探析在市政管道施工中运用非开挖施工技术

探析在市政管道施工中运用非开挖施工技术

李簪琪

核工业井巷建设集团有限公司

摘要：近些年来城市现代化发展步伐在不断加快，人类生活质量得到有效改善，其愈来愈关注城乡基础设施建设，且提出了相当高的要求。而将非开挖管道工程技术运用到市政管道施工中能起到显著作用，有助于改善市政管道施工的质量。本文首先指出了非开挖技术的重要意义及其应用价值，并详细地阐述了非开挖技术的具体运用方式。

关键词：非开挖施工技术；市政管道；顶管施工；运用

1非开挖技术的重要意义

随着城市化进程的不断加快，城市建设项目不断增多，人们对市政建设项目的要求也逐渐增多。传统市政管道施工技术与时代发展与现代人群需求已经不相符合。传统开挖技术逐渐被新的市政管道施工技术取代，传统开挖基础往往需占用较大的地面空间，导致城镇居民正常生活与出行受到严重影响，开挖施工将慢慢被淘汰。非开挖技术开始成为现代市政管道施工中的重要技术之一，非开挖技术具有工期短、安全性高、经济效益好等优势，在市政建设项目中的运用逐渐变广。尤其是在公路、铁路、名胜古迹等区域不允许开挖或者不具备开挖条件的区域，非开挖技术能够有效完成自来水管道、电力通讯管道、给排水管道、燃气管道等管道安装铺设要求。

2非开挖技术应用价值

市政管道施工过程中的非开挖技术运用，在施工区域不需要通过挖掘施工，而是使用先进的机械设备与技术手段在地下进行开挖。不仅是市政工程地下管道铺设等施工可运用非开挖技术，地下管道维修与地下电缆线路修改等都可以运用非开挖技术完成，相较于传统管道施工来说，非开挖施工技术具有明显的优势。第一，非开挖技术是通过机械设备与技术手段进行管道挖掘，有效降低管道施工工人成本费用，项目资金投入会明显降低；第二，非开挖施工技术运用的挖掘设备不需要大型的设备，小型设备在狭窄的地区与地下施工更加方便，对人们的日常生活与雏形不会产生影响；第三，非开挖施工技术挖掘的管道坑相较于开挖技术来说，所挖的管道坑更加精密，使管道质量得到明显提升，且管道与建筑物不会产生接触，使管道安装更加符合预期要求。到目前为止，相关研究结果显示，在市政管道施工中运用非开挖施工技术具有重大意义，然而其需领先的非开挖设备作为辅助。近些年相关研究人员在致力于探究在市政管道施工中运用非开挖施工技术的有效方式，且初具成效。

3非开完技术的具体运用方式

3.1顶管施工技术

顶管技术是借助管道中继间的千斤顶和主千斤顶推力把管道由工作坑推到接收坑内，同时要在两孔间埋入挖掘机软管或者工具管。在充分考虑到管道长度、管道直径、工艺经济以及土壤质量等诸多因素滞后，采取水射流顶进、人提供顶管、机械加压以及挤压顶进的方式。现阶段，在60cm至400cm的管道中以直线形式铺设管线时基本上会采取机械顶管施工方式。机械式顶管施工方法包括两种，即：泥浆水平衡法、气压平衡法。通过对管道工程施工中运用的顶管施工技术进行研究后发现，混凝土管道技术的运用的发展处于相对成熟阶段。现阶段在管道工程中运用得较多的工作面平衡理论主要有以下三种：

（1）土压力平衡。借助上管室土压力，对地下水压力以及管道机械土压力起平衡作用，从而使地面沉降得到有效管控。

（2）气压力平衡。开挖面与上部管道的空气内有压力，借助风压，土壤的压力与地下水的压力能达成平衡，这属于完全的分压平衡与完全平衡。

（3）泥水平衡。泥浆内有一定浓度的泥浆与一定量的粘土，使用泥浆平衡上板法对含尘地面沉降实施管控。

3.2顶管施工的施工原理

顶管施工是在管道侧面挖井，在基坑内安装导轨。一般是在木材或混凝土上安装轨道，在轨道上再安装管道。同时，还要做好顶管施工测量工作，有利于对顶管标高、坡度与中心线进行控制。向土层中推入预制钢筋混凝土管主要是使用液压千斤顶完成，通过水平推的方式保护核心工具管。另外，管道中的杂物与污垢等要做好清理工作，保证工具管能够顺利推入接收井中。顶管施工中产生的管渣一般分为两种，一是干渣，二是湿渣。在长距离复杂地形中进行施工时，要使用吊装方法进行施工，必须要有辅助施工措施，比如泥浆夹套润滑、激光校正等。顶管施工过程中也要充分考虑井筒沿线的地质条件，提前做好施工准备。同时，顶管长度符合施工要求的基础上，工作井与接收井方面需控制数量。顶管中间位置应设置施工井，便于施工人员在施工过程中进行左右移动。

