非開挖存在的問題
非開挖存在的問題
前言
非開挖技術(shù)是一種新型管道施工技術(shù)，其最大特點是不需要大面積開挖路面即可完成管道的鋪設(shè)和修復(fù)。由于其獨特的技術(shù)特點和良好的市場前景，在近三十年的時間里，非開挖技術(shù)得以不斷完善，種類不斷增多，并且迅速在世界各地得以推廣普及。從2000年開始，上海燃氣行業(yè)首先在燃氣管道施工中推廣和應(yīng)用非開挖技術(shù)，在短短十年的時間內(nèi)，非開挖技術(shù)已成為燃氣管道施工中一種較為常見的施工方法，特別是在城市主要道路的施工中，為減少對交通和環(huán)境的影響，非開挖技術(shù)已是一種必不可少的施工方法。非開挖技術(shù)的的應(yīng)用改善了城市交通，保護了城市居民生活環(huán)境，提升了整個城市的現(xiàn)代化品質(zhì)。我公司在2005年永一站至東營壓氣站輸氣管道工程中，PE100SDR11,315×28.6燃氣聚乙烯管道成功采用非開挖深穿技術(shù)施工，工程投產(chǎn)至今管道運行正常。
但任何技術(shù)都不是十全十美的，非開挖技術(shù)并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)開挖法施工。本論文就目前燃氣行業(yè)常用的三種非開挖技術(shù)（定向鉆技術(shù)、內(nèi)襯技術(shù)、穿管技術(shù)）從工程施工直至日后的管網(wǎng)維護管理中應(yīng)注意的一些問題進行簡單的分析。
1非開挖技術(shù)概述
1.1定向鉆技術(shù)
定向鉆技術(shù)是通過在土層下定向鉆孔、擴孔，預(yù)先在地下擴制一個適當大小的洞，然后將管道拉入此空洞中。從而實現(xiàn)在不開挖地面的條件下完成管道鋪設(shè)任務(wù)，該技術(shù)目前的應(yīng)用較為普遍。
1.2內(nèi)襯技術(shù)
內(nèi)襯技術(shù)從工藝上講是一種先進的非開挖管道修復(fù)技術(shù)（整條管道的修復(fù)），是通過在原有管道內(nèi)襯入一條合成纖維塑料軟管，并讓軟管緊密地貼在待修復(fù)管道的內(nèi)壁，修復(fù)后的管道形成一根復(fù)合型管道（具體結(jié)構(gòu)如圖1所示）
圖1內(nèi)襯管結(jié)構(gòu)圖
從而達到對原有破損或超齡管道進行修復(fù)的目的。修復(fù)后的管道保持了管道原有的內(nèi)徑基本不變（不考慮壁厚），而且理論上具有與新管道相同的使用壽命。該技術(shù)不必大面積地開挖路面，是對傳統(tǒng)管道拆排更新方法的一種革命。
1.3穿管技術(shù)
穿管技術(shù)，顧名思義就是在原有管道內(nèi)穿入一根新管道，從而實現(xiàn)在不大面積開挖路面的情況下完成管道的修復(fù)或更新。穿管技術(shù)可分為兩大類，一類是等口徑穿管技術(shù)，另一類是縮口徑穿管技術(shù)?？s口徑穿管技術(shù)工藝較為簡單，穿入管道的材質(zhì)可以是聚乙烯管道也可以是鋼管。等口徑穿管技術(shù)是在聚乙烯管道大面積應(yīng)用后出現(xiàn)的一種新技術(shù)，它充分利用了聚乙烯管道良好的機械性能和記憶功能。要實現(xiàn)等口徑穿管技術(shù)，則是預(yù)先將穿入的PE管道口徑通過機械方法縮小其截面積，待管道穿入后，再讓其口徑恢復(fù)，使得穿入管道膨脹復(fù)圓與原有管道的內(nèi)徑緊密結(jié)合，從而實現(xiàn)等口徑穿管。
2非開挖技術(shù)施工過程暴露的問題分析
上述三種非開挖技術(shù)自2000年開始，已經(jīng)陸續(xù)在燃氣管道施工中應(yīng)用，采用非開挖技術(shù)敷設(shè)或更新的管道已有近百公里。下面就非開挖技術(shù)在施工應(yīng)用過程中可能存在的不利因素分析如下：
2.1施工過程的質(zhì)量控制
地下管道施工屬隱蔽工程，而非開挖技術(shù)在管道敷設(shè)中則更為“隱蔽”，通常情況下采用非開挖技術(shù)施工后只是對工程所需的管材和材料在地面進行外觀、嚴密性、外防腐蝕等的檢測，管道在穿入或修復(fù)后則無法進行全線的比較全面直接的質(zhì)量檢測。具體分析如下：
2.1.1定向鉆技術(shù)
a管道的外防護問題
