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

韩晓刚

中国葛洲坝集团国际工程有限公司

摘要：市政工程是城市运行的基础工程，与城市居民的生活和生产密切相关，对城市的综合发展具有非常重要的拉动作用。管道工程是市政工程中的重要组成部分，工程具有施工周期长、工程量大、投入成本高、涉及人员和设备量大等多种施工特点，传统市政管道工程都是采用开挖式施工方式，不仅会影响周边的交通和商业活动，还会影响周边居民的正常生活。在我国建筑行业和建筑工艺不断发展的背景条件下，非开挖施工技术在市政管道工程建设中的应用范围越来越广，该种施工方式对道路表面的破坏很小，还能给地下管道一定防护，延长地下管道的使用寿命，具有很好的经济效益和社会效益。

关键词：非开挖施工技术；市政；管道；应用

引言

非开挖施工技术，也通常被称为非开挖地下管线施工技术，指在不影响地表架构完整性的前提下，综合使用多种施工技术，以高效完成地下管线的铺装、替换以及修复。非开挖施工技术相较于一般形式的开挖施工技术来说，有着非常大的技术优势，其中最显著的就是不会对附近居民日常的交通出行生活带来不利影响；对于部分特殊地段，无法采取开挖施工方法的话，就应该及时地采用非开挖施工技术，使得管线铺设工作更加顺利地开展，同时还能够灵活控制管线铺设的方向和埋置的深度。

一、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地勘测工作，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。

二、技术应用的价值

在当前阶段市政管道建设工作开展的过程中，由于非开挖施工技术有着效率高、周期短、成本低等优点，同时在施工过程中也不会对周围的环境带来较大的影响，因此得到了大范围的推广使用。该技术在实际应用的过程中，在保证市政管道施工质量的同时，还能让人们的正常工作和生活得到可靠的保障。例如，当市政管道施工面对一些无法挖掘的建筑以及管道施工区域时，就要通过非开挖技术的应用来实现管道的埋设施工，这样才能够使整个施工作业对周围环境的影响降至最低，同时还能有效防止因为施工造成的车辆通行效率减慢的问题产生。

三、非开挖施工技术在市政管道施工中的应用

3.1顶管施工准备工作

良好的开始是成功的一半，顶管施工亦是如此，在给排水项目施工准备工作中，最为重要的就是对施工现场进行勘测，完成平面布局等相关工作。总体平面布置工作比较烦琐，既包括施工中可能用到的起重装置以及自动控制装置等设备，还需要对注水系统、拌浆棚和拌浆材料、千斤顶、反力架等进行严格检查。在施工前期准备过程当中，还需要制定一个详细的施工规划，并预测可能出现的情况，制定出相应的应急方案。在施工之前，需要对现场的工作做一定的计划和梳理，包括要用到的工具、器械以及场地的设置、各种现代化的装置，提前做好准备工作。然后根据具体的施工情况，做好人员的调配和工作的调度，主要进行一些设备的安装，例如顶管机、发射架等，以保证施工顺利开展

3.2非开挖施工技术在市政给水管道施工中的应用

连接钻头，安装探头进行导向孔开挖。开孔时保持连续钻进至少2.5m，同时宜采用低转速、慢进尺进行试钻，掌握施工适应性能，保证人射角的准确和稳定。导向孔造斜钻进：调整钻头工具面向角，顶进结合钻进形成造斜段。造斜钻进要注意连续跟踪监控钻头仰角的变化在钻杆的最小曲率半径之内。导向孔保直钻进：造斜段完成即可开始导向孔直线段钻进。钻机给进速度较造斜段要快，并保持钻机匀速回转钻进，避免速度不均造成直线段不直。导向孔钻进就位，检查合格，可开始回拉扩孔。扩孔孔径设计：根据铺设管道的直径和根数综合确定成孔直径。成孔直径偏大或偏小都会影响施工正常进行和后期正常使用。如成孔直径偏大，敷设管道周围空间增大，钻孔周围土层无有效支撑易大落度坍塌造成路面下陷；成孔直径偏小，孔内土颗粒摩擦管壁，使拉管阻力增大，引起管连接段脱管，阻力过大会引起管道部分部位应力集中，造成管道变形。孔径设计完毕，不可一次性扩孔到位，可分级扩孔。扩孔及别由小到大，孔径一般为管道直径的1.2倍-1.5倍。为确保扩孔的孔径和稳定性，要不断注人和置换泥浆。泥浆在钻机旋转的带动下，挤压碰撞和摩擦孔壁，使泥浆更好的渗透到孔壁中，起到对孔壁的保护和稳定作用。最后进行回拉。拉管回拉力视管道材料有所不同，一要克服管道与孔壁摩擦力使之有效拔出，二要保证拉力不会造成管材断裂或变形。

3.3非开挖施工技术在市政污水管道施工中的应用

（1）扩径胀管工法是结合碎裂管法和插管法的特点，经改进实践而得。即采用碎裂管设备破碎或割裂原有管道，将原有管道碎片挤入土体形成管孔，采用新型液压胀管器，扩大管道管孔直径，同步拉入新管道的管道更新方法。（2）将胀管头拉到指定位置，通过提升机与铁链牵引胀管头，胀管头延原有管道轴向前行；同时驱动油缸带动胀管头动作、推动胀体间歇地张开与闭合，对原有管道施加径向扩张力将其破碎；定型轮将破碎的碎片压向周围的土层，保证新管道与位置匹配；新管道后面的液压顶管器对新管起到助推的作用，使新管顺利插入。从始发井开始，依次重复进行直到整个管线碎裂管工作完成。

结束语：

总而言之，在社会经济快速发展的推动下，现代化城市建设的速度将不断加快，市政道路埋管工程的施工数量也在不断增加，为了使施工质量和施工效率得到较大的提升，加强对施工技术的优化创新是非常必要的，对于传统的施工方法来说，不仅会影响到正常的交通出行，还会对施工人员的生命财产安全带来巨大的威胁，而非开挖技术的灵活运用，恰好能够使这样的问题得到有效的改变。因此，在未来的发展过程中，我们要给予非开挖施工技术的应用足够的重视，要能够在现有技术体系的基础上，进行进一步的研究，推动整个市政管道埋设行业的快速发展。

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