3.3牵管施工技术

近年来，牵管施工技术在建筑行业中的运用也已经十分广泛，尤其是在市政管道建设、大型跨江工程建设与环境保护等方面的运用具有十分独特的优势。牵管施工技术主要是由计算机完成指导与测试，设计并挖掘出符合施工曲线的孔，从孔中穿过管线，从而完成管道建设。在地下管道施工中，牵管施工技术是非开挖技术的常见方式，相较于顶管管道施工技术来说在管径较小的工程中更加适用。主要原因在于牵管施工的转动惯量较小，在小直径管道施工中具有优势，但是对于长距离管道施工来说，就容易出现压缩误差，不适用于长距离管道施工中。

3.4牵管施工工艺

牵管施工之前，要仔细检测埋管，可使用埋管探测器完成检测，从而明确孔的位置与深度，埋地管线与地下管线之间要保持一定的安全距离，使其与设计标准相符合。下水管道一般不是金属水泥管，检测仪器不能对其进行检测。因此，要对下水管道的直径、深度以及走向等进行明确，必要时可使用雷达进行检测。调查结果显示，地面上能够有效避开定向孔，从而保证地面安全性。在正式施工之前，要在导管头部插入探测棒，使导管头部与钢管形成连接。同时对管道施加压力，将管道顶部顺利推至地面。另外，施工钻头可选择直的，也可以选择弯曲的。钻头在通过道路、铁路、河流等有障碍物的区域时，可对钻头方向进行调整，导向器可随时接受钻头方向与钻头深度等相关信息。通过分析这些信息对导向器头部进行转动，从而改变导向器的方向与深度，并在地下逐步形成圆形洞穴。孔板中心线一般设置在防护罩内，防护罩内有泥球、泥饼、护壁等，失水控制性能加好，且能够有效保护钻机。当完成钻孔之后，管道根据所需长度实现连接，随后将管道两段关闭，完成施工。

3.5牵管施工的特点

牵管施工技术对交通不会产生影响，有效解决了传统开挖施工对人们的日常生活与出行产生的严重影响，同时也有效解决了开挖施工对周边环境与周围建筑等产生的破坏影响。牵管施工技术具有不开挖、电弧波处理距离长等优势，在地下岩屑埋深要求相符合。同时，牵管施工技术还有施工工期短、施工效率高、安全性高、不受季节影响、不破坏河道河床结构、不影响河道通航等优势，相较于其他施工技术来说，其施工速度更快、施工效率更高，是一项速度快、价格低、面积小的施工技术。

3.6夯管施工方法

夯管施工方法相较于牵管施工方法来说其工作原理正好相反，夯管施工主要是使用管锤的冲击力将管道直接夯到地下完成施工。夯管施工方法对施工区域的要求较低，施工准备工作也相对较少，只需要在管道埋设的区域，按照固定的距离挖设施工所需的管坑即可，便于夯管设备操作完成施工，使管道铺设更加精确。同时，夯管施工所需的设备也很简单，一般有三种，一是夯管管锤，二是空压机，三是发动机。但是，夯管施工对冲击力的要求较高，因此，国内建筑施工中使用的夯管设备基本都是从国外进口的设备。

3.7夯管施工法操作流程

夯管施工方法的操作流程首先是将钢管放置在管道铺设的地区，对钢管底部使用夯锤进行击打，从而将钢管夯进预设管道内。夯管施工法对管道铺设区域内部的地质实际情况无法进行探测，因此，在夯管过程中可能会遇到石块、地下障碍物等，导致夯管施工无法顺利开展。为有效解决这一问题，夯管施工法的操作要求具有更强的操作性，可通过隔断设置管坑的方式降低管道内出现障碍物的几率，从而使夯管施工能够真正发挥其施工效果与优势。

参考文献：

[1]李红，尉晓丽.分析非开挖技术在市政给水管道施工中的具体应用[J].居舍，2019（01）：47.

[2]史长林.浅析市政给水管道施工中非开挖施工技术[J].科技经济导刊，2017（24）：84.