城市地下管线非开挖施工探究

城市地下管线非开挖施工探究

王勇

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 安徽 合肥 230088

摘要：随着城市化进程的加快，城市基础设施建设的需求日益增长，尤其是在地下管线的铺设和维护方面，需要进行高效施工。文章基于非开挖施工技术，提出了施工前的准备工作、施工中的控制因素、施工后的验收标准等施工要点，不仅可以使得施工速度更快，工期更短，提高了施工效率，还能够减少对城市交通的影响，提高交通效率。

关键词：城市地下管线；非开挖；施工要点

引言：传统的开挖施工方法虽然技术成熟，但在施工中需要封闭道路，严重影响城市交通，导致交通拥堵和出行不便。所以，就要采用非开挖施工技术，在不开挖或少开挖地表的情况下，通过使用各种先进的施工设备和技术，完成地下管线的铺设、修复和更换的施工方法。非开挖施工减少了对城市美观和居民生活质量的影响，提高了社会满意度。

1.地下管线非开挖施工优势

非开挖施工通常只需要在施工点设置较小的工作井，不需要大面积封闭道路，从而减少对交通的干扰。非开挖施工速度快，可以显著缩短施工周期，减少对交通的长期影响。而且非开挖施工过程中产生的噪音和尘土较少，对周边居民和环境的影响较小，不需要大面积开挖地面，可以有效保护地表植被和景观，减少对环境的破坏。非开挖施工主要依靠机械设备，减少了人工操作的危险性，不需要开挖大面积的沟槽，也就减少了塌方和土方滑坡的风险。在施工中通过先进的探测技术和精确的施工控制，可以有效避免对现有地下管线的损坏[1]。非开挖施工不需要大面积开挖土方，可以显著降低土方开挖和回填的费用，对地面的破坏较小，减少了地面修复的费用。由于对交通的影响较小，减少了交通管理和疏导的费用。使用先进的导向钻进技术，可以精确控制钻孔的轨迹，确保管道铺设的准确性和稳定性。通过地质雷达、传感器等设备，实时监测施工过程中的地质变化和管道位置，确保施工的精确性和安全性。

2.城市地下管线非开挖施工要点

2.1施工前的准备工作

城市地下管线非开挖施工是一种先进的施工技术，可以在不破坏地面的情况下进行地下管线的铺设、修复和更换，施工前的准备工作是确保施工顺利进行和工程质量的重要环节。要先了解施工区域的地质条件，包括土壤类型、地下水位、岩层分布等。通过地质雷达、探地雷达等技术手段，详细调查施工区域内的现有地下管线分布情况，避免施工过程中对现有管线的损坏。评估施工区域周边的建筑物、交通状况、绿化带等环境因素，制定相应的保护措施。根据项目背景和地质条件，制定详细的施工方案，包括施工方法、设备选型、施工步骤等，制定应急预案，包括应对突发情况的措施和救援方案。其次，选择适合项目需求的非开挖设备，如水平定向钻机、顶管机、微型隧道掘进机等。准备地质雷达、探地雷达、水平导向仪等检测设备，用于施工前的现场勘查和施工过程中的监测。也要选择符合工程要求的管材，包括材质、规格、性能等。准备用于注浆的材料，如水泥浆、化学浆液等，确保其质量和性能符合施工要求。最后，对施工人员进行技术培训，确保他们熟悉非开挖施工的工艺流程和操作规范，进行安全教育培训，提高施工人员的安全意识和应急处理能力。组建项目管理团队，明确各成员的职责和分工，聘请具有丰富经验的技术顾问，提供技术支持和指导。在现场准备中，需要对施工区域进行详细的现场踏勘，记录地形地貌、地下管线分布等信息。根据设计图纸，进行测量放线，确定施工起点、终点和关键点的位置。布置临时道路，确保施工设备和材料的顺利进出。布置临时水电设施，确保施工现场的水电供应。设置安全围挡，确保施工现场的安全和秩序。通过在施工前进行多方面的准备工作，可以有效减少施工风险，提高施工效率和工程质量。