這也是眾多非開挖技術(shù)的通病，定向鉆施工區(qū)域的地下土質(zhì)不排除具有大量的回填土或其他一些異物，定向鉆鉆制空洞內(nèi)可能存在的石塊等尖銳物質(zhì)往往會在管道的回拖過程中劃傷管道的外表面，直接影響管道的使用壽命和運行安全。
解決方法：針對不同的土質(zhì)采取不同的施工方法，對土質(zhì)松軟、沙化的土質(zhì)可放心采用定向鉆技術(shù)，對石塊等異物較多的土質(zhì)，可采用襯管防護定向鉆技術(shù)，即先將襯管拖入地下，后將管道拖入襯管，然后再將襯管拖出，拖出襯管留作下一段管道施工繼續(xù)使用，這樣管道在拖入過程中有襯管做保護，可避劃傷外表面，襯管可以反復(fù)使用。
b管道的坡度保證
敷設(shè)后管道需具有一定的坡度，如何保證該坡度則是定向鉆施工的難點，特別是對距離較長，且地下土質(zhì)較松軟的情況更為如此。通常情況下，定向鉆在鉆制導(dǎo)向孔時，通過地面的控制，可以保證導(dǎo)向孔一定的坡度要求，但擴孔拉管時由于種種原因（如：土質(zhì)的松軟、擴孔器和管道自身的重量、鉆桿的斜向拉力等等）可能導(dǎo)致穿入管道局部坡度方向出現(xiàn)變化，并且這種變化目前還無法在地面用儀器進行測量，由此將導(dǎo)致運行時的局部水堵。
解決方法：使用導(dǎo)向探測儀對敷設(shè)管道進行檢測，檢查有無水堵情況。
2.1.2內(nèi)襯技術(shù)
翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯的技術(shù)思路新穎，要求內(nèi)襯軟管與原有管道內(nèi)壁通過黏合劑緊密粘合在一起。通常情況下，原有燃氣管道需通過高壓水進行內(nèi)部清洗，理論上講，清洗后清潔而干燥的管道通過內(nèi)襯將達到理想的修復(fù)效果。但內(nèi)襯的黏合質(zhì)量卻不容易檢測，如果某些部位產(chǎn)生內(nèi)襯粘合質(zhì)量差的缺陷，這些缺陷將可能導(dǎo)致長時間運行后管道內(nèi)襯的局部塌陷，對管道的安全運行產(chǎn)生隱患。
解決方法：施工結(jié)束后通過微型可視設(shè)備進行管內(nèi)的錄像檢測，檢驗內(nèi)襯軟管有無空鼓、塌陷情況。
2.2施工工期、成本的控制
采用非開挖技術(shù)施工實施前首先要進行地下資料情況的詳細排查，根據(jù)排查的具體情況來確定施工方案和施工成本。地下資料（包括土質(zhì)情況、地下障礙物情況、需更新修復(fù)的管道具體資料如：埋深、材質(zhì)、口徑、管件數(shù)量、位置等等）的排查往往是通過物探、查閱管線原始資料來獲得。但物探設(shè)備的精準度及資料的準確性有許多不確定因素，這樣將對施工工期和工程成本的確定帶來很大的不確定因素，甚至可能會導(dǎo)致本來較高的非開挖工程成本成倍增加，特別是對老城區(qū)道路下管線的非開挖技術(shù)改造和敷設(shè)更為如此。以內(nèi)襯技術(shù)和穿管技術(shù)為例，正常的操作是根據(jù)排查的地下管線的詳細情況來確定工作坑的開挖和斷管的具體位置，地下管線的水井、彎管、三通、閥門等管件和設(shè)備一般需要開挖工作坑斷管取出，在管線改造后再重新連接，由于原始管線資料的準確性等問題，實際情況下，工作坑的開挖數(shù)量都較計劃的要多，由此將直接影響工期和增加成本費用。
解決方法：使用先進精準的物探設(shè)備，結(jié)合管線原始資料互相驗證。
3非開挖敷設(shè)管道管理維護存在的問題分析
由于非開挖施工技術(shù)是一種新型管道施工技術(shù)，某些常規(guī)的管道管理維護方法和設(shè)備、配件往往會在非開挖敷設(shè)的管道面前顯得無能為力。因此通過非開挖技術(shù)敷設(shè)的管道給目前日常的管線維修和搶修工作帶來諸多不利因素，主要體現(xiàn)在以下兩點：
3.1管線埋設(shè)過深
針對定向鉆技術(shù)來講，由于需要避開地下常見障礙物、河流和其他管線，管道敷設(shè)的埋深遠遠大于正常排管的深度，某些局部深度甚至大于5m，如此深度的管道一旦發(fā)生泄漏根本無法實施開挖搶修，唯一可行的辦法就是對整根非開挖管線進行廢除新排，由此導(dǎo)致?lián)屝蕹杀竞碗y度的增加。
