市政給排水施工中的非開挖頂管施工技術(shù)[J].四川水泥,2020(05):255.

[2]梁霞.非開挖修復(fù)技術(shù)在城市給排水管網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究,2020,5(04):106-107.

[3]李曉菲.城市道路給排水施工非開挖技術(shù)的應(yīng)用分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2018(30):105.

[4]趙忠.論非開挖技術(shù)在城市給排水管道施工中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2018(02):143-144.

[5]汪高峰,郝華文.市政排水工程中的非開挖技術(shù)運用及其注意事項[J].四川水泥,2017(11):132.

作者:徐佳佳 徐斌 單位:中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司