2.2施工中的控制因素

2.2.1定向钻拖拉管

定向钻进技术通过先进的导向系统和钻进设备，可以在复杂的地质条件下实现精确的钻孔，确保管道铺设的准确性和稳定性。通过地质雷达、地质钻探等手段，详细了解施工区域的土壤类型、地下水位、岩层分布等条件。然后使用管线探测仪等设备，探测并标记出施工区域内现有的地下管线，避免在施工过程中对其造成损坏。根据地质勘察和管线探测的结果，设计钻孔的轨迹，轨迹设计应考虑管线的走向、深度、曲线半径等因素，进而保证钻孔的可行性和安全性。接下来，要启动导向钻机，通过导向探头和地面接收器的配合，精确控制钻头的走向，钻出一条导向孔，导向孔的直径通常较小，一般为100-200mm。在钻导向孔的过程中，通过地面接收器实时监测钻孔的轨迹，确保钻孔的准确性和稳定性。使用扩孔器等扩孔工具对导向孔进行扩孔，使其达到设计的直径，扩孔工具通常安装在钻杆的前端，通过旋转和推进的方式将导向孔扩大。根据钻孔深度和地质条件，分段进行扩孔，确保扩孔的稳定性和安全性。最后，将需要铺设的管道安装在钻杆的前端，通过钻机的回拖力将管道拖入扩孔后的钻孔中。在回拖过程中，通过地面接收器实时监测管道的走向和位置，确保管道的准确性和稳定性。在施工前，通过地质勘察和管线探测，识别出地下障碍物的位置和类型。根据障碍物的位置和类型，调整钻孔的轨迹，绕过障碍物，保证钻孔可以顺利进行。

2.2.2顶管

顶管的起点和终点分别设置工作坑，工作坑的尺寸应满足顶管机的安装和操作要求，对工作坑进行支护，确保工作坑的稳定性和安全性[2]。工作坑通常采用沉井工艺，在井内安装顶管机，保证顶管机的运行更加稳定和准确，安装导向装置，确保顶管机的顶进方向符合设计要求。启动顶管机，将预制的管段逐段顶入地下，顶进过程中，通过导向装置和控制系统实时监测顶管的轨迹，使得顶管施工更加准确和稳定。根据地质条件和顶管深度，分段进行顶进，每顶进一段管段后，进行接头处理，保证管段之间的连接更加紧密。

在顶进过程中，通过地面监测设备实时监测顶管的轨迹、顶进力、顶进速度等参数，确保顶管的顺利进行，根据监测数据，及时调整顶管机的顶进方向，使得顶管的轨迹符合设计要求。当顶管机到达终点工作坑时，停止顶进，完成顶管施工，在终点工作坑内，将最后一段管段与已顶进的管段连接，保证了管道的连续性和密封性。

2.3施工后的验收工作

第一，施工质量验收。检查管线的实际位置与设计图纸的偏差，确保偏差在允许范围内，测量管线的标高，保证标高符合设计要求。检查管线连接处的焊接或接口质量，确保无渗漏、无裂纹。对管线进行水压试验或气压试验，检查管线的密封性能，确保无泄漏。核对所用管材的材质是否符合设计要求，检查材质证书和检测报告，测量管材的规格尺寸，确保符合设计要求[3]。

第二，技术指标验收。检查水平定向钻进的轨迹偏差，确保偏差在允许范围内。检查钻孔的直径、深度和光滑度，确保钻孔质量符合要求。测量顶管的长度，确保符合设计要求，检查顶管的轴线偏差，保证偏差在允许范围内。检查微型隧道掘进的轨迹偏差，使其偏差在允许范围内。同时也要检查掘进面的平整度和稳定性，确保掘进质量符合要求。

第三，安全性能验收。检查管线的结构强度，确保管线在使用过程中不会发生断裂或变形。检查管线的防腐处理情况，保证防腐层完整无损。检查施工区域的恢复情况，确保地面、道路、绿化带等恢复到原貌。检查施工区域的安全标识是否完整，确保安全警示标志清晰可见。

结论：综上所述，对城市地下管线非开挖施工技术进行优化分析，不仅可以减少对城市交通的影响，还会降低对环境的影响，并延长管道使用寿命。在进行技术分析中，分别对施工前、施工中、施工后的技术要点进行优化，提高施工效率，并有效增强工程质量。

参考文献：

[1]江永安,刘新朋,胡晓辉.非开挖顶管施工技术在前坪灌区穿越北汝河工程的应用[J].海河水利,2024,(05):97-100+110.

[2]郭威丽.非开挖铺设地下管线工程技术研究[J].中国设备工程,2021,(04):224-225.

[3]纪广,柯友青,曹一多.市政管道施工中既有管线保护技术应用研究[J].施工技术,2020,49(13):106-108.