非開(kāi)挖施工技術(shù)在市政管線建設(shè)中的應(yīng)用
來(lái)源：yulianzx.com 發(fā)布時(shí)間：2023-01-21
非開(kāi)挖施工技術(shù)在市政管線建設(shè)中的應(yīng)用
市政工程是城市運(yùn)行的基礎(chǔ)工程，與城市居民的生活生產(chǎn)密切相關(guān)，對(duì)城市的綜合發(fā)展起著非常重要的推動(dòng)作用。管道工程是市政工程的重要組成部分，具有建設(shè)周期長(zhǎng)、工程量大、投入成本高、涉及人員和設(shè)備多等施工特點(diǎn)。傳統(tǒng)的市政管線工程采用開(kāi)挖施工方式，不僅會(huì)影響周邊的交通和商業(yè)活動(dòng)，還會(huì)影響周邊居民的正常生活。在我國(guó)建筑業(yè)和施工技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，非開(kāi)挖施工技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于市政管線工程建設(shè)中。這種施工方法對(duì)路面破壞小，還能在一定程度上保護(hù)地下管線，延長(zhǎng)其使用壽命，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2非開(kāi)挖施工技術(shù)概述
非開(kāi)挖技術(shù)是利用先進(jìn)的巖土鉆探技術(shù)和設(shè)備，改變傳統(tǒng)管道施工中大規(guī)模開(kāi)挖土壤的方式，通過(guò)導(dǎo)向和定向鉆孔的方式完成地下管道的更換、鋪設(shè)和修復(fù)，不會(huì)影響施工環(huán)境周?chē)慕煌ā⒅脖弧⑸虡I(yè)和居民的正常生活，具有良好的社會(huì)效益。常用的施工方法有水平定向鉆法、頂管法、微型隧道法等。施工步驟通常是以下三個(gè)步驟。
首先，調(diào)查施工前要做細(xì)致的調(diào)查，包括施工環(huán)境的土質(zhì)情況，周邊管線的布置，周邊建筑物、構(gòu)筑物的施工等。，然后根據(jù)市政管線的施工要求和勘測(cè)結(jié)果，制定科學(xué)的地下鉆探施工方案，為市政管線施工提供要的數(shù)據(jù)參考。
二，安裝機(jī)械設(shè)備。根據(jù)井下鉆孔施工方案中制定的鉆孔路線，在預(yù)定的開(kāi)口位置安裝相關(guān)機(jī)械設(shè)備，然后開(kāi)挖事故作業(yè)坑，做好要的防護(hù)、支護(hù)、加固和排水，安裝鉆孔設(shè)備。
第三，鉆孔施工。非開(kāi)挖施工環(huán)節(jié)主要分為兩個(gè)環(huán)節(jié):一是斜潛、開(kāi)孔、直潛施工是破土的主要方向；其次，根據(jù)工程施工要求嚴(yán)格控制開(kāi)孔直徑，根據(jù)不同等級(jí)要求擴(kuò)大
孔，要時(shí)加固加厚孔壁，完成擴(kuò)孔。
3非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值
首先，與傳統(tǒng)的市政管線挖掘技術(shù)相比，非開(kāi)挖技術(shù)主要是利用先進(jìn)的鉆孔機(jī)械設(shè)備在地下環(huán)境中進(jìn)行鉆孔和鋪設(shè)管線，較少依賴人力和大型挖掘設(shè)備，可以大大降低人工成本和設(shè)備租賃成本，減少資金投入，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
其次，非開(kāi)挖技術(shù)由于在施工中不使用大型挖掘設(shè)備，可以大大提高施工的靈活性，即使在狹窄的環(huán)境中也可以進(jìn)行，Z大限度地減少了對(duì)周?chē)用裾Ｉ畹挠绊懀哂辛己玫纳鐣?huì)效益。
Z后，在市政管線施工中采用非開(kāi)挖施工技術(shù)，可以得到更準(zhǔn)確的管線坑，大大提高市政管線施工質(zhì)量，避免與周?chē)ㄖ锝佑|，確保管線施工符合設(shè)計(jì)要求。
非開(kāi)挖技術(shù)不僅可用于市政工程中地下給排水管道的鋪設(shè)、維修和更換，還可用于地下電纜線路的改造，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。然而，非開(kāi)挖技術(shù)的使用高度依賴挖掘設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的非開(kāi)挖技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到一個(gè)成熟的水平，離成熟國(guó)家還有很大差距。但發(fā)展中國(guó)家對(duì)非開(kāi)挖技術(shù)重要性的認(rèn)識(shí)在不斷提高，我國(guó)對(duì)非開(kāi)挖技術(shù)的研究也在不斷深入，在市政工程中的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。
4非開(kāi)挖技術(shù)的具體應(yīng)用方式
