非开挖技术在排水管道施工中的应用探究

【摘 要】在排水管道施工中，非开挖技术的使用越来越广泛。非开挖技术是在少开挖或不开挖情况下完成管道施工的技术。常用的非开挖技术主要有顶管技术以及水平钻井技术两种。本文主要探讨了水平钻井法在新疆排水管道施工中的应用，主要包括地理勘测（包括地质地貌勘测、交通情况研究以及探测地下管线分布等），施工设计（包括体制选择、管道布置、埋设深度、管道衔接、计算水力、绘制施工工程图等），前期准备阶段（包括钻井参数设置、水电配备等），施工阶段（包括钻机运入现场、复核路线、放线测量、钻机到位、配制泥浆、试钻、钻孔、扩孔、管道安置、施工控制、保护措施、地貌恢复及环保等）。

【关键词】非开挖技术；排水管道施工；水平钻井法；应用

随着城市化进程的加快，城市建筑、公路等固定工程设施越来越多，并且目前我国很多城市还在继续扩建中，大量的建筑、公路、桥梁、地铁等固定工程的建造，使得大面积开挖工程不再适合城市建设。然而，随着城市化程度不断提高，在城市中，混凝土钢筋已经覆盖住了大部分的泥土地表，如果遇到连续降雨天气，极容易引发积水现象，所以排水管道施工非常重要。但是传统的开挖埋管技术已经不再适合城市的排水管道施工，所以目前，在排水管道施工中，人们较为普遍使用的非开挖技术。

1、非开挖技术

非开挖技术是在进行各种管道的铺设、维修以及更换等施工中，较少的破坏或影响到地面的技术，非开挖技术在极为特别的情况下甚至能够在不进行沟槽开挖的情况下完成管道的施工。简单一点说，非开挖技术是在少开挖或不开挖情况下完成管道施工的技术。常用的非开挖技术主要有顶管技术以及水平钻井技术两种。顶管技术的流程是先做垂直工作井，然后将工具管道推进土层中，直到其到达接收井为止（到达接收井后，将工具管道吊起），随着工具管道的推进，将需要铺设的管道埋设进土层中。其优点是对施工现场周围的环境影响小，缺点是施工周期长、成本较高。在顶管技术中经常运用到的原理是土压平衡原理、气压平衡原理以及泥水平衡原理，所以顶管技术主要分为土压平衡顶管技术、气压平衡顶管技术以及泥水平衡顶管技术。水平钻井技术，又叫拉管技术，是指运用钻机，从需要铺设管道的一侧向另一侧进行钻孔施工，并把需要铺设的管道从一侧拖向另一侧。其优点是施工工程量小、铺设深度大等。

2、排水管道施工

在城市基础设施建设中，排水管道施工具有非常重要的地位。尤其在洪涝天气，排水管道责任重大。排水管道施工的方法主要有四种：开槽施工、顶管施工、盾构施工、水平定向施工。其中顶管施工、盾构施工、水平定向施工利用的是不开挖技术。我们在此主要介绍排水管道顶管法施工的流程，主要包括：体制选择、管道布置、埋设深度、管道衔接、计算水力、绘制施工工程图、施工前准备、开挖工作井、安装后背、设备顶进及安装、顶进衔接管道、质量检测评估、工程验收。排水管道主要有两种：污水管道和雨水管道。排水管道的系统有合流系统、分流系统。

3、非开挖技术在新疆排水管道施工中的应用探究

非开挖技术在新疆排水管道施工中常用的两种方法：水平钻井法施工与顶管法施工。排水管道施工的步骤主要包括：地理勘测、施工设计、前期准备以及施工阶段。其中，施工设计和地理勘测阶段，两种方法都是一致的。施工设计主要包括：体制选择、管道布置、埋设深度、管道衔接、计算水力、绘制施工工程图等。地理勘测主要包括：地质地貌勘测、交通情况研究以及探测地下管线分布等。水平钻井法施工的前期准备阶段包括：钻井参数设置、水电配备；施工阶段主要包括：钻机运入现场、复核路线、放线测量、管道施工（钻机到位、配制泥浆、试钻、钻孔、扩孔、管道安置）、施工控制、保护措施、地貌恢复及环保等。顶管法施工的前期准备阶段主要包括：水电配备。施工阶段主要包括开挖工作井、安装后背、设备顶进及安装、顶进衔接管道、质量检测评估、工程验收等。在本文中，主要探讨水平钻井法在新疆排水管道施工中的应用。

