非开挖施工技术在市政管道施工中的应用

非开挖施工技术在市政管道施工中的应用

马智伟 董灵利

身份证号： 61270119911220**** 陕西省 身份证号：61042419910508**** 陕西省

摘要：随着经济的快速发展，我国城市人口数量越来越多，为了能够满足人们的居住需求，做好市政工程的施工是重中之重。市政管道工程是城市现代化建设中不可或缺的基础设施之一，在城市日常用水、防洪、排涝中都发挥着非常重要的作用。但无论是新管道的铺设还是旧管道的修复，都会在一定程度上影响施工位置原有的交通、商业活动和居民的正常生活。近年来，随着非开挖技术在市政管道施工中的应用不断加深，有效地改善了以上相关问题带来的影响。基于此，本文对非开挖施工技术进行概述，并对其在市政管道施工中的应用进行详细的分析，旨在为相关人员提供参考。

关键词：非开挖；施工技术；市政管道

引言

地下管线是城市供水系统的重要组成部分。传统的地下管线往往使用埋地管道，在一定程度上影响城市交通，影响人们的生活。要采取什么方式才能不打扰到人们的生活是现在的当务之急。所谓非开挖技术，是指不开挖或开挖少量的工作坑，利用当前的岩土钻掘技术进行管道的维修和更换技术，其效率高、成本低、方便简单和环境无污染。

1.非开挖施工技术概述

非开挖技术是利用先进的岩土钻掘技术和设备，改变传统管道施工中需要大面积开挖土体的方式，通过导向、定向钻进等方式尽量不开挖或少开挖，完成对地下管线的更换、敷设和修复等工作，不会对施工环境周边的交通、植被、商业和居民的正常生活产生影响，具有较好的社会效益。常用的施工方法包括水平导向钻进法、顶管法、微型隧道法等，施工步骤通常为以下三步。第一，勘测。施工前需做好全面且详细的勘测工作，勘测内容包括施工环境的土壤情况、周围管线排布情况、周边建筑及构筑物的建设情况等，然后结合市政管道的建设需求和勘测结果制定科学的地下钻孔施工方案，为市政管道的建设提供必要的数据参考。第二，安装机械设备。根据地下钻孔施工方案中制定的钻孔路线，将相关机械设备安装在预定开孔位置上，然后开挖入射作业坑，并做好必要的防护、支撑、加固及排水等工作，安装好钻孔设备。第三，钻孔施工。非开挖的施工环节主要分为两个环节：首先，以造斜潜入、开孔及保直潜入等施工为主的方向动土；其次，应根据工程建设要求严格控制开孔径，根据不同的等级要求扩孔，并对孔壁进行必要的加固、加厚，并完成回拉扩孔^[1]。

2.非开挖技术应用价值

所谓的非开挖技术就是在施工过程中，不需要对施工地区直接进行挖掘，而是利用先进的技术手段机机械设施，地下开挖，非开挖技术不仅可以被应用到市政工程地下排水管道电缆等的铺设施工中，还能实现维修地下管道及修改地下电缆线路等作业，与传统管道施工相比非开挖管道施工技术具有多方面优势。首先非开挖技术施工过程中可以通过机械设备实现管道的挖掘减少管道施工工人降低，管道挖掘，资金投入，其次非开挖技术可以不需要运用大型的挖掘设备，便于在狭窄地区及大陆地区进行施工，不会影响人们日常生活，最后运用非开挖技术挖掘的管道坑更精密，在提升管道称自身质量的同时，避开与建筑物的接触，保证管道的安装符合预期要求。非开挖施工技术在市政管道施工中运用可以取得良好的效果，但是，需要先进的非开挖设备进行配合，与其他发达国家相比，我国的非开挖施工技术还存在一定差距，近年来随着人们对非开挖施工技术认识的提高，都在探索非开挖施工技术在我国城市管道施工过程中应用，的具体措施，也取得了较好的效果。

3.非开挖技术的具体应用方式

3.1顶管施工技术

顶管施工技术首先挖掘工作坑，然后将顶进设备安装在工作坑内，利用设备产生的顶力将管道按设计坡度顶入土壤中，并将顶出的土方运走，还需要在两个工作坑内埋设工具管或挖掘机软管。具体施工方式包括人工顶管、水射流顶进和挤压顶进、机械加压等，具体施工时应根据施工现场的实际环境、管道的直径和长度、土壤质量、经济性等多种因素综合确认。目前在600mm～4000mm管道进行管线直线铺设、混凝土管道、黏土等情况下，大部分管道采用机械顶管施工。机械式顶管施工方法是目前管道工程施工中应用较广的非开挖技术，其中混凝土管道施工技术水平成熟度更高。

