分析非开挖技术在大口径供水管道施工中的应用

摘 要 本文主要以分析非开挖技术在大口径供水管道施工中的应用为重点进行阐述，结合当下采用大开挖方式的弊端为主要依据，从顶管施工技术，管道翻转内衬修复技术、翻转内衬技术主要工序这三方面进行深入探索与研究，其目的在于加强非开挖技术在大口径供水管道施工中的应用效率，为提高大口径供水管道施工质量做铺垫。

关键词 非开挖；技术；供水；管道；施工；应用

引言

对于大口径供水管道施工而言应用非开挖技术十分重要，其是確保大口径供水管道施工质量的基础，也是保证社会公众生活需求得到满足的关键，基于此，相关人员需给予非开挖技术高度重视，促使其存在的价值与效用在大口径供水管道施工中充分地发挥出来，以期大口径供水管道的实效性提升到新高度。本文主要分析非开挖技术在卡塔尔供水管线工程大口径供水管道施工中的应用，具体如下。

1 非开挖技术施工方法分析

1.1 顶管法施工工序

第一，地质勘探；第二，开挖顶推井和接收井；第三，沿着顶进中轴线建立一个基准面；第四，使用吊车将顶架吊入井中，钻机就位；第五，将顶架设置为设计的正确标高和等级；第六，在顶架和开挖坑壁之间现浇推力墙；第七，安装发射密封圈；第八，安装激光器和支架并将激光器设置到驱动器坐标，此时应重新检查框架；第九，安装控制器并进行所有必要的电气连接，同时遵守与电气装置有关的主要安全规定；第十，将浆液泵安装在传动轴，并将其正确连接到控制容器上的插座；第十一，安装进料和浆液管线，确保所有管线均已正确固定；第十二，连接控制器和切割防护罩之间的所有电缆和液压装置，并在将防护罩放入轴中之前进行全面的功能测试；第十三，用吊车降下TBM机器并放入顶架；第十四，将所有电缆，液压装置，进料和浆液管线连接好；第十五，将所有数据输入到与驱动器相关的计算机中，如项目名称和驱动器，等级和校正数据；第十六，如果目标信息显示机器位于正确的路径，隧道可以开始顶进；第十七，顶进完成后，应分别在RC管和土壤之间以及铸铁管和RC管之间进行注浆；第十八，顶进前检查每一根管子质量，接头防水以及做Holiday Test，将每天的检测结果上报给监理工程师；第十九，观测周围建筑物及管线的沉降情况，如沉降超出设计范围，应立即停止顶进，找寻原因，最后就是回填。

1.2 顶管法施工原理

其工作原理为，顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。

1.3 设备准备、安装以及调试

准备顶进设备之前需对施工现场进行平整处理，确保机械设备及进出场。机械设备与材料存储的地方务必要高于地表15cm，推平并碾压，并布设断面不低于0.5m×.05m的边沟。应提前对场地进行规划，划分材料存放区，设备存放区，泥浆处置区，以及操作室，所有设备线路安装完成后应检查、调试以及测试，保证这些设备都能稳定运行。

1.4 正常顶进

顶管正常顶进是否成功同地表沉降有莫大联系，为了确保供水管道施工质量，在顶管施工时需依据地质状况建构不同的泥浆配比方案，明确不同的地质状况采用不同的泥浆配方，在卡塔尔供水管线工程中适当添加一些混合物与多性能处理剂，加大泥浆黏稠度，防止泥浆失水，保证其实际性能[1]。

1.5 注浆

在顶进过程中，首先应先顶进套管，在本项目采用的是RC套管，所有套管顶进完成后，应立即在RC套管与土壤之间第一次注浆，防止地层变形，应设置注浆孔和溢浆孔，控制注浆压力和注浆量，浆液应满足设计要求，现场应对每一车浆液进行试验检测并做好记录，注浆完成后，顶进铸铁管，铸铁管顶进完成后，进行管道功能性试验，功能性试验合格后，对RC管和铸铁管之间进行第二次注浆，注浆技术要求同第一次注浆要求。

1.6 设备施工安全的有关规定

施工设备，主要配套设备和辅助系统安装完成后，应进行试运行及安全性检验，合格后方可开始顶进；操作人员应进过培训，掌握设备操作要领，熟悉施工方法，了解各项施工参数，培训合格后方可上岗；所有的水平运输设备，吊车，泥浆设备应满足安全性规定；施工供电应设置双路电源，并能自动切换，动力、照明应分路供电；所有的起重设备要经过起重荷载计算；应根据隧道长度，选择不同的通风和照明方式；工作井上下应该有联络信号等。

2 非开挖技术在大口径供水管道施工中的应用

2.1 管道翻转内衬技术

大口径的供水管道被利用多年以后，会因老化问题而使供水管道出现各种不同程度的损坏，造成水体污染或是地面坍塌的严重后果。而管道翻转内衬技术是一种良好的修复技术，将其利用到大口径供水管道施工中，能够紧急修复供水管道，其优势为：对环境与交通造成的影响相对较小；可以利用到过河管道与建筑物下管道的修复中；比较经济。管道翻转内衬技术的工作原理为，被树脂浸透的内衬纤维软管，利用气压可以把软管翻转到修复的管道中，通过诸多外部因素，如蒸汽，让树脂固化式软管牢牢地贴在内管壁上，形成新兴结构[2]。