解決方法：對管道敷設(shè)較深的局部管段，可以選擇縮口徑穿管非開挖技術(shù)代替定向鉆技術(shù)，維修時可以直接將內(nèi)部管道拖出進行維修，或直接采用傳統(tǒng)管道施工方法，不能代替的，只能在施工過程中做好管材的防護工作，保證施工質(zhì)量，避免日后發(fā)生泄漏。
3.2修復(fù)更新后管道結(jié)構(gòu)的變化
對非開挖管道修復(fù)技術(shù)來講（內(nèi)襯技術(shù)和穿管技術(shù)），管道更新修復(fù)后，管道結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，由原來的單層結(jié)構(gòu)，變?yōu)殡p層甚至多層結(jié)構(gòu)，如圖2所示：
圖2更新修復(fù)后的管道結(jié)構(gòu)示意圖
如此結(jié)構(gòu)將給正常的管線維修、搶險帶來一些列的問題，如：
1）、斷管鑲接
多層結(jié)構(gòu)的斷管如何使用傳統(tǒng)的斷管設(shè)備將很難達到的理想效果，特別是對等口徑穿管而言更是如此，既要將原有管道移除，又要不損壞內(nèi)部穿入的管道，施工難度很大，如圖3所示：
圖3等口徑穿管的后期鑲接斷管示意圖
解決方法：隨著非開挖技術(shù)的推廣應(yīng)用，專用斷管設(shè)備目前正逐步成熟，目前國內(nèi)一些施工設(shè)備廠家生產(chǎn)的非開挖專用斷管設(shè)備，與傳統(tǒng)斷管設(shè)備相比，施工方便，精準度高，基本能夠滿足施工需要。
2）、泄漏點的確定
由于非開挖技術(shù)修復(fù)和更新的管道是多層結(jié)構(gòu)，特別是對穿管技術(shù)而言，由于穿入的管道和原有管道之間有或大或小的縫隙，且又不密封，一旦穿入的管道發(fā)生泄漏，泄漏的燃氣往往會從原有管道的斷口漏出，因此內(nèi)部的泄漏點位置與地面發(fā)現(xiàn)的泄漏區(qū)域不在同一個位置（如圖4所示），往往相距甚遠，增加了泄漏點的定位難度。即使確定了漏點，由于斷管的難度，也會大大增加管道搶修的時間、難度及成本。
圖4穿管技術(shù)更新的管道泄漏點示意圖
4非開挖施工應(yīng)注意的問題
上述是在非開挖技術(shù)應(yīng)用過程中可能存在的問題，有些問題通過技術(shù)手段我們可以解決或避免，但有些問題，就目前的技術(shù)水平還無法徹底解決，如：內(nèi)襯技術(shù)和穿管技術(shù)泄漏點的確定，我們要盡量避免這些問題的發(fā)生，一定要做好以下幾點：
首先，設(shè)計部門在確定采用何種施工工藝時，應(yīng)充分結(jié)合實際情況，任何工藝都有其適用范圍。如果工藝選擇不當，不僅不能體現(xiàn)工藝原有的優(yōu)勢，反而會給后續(xù)施工及管理造成諸多麻煩。
其次應(yīng)加強施工單位的質(zhì)量安全意識，盡可能避免施工過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量隱患。為此，施工單位在非開挖施工前，應(yīng)做好周密的前期準備工作，盡可能摸清地下的土質(zhì)及各類管線的資料，制定科學(xué)合理的施工方案；施工過程中應(yīng)嚴格按照非開挖施工的操作規(guī)程進行操作，在下管工序開始前，對管道工序的質(zhì)量進行嚴格自檢，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
管線的維護管理部門應(yīng)盡快制定具有針對性的管線維護管理措施，以應(yīng)對非開挖新工藝敷設(shè)管道的維護管理，防患于未然。
5結(jié)論
目前隨著非開挖技術(shù)的不斷發(fā)展、完善，相應(yīng)施工配套設(shè)備技術(shù)水平不斷提升，非開挖技術(shù)已經(jīng)基本成熟，非開挖技術(shù)，不但減少路面開挖，降低施工費用及解決一些在傳統(tǒng)開挖術(shù)不能施工的問題，而且在修復(fù)舊管道及安裝難度高的工程時與傳統(tǒng)技術(shù)相比，有著顯著的社會經(jīng)濟效益，本論文簡單分析了非開挖技術(shù)在施工過程中經(jīng)常遇到和應(yīng)注意的問題，并提出相應(yīng)的解決方法，對今后非開挖工程施工起到了一定的指導(dǎo)作用。
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