3.2牵管施工技术

近年来，在世界各国和建设行业中牵管技术的应用是十分普及的，特别是在环境保护、市政管道建设和大型跨江工程等方面显示出独特的优势。操作过程由计算机指导和测试，挖掘并设计相同曲线的孔，将管线从导向孔中穿过，完成整个工程的管道建设。牵管是地下管线常用的非开挖方法，它比顶管管道法更适用于管径较小的管道工程^[2]。这是因为转动惯量较小。牵管技术法适用于小直径，可用于长距离管道工程，这种工程容易产生长距离管压缩误差。施工前，采用埋管探测器对埋管进行检测，确定孔的位置和深度，保证孔的进入。地下管线和埋地管线的安全距离必须要符合设计标准。下水道通常不是金属水泥管，地下管道检测仪也不能检测。所以要详细确定污水管道走向、直径和深度，必要时用雷达进行调查。试验结果还表明，在地面上有效地避开了定向孔，保证了安全性。在进行施工时，首先探测棒插入导管的头部，导管的尖端与钢管相连。通过施加来自管道的压力将顶部推至地面。钻头可以是直的或弯曲的。此外，钻头通过障碍物、道路、河流、铁路等时，可调整钻头的方向，导向器可随时接收导向器的方向和深度。根据这些信息，转动导向器的头部，随时改变导向器的深度和方向，在地下形成一个圆形洞穴。防护罩内设有孔板中心线。一旦位形成，它将扩展、解锁位并接受位的旋转反转。良好的护壁、泥饼和泥球，良好的失水控制，以保证钻机的性能。根据地层的地质结构，泥浆是不同的。一旦钻孔完成，管道就连接到所需的长度。这样，可以关闭管道的两端，一端相连钻头，拖入孔洞，也就是说，我们已经完成了管道工程。

3.3夯管施工技术

具有与牵管施工技术完全相反的作业原理，该种施工技术是利用夯击设备产生的冲击力将管道直接夯到土壤中。夯管施工技术对施工环境土壤地质的要求较低，并且施工前准备工作也较为简单，只需要在需要敷设管道的区域中，每隔一段距离挖出机械作业必须的基坑即可。同时，夯管施工技术的设备也较为简单，主要包括航管管锤、发动机和空压机三个部分，即可高效地完成夯管施工作业。虽然应用夯管施工技术的设备构成较为简单，但对设备有较高的性能要求，需要夯击设备能结合施工要求的不同产生强大的冲击力，目前国内还未能对该类型设备进行大规模生产，行业内使用的设备也多为国外引进。夯管施工技术的操作流程是首先将钢管放置在预先挖好的基坑当中，利用夯锤击打钢管底部，在夯锤强大的冲击力作用下将钢管击入预设管道内^[3]。由于该种施工方法的施工前准备工作较为简单，没有对施工区域内的地质情况进行详细地勘察，使得管道在被夯击的过程中容易与土壤中的石块、障碍物等发生碰撞，在一定程度上制约了夯管施工技术的应用效果。为尽量规避施工中出现这一现象，行业内对夯管施工技术的操作流程提出了更严格的要求，通过隔断设置管坑的方式，最大化减少管道与障碍物的碰撞概率，使其获得更好的应用效果。

4.结束语

总而言之，开发这种非开挖技术也是我国建设行业发展的必然前进道路。首先，需要很多新的方法去实践和应用。其次，许多旧管道需要重建或建造，这个工程量是十分巨大和困难的。第三，这符合21世纪共同议程的目标，有利于环境保护。非开挖技术是一种高质量的施工质量，工程造价低，社会效益大，被广大施工人员所采用，也是推动行业发展的必然条件。

参考文献

[1]孔祥璞.浅谈非开挖顶管施工技术在市政管网工程中的应用[J].砖瓦世界,2020(8):29~30.

[2]田江友.非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用[J].名城绘,2020(2):1.

[3]王静.非开挖技术在市政给水管道施工中的应用浅析[J].建筑工程技术与设计,2020(19):2597.