2.2 管道翻转内衬技术施工工序

初步检测。利用TV检测设备进行初步检测，探寻管道需要进行修复的位置和对管道内衬层的实际质量进行检查，若是发现其中存在问题，需在TV检测设备后方电缆上张贴较醒目标记，测量出TV视头与标记位置的实际距离，如此能够准确了解被修复的距离。

清洗大口径供水管道。利用TV检测器进行初步检验之后，如果发现管道内有很多附着物，则需对管道进行全面清洗，理论上只要保证管道内壁无瘤块即可。

预制内衬材料。明确内衬软管的长度，将树脂用量计算出，利用真空吸气机把内衬管道中的空气抽净，把混合树脂倒进内衬管之中，再利用碾压机从慢至快地均匀碾压，让混合的树脂全部渗透到内衬管中。在此过程中，树脂的搅拌与混合十分重要，常规情况下树脂分为A、B两种，掺和比为1：1，只有搅拌充分且均匀的混合树脂才会有较强的粘合力。依据型号的不同，树脂能够分为短时间与长时间的固化树脂。常规状况下下树脂固化的时间并不需要有加热处理[3]。

翻转内衬软管。利用气压翻转机把已经融合了的树脂内衬软管带入需要进行修复的大口径供水管道之中，利用蒸汽加热的方式或是常温固化的方式，让内衬软管同管道内壁紧密贴合。若是条件允许的情况下，在大口径供水管道的两侧分别布设温度测试器，而在出热水口语进热水口布设测温监控。待固化合格以后，在内衬软管两端布设内衬，确保内衬软管的整体质量。

大口径管道翻转内衬。当所有工作处理完以后，需展开水压试验工作，并进行水质化验和冲洗，待合格只够才能让大口径供水管道运行。对内衬材料进行实验，以5mm×5mm的孔为基准展开水压试验工作，内衬材料的承压力最大是1.6MPa，除此之外，普通的翻转内衬技术的利用条件是：旧的管道受损，裂缝的宽度低于0.15mm，并且是十分细长的裂缝[4]。

2.3 顶管施工适用条件

对于供水管道这种需要跨越建筑物的工程来讲，利用顶管施工技术不会影响交通，且施工周期短，因此其优越性较明显。

第一，方法选择与设备选型依据。其一，应根据工程类型以及工程设计文件，其二，工程的详细地质勘探资料，开工前，施工单位应根据建设单位提供的地质勘测资料，组织专门人员进行现场沿线调查，特别是对顶管施工区域内现有的地下服务设施进行详细的探测，并标明位置，标高；其三，在掌握地质及水文的基础上，选择合适的开挖方法[5]。

第二，顶管施工同其他非开挖方式的比较。顶管施工的优点是施工精度高，适用于直径300mm-4000mm的给水排水管道和綜合管道，施工精度小于50mm， 施工距离较长，适用于各种土层条件的土层，其缺点是施工成本高。盾构施工同样速度快，适用于直径3000mm以上的管道，精度不可控，适用于除硬岩外的相对均质地层。定向钻相比较顶管施工其控制精度低，施工距离较短，且不适用于砂卵石及含水地层。夯管施工施工速度快，成本低，但仅适用于钢管，施工精度不可控，施工距离短，在含水地层不适用，砂卵石地层施工比较困难[6]。

第三，由于顶管施工属于地下施工，不可预测的因素多，所以需要建设单位提供翔实可靠的地质报告，长大型顶管隧道由设计单位进行超前地质预报检测，小型顶管隧道由设计单位进行超前地质预报检测，施工单位应根据检测报告，在施工前挖探坑检测，标明所有现有服务设施，保证最小净空要求，在施工中层层把关，遇到问题及时反馈给设计单位，及时调整各项顶进参数，保证施工质量[7]。

3 结束语

综上所述，非开挖技术为一种新兴技术，若想使其存在的效用与价值在大口径供水管道施工中充分地发挥出来，技术人员需对非开挖技术合理应用，保证大口径供水管道施工的每道工序都满足有关标准，这是确保大口径供水管道施工质量的基础，也是保证社会公众用水需求的关键。基于此，加强非开挖技术在大口径供水管道施工中的应用势在必行。

参考文献

[1] Marc， Fussinger，周洁.非开挖技术在供水管网应用30年的经验教训[J].非开挖技术，2013，（2）：16-20.

[2] 胡光岩.非开挖技术在市政供水管道工程中的应用及技术研究[J].中国建筑金属结构，2013，（02）：60，69.

[3] 李哲锋.非开挖技术在大庆油田龙南地区供水管道更换工程中的初步应用[D].长春：吉林大学，2012.

[4] 伏鸭生，王庆田，邓志华.非开挖技术在供水管道修复中的应用[J].云南化工，2011，38（05）：73-75.

[5] 李广峰.浅谈两种非开挖技术在供水管道施工中的应用[J].科技情报开发与经济，2011，21（08）：223-224.

[6] 李昌舜.非开挖技术在供水管道施工中的应用[J].科技情报开发与经济，2009，19（35）：194-195.

[7] 赵秀阁，马丽贤.非开挖技术修复旧供水管道工程的设计[J].特种结构，2009，26（05）：49-51，66.

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