浅析非开挖施工技术在市政管道施工中的应用

李鹏飞

摘要：地下管线是城市供水系统的重要组成部分。在市政管道工程施工中得到了广泛应用，对提升城市基础建设质量和保护城市环境都具有重要的现实意义。基于此，本文对非开挖技术的重要意义以及非开挖施工技术在市政管道施工中的应用进行了分析。

关键词：市政管道;非开挖施工技术;实践;顶管法

1非开挖技术的重要意义

非开挖技术是管道施工采用岩土钻探技术。在原需要开挖的情况下，尽量不开挖或尽量少开挖。随着城市建设的提高，人们提出了越来越高的要求。传统的市政管道工程技术已经不能满足人们的需要。市政管道工程技术是不断变化的，但传统的开挖技术逐步被取代。而且占用较大空间，存在着影响城市交通和城市居民生活的缺陷，这是将被淘汰的开挖技术。在大多数情况下，非开挖技术存在着工期比较短，经济效益好，并具有一定的安全性等特点所以在城市的市政建设中被广泛的应用。尤其是像铁路、城市中心、名胜古迹、公路等不具备开挖条件或者不准开挖的地区，可以采用该方式来进行自来水管道、燃气管道、电力通讯、市政给排水等管道的安装铺设。

2非开挖施工技术在市政管道施工中的应用

2.1顶管法

顶管法最早出现在美国，是最早的非开挖管道施工技术，在市政管道的非开挖敷设中得到了广泛应用，其最适合用在直径为620～4200mm的管道工程中。在管道施工中使用最多的是密封机械式顶管施工方式，具体有两种施工方式，一种是泥水平衡式，另一种是土压平衡式。顶管施工选取的施工管材是钢筋混凝土管、钢管以及玻璃钢砂管等，其中钢筋混凝土管在顶管施工中的应用最为普遍。近年来，随着我国城市化进程的不断加快，城市建设的规模越来越大，市政管道施工也随之出现了很多问题与缺陷，因此很多施工企业选择顶管法进行实践施工，且该技术的应用效果良好，因此得到了广泛应用。

顶管法施工的优势主要有以下几点：控制精度高;可以在极深的地下铺设管道;不需要阻断交通;能穿越障碍物;施工所产生的噪声较小;对施工现场周边区域造成的影响小;可以安全地穿越公路、铁路;在城市中施工时，倘若地下水较为稀缺，或者管道埋深较浅，其经济性更好。不过该方式也并非全是优点，其缺点是要求工作井的深度要大，还要求地下管线曲率半径要大，如果中继站发生异常情况，那么需要用全气压来顶进。

在运用顶管法施工技术时，需要事先在管道的一端提前挖好工作坑，挖好之后在坑里安装导轨，一般情况下都是把导轨安装在木基础或者混凝土基础上，然后在导轨上设置管筒。除此之外，还要对顶管施工展开系统精确的测量工作，把握好管底高程、坡度和管道顶进中线的方向。施工时，要将一口已施工完毕的工作井当作出发点，并使用液压千斤顶为顶进供应水平推力，从预留置的洞口处将预制钢筋混凝土管一节一节地跟随工具管向土层推进，并且要不断挖掘管内的泥土，直到工具管顶进前方已经预先完工的接受井。

如果市政管道施工是在城区内距离较长且较为复杂的区域，那么除了顶管法施工技术，还应当加设一些辅助措施，例如使用激光纠偏、气压顶进、泥浆套润滑、中继站等措施。此外，在确定工作井的位置时，一定要全面考虑管道沿线路段的地质情况，当顶管长度达到一定量时，应尽量减少工作井的数目。同时要最大限度地将工作井设置在顶管中部，让工作井在施工时能够同时向左右两个方向进行顶管。

2.2原位换管法

原位换管法主要是将原有管道切碎或压碎，在原有管道路线基础上顶入新的管道，根据破碎原有管道及顶入新管道的方式不同，又可以分为吃管法与胀管法。吃管法采用隧道掘进机对原有管道进行破碎，并将碎片排出作业坑，然后顶入新的管道;而胀管法则是采用气动锤破碎原有管道，并将碎片压入土层当中，最后拉入新的管道。

胀管法的优势在于可以铺设与原有管径相同甚至超出原有管径的管道，成本费用较低，施工效率较高。但是其缺点是压入土层的碎片可能会对新管道保护层造成破坏。吃管法其实质上属于一种微型隧道铺管法，新顶入的管径要小于原有管径。

2.3牵管施工工艺

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。

2.4盾构法

盾构法也称微型隧道法。盾构可以同时完成挖掘管道、衬砌等工作。其一般由三大部分构成，即切削环、支撑环以及衬砌环，这三部分都有各自的用处与功能。切削环属于一种保护装置，能够有效提高机器设备操作的安全性。支撑环内部设置有千斤頂，能够推动整个装置。千斤顶的一端固定在切削环上，其主要的责任是令盾构向前移动。千斤顶收缩之后，就会留出衬砌环，衬砌环内部能够进行人工或者机械施工砌块，砌完一段之后，千斤顶会以砌好的砌块为依托，推着盾构向前移动，使其进入下一个环节的衬砌。

2.5冲击矛法

冲击矛采用的是压缩空气驱动，因其似矛体，则被称为冲击矛。一般主要由重型活塞与钢制外套构成，受气压作用的影响，矛体内活塞会作往复运动，进而冲击矛头，在此作用下矛头钻入土层并不断前进，最终成孔。需要铺设的管道则接在矛体后面，在成孔的过程中一次性铺入。

在实际施工过程中，受矛体和土层摩擦力及活塞运动冲击作用的影响，矛体向前的冲击力要远远大于回城反作用力，因此，冲击矛可在土层中自由移动，比较灵活。冲击矛铺管法的优势在于其施工简单易操作、成本低且效率高，一般用于管道直径不超过200mm、铺设长度不超过20m且土层含水量不高的市政管道工程当中。冲击矛带往复式凿头也可在含有砾石的土层当中使用。在部分特殊情况下，也使用这种方法铺设管径较大的管道，但不是一次性铺入，而是先采用冲击矛钻孔，然后采用钢丝绳、卷扬机及刮板等工具扩大孔径，最后铺设管道。

3结束语

综上所述，非开挖施工技术优势明显，尤其是在市政管线工程中，极为适用，可有效避免开挖城市路面，并且非开挖施工技术类型较多，无论是新管道铺设还是原有管道的修复，都能满足施工需求，适用范围较广。随着城市的发展，非开挖施工技术将在市政工程中获得广泛应用。

参考文献

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