3.1 地理勘测、施工设计以及前期准备

在施工前，首先应该进行地理勘测。地理勘测主要包括地质地貌勘测、交通情况研究、探测地下管线分布等。新疆地区拥有三座大山两个盆地，在盆地地区应该尤为重视排水管道施工。施工设计主要包括：排水管道体制的选择，污水管道布置，雨水管道布置，管道埋设深度，管道衔接，计算污水管道水力，计算雨水管道水力，计算合流管道水力，绘制施工工程图。排水管道主要有六种体制：直排式合流制、截流式合流制、全处理式合流制、完全分流制、半分流制以及不完全分流制，在选择时，应该根据不同地理位置居民分布以及工厂分布等，适当的综合利用各种体制。前期准备主要包括：钻井参数设置、配置好水电。

3.2 水平钻井法施工阶段

钻机运入现场：由于钻机占空间较大，所以钻机进入场地的时间一般是在人流量较少的时候，由于新疆地区日出日落时间都晚，所以可以安排钻机在早上7点钟入场。

复核路线：对照施工现场的地质、地貌以及管线情况，对施工设计图纸上的管道路线再次进行复核，严格确保管道路线的准确性。

放线测量：首先确定安装钻井的位置，然后将管道轴线按照施工方案中要求的入土点以及出土点进行放置工作，再做出土点边界线，再次标定设备参数，确保参数准确无误。

管道施工：首先将钻机固定到安装位置，然后按照规定配制泥浆，一般泥浆的配置比例与地层地质有关，复杂的地质还需要加入合适的添加剂。配置好泥浆，就可以开始钻机试运行，以确保钻机一切正常，试运行成功后，就进行正式钻机定向钻导向孔，要注意钻头的方向正确，认真观测分析参数，如果地层复杂（比如乌鲁木齐很多地方地表面三十厘米下多是青石层），要注意钻机锚定要稳固。钻孔结束后，用扩孔钻头将导向孔扩大到需要的直径，最后就对管道进行安置，将管道置入滑送架后，经确认无误后开始拖动管道，拖动过程中注意设备运行以及管道位置，直到管道到达预设位置才停止拖动。

此外，还应该注意施工过程中的钻孔前、钻孔过程中以及扩孔过程中的数据测量控制工作，以及管道保护工作。再者，因为泥浆具有热胀冷缩的特性，所以应该注意环境温度以及泥浆问题，确保施工质量以及正常运行，在施工完成后，要注意对地表进行恢复原样措施以及注意环境保护。

4、结论

非开挖技术是在少开挖或不开挖情况下完成管道施工的技术。常用的非开挖技术主要有顶管技术以及水平钻井技术两种。排水管道施工的方法主要有四种：开槽施工、顶管施工、盾构施工、水平定向施工。其中顶管施工、盾构施工、水平定向施工利用的是不开挖技术。本文主要探讨了水平钻井法在新疆排水管道施工中的应用，主要包括地理勘测（包括地质地貌勘测、交通情况研究以及探测地下管线分布等），施工设计（包括体制选择、管道布置、埋设深度、管道衔接、计算水力、绘制施工工程图等），前期准备阶段（包括钻井参数设置、水电配备等），施工阶段（包括钻机运入现场、复核路线、放线测量、钻机到位、配制泥浆、试钻、钻孔、扩孔、管道安置、施工控制、保护措施、地貌恢复及环保等）。

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