4.1頂管施工技術(shù)首先開(kāi)挖工作坑，然后在工作坑內(nèi)安裝頂進(jìn)設(shè)備。利用設(shè)備產(chǎn)生的頂推力將管道按設(shè)計(jì)坡度頂進(jìn)土中，將頂出的土方運(yùn)走。還需要在兩個(gè)工作坑中埋設(shè)工具管或挖掘機(jī)軟管。具體施工方法有人工頂管、水射流頂進(jìn)和擠壓頂進(jìn)、機(jī)械加壓等。具體施工要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境、管道的直徑和長(zhǎng)度、土質(zhì)、經(jīng)濟(jì)等因素綜合確定。目前大部分管道在直線敷設(shè)、混凝土管、粘土的條件下，600mm~4000mm管道采用機(jī)械頂管施工。機(jī)械頂管施工法是目前管道工程施工中廣泛采用的非開(kāi)挖技術(shù)，其中混凝土管道施工技術(shù)較為成熟。
4.2頂管施工的施工原則施工開(kāi)始后，先在管道一側(cè)挖一口井，在挖好的基坑內(nèi)安裝導(dǎo)軌。
通常情況下，軌道會(huì)安裝在木材或混凝土技術(shù)上，管道會(huì)安裝在軌道上此外，頂管施工測(cè)量應(yīng)提前做好，以獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)嚴(yán)格控制頂管的中線、標(biāo)高和坡度。用液壓千斤頂將預(yù)制好的鋼筋混凝土管推入土中，保持工具管以水平推力為核心。鋼筋混凝土管道推入土中前，應(yīng)對(duì)管道表面和內(nèi)部進(jìn)行充分清理，確保內(nèi)部無(wú)雜質(zhì)，并在管道推入過(guò)程中及時(shí)排出進(jìn)入管道的泥土，直至頂管作業(yè)完成。頂管施工過(guò)程中，廢渣分為干渣和濕渣，應(yīng)根據(jù)廢渣的不同類(lèi)型進(jìn)行處理和預(yù)防。如果地形距離較長(zhǎng)或復(fù)雜程度較高，須采用吊裝施工方法，并輔以要的綠色建材保護(hù)措施，如泥漿夾套潤(rùn)滑、激光校正等，以保證施工質(zhì)量。在頂管施工中，不僅要詳細(xì)勘察施工環(huán)境，還要綜合考慮井筒沿線的地質(zhì)條件。在保證頂管滿足長(zhǎng)度要求的前提下，盡可能減少工作井和接收井的數(shù)量，減少工程量，減少開(kāi)挖工作井對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。施工時(shí)，施工井應(yīng)盡可能設(shè)置在頂管的中部，以方便施工時(shí)的移動(dòng)。
4.3頂管施工技術(shù)隨著非開(kāi)挖技術(shù)的不斷發(fā)展，頂管施工技術(shù)在建筑行業(yè)
的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，特別是在大型過(guò)江工程、市政管線工程、環(huán)境保護(hù)等方面的施工，都凸顯了其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[4]。這種施工方法是通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行引導(dǎo)和測(cè)試，用相同的曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)和挖洞，將管道移出引導(dǎo)孔，從而完成整個(gè)管道工程的施工。目前，頂管施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于地下管道施工中。與頂管施工方法相比，這種施工方法由于慣性矩較小，對(duì)于管徑較小的管道工程施工效果更好。因此，拔管施工技術(shù)多用于長(zhǎng)距離、小管徑等特點(diǎn)的管道工程的施工中，因?yàn)檫@類(lèi)工程容易因距離長(zhǎng)而出現(xiàn)管道壓縮誤差。
4.4拔管施工工藝拔管施工需要在施工前用埋管探測(cè)儀探測(cè)埋管位置，確定
孔洞的深度和位置，確保孔洞能按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)入[5]。要嚴(yán)格控制埋地管線與地下管線的安全距離，確保符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而排水、下水管道一般都是非金屬水泥做的，探測(cè)器探測(cè)不到。所以，如果要確定排水管道的直徑、深度和走向，就需要雷達(dá)進(jìn)行輔助探測(cè)。通過(guò)雷達(dá)輔助探測(cè)，還可以避免拔管施工時(shí)碰到地面的定向孔，保證施工安全。詳細(xì)的施工過(guò)程是將探頭放在導(dǎo)管末端，將鋼管連接在導(dǎo)管端，然后通過(guò)管道對(duì)導(dǎo)管施加壓力，使導(dǎo)管帶動(dòng)管道鉆出地面。安裝在導(dǎo)管端的鉆頭沒(méi)有特殊的形狀要求，彎鉆和豎鉆都可以。鉆頭上的導(dǎo)向器可以隨時(shí)獲得鉆孔的深度和方向，便于鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到公路、河流、鐵路或障礙物時(shí)及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)方向。如果需要向前調(diào)整鉆頭的深度和方向，可以通過(guò)調(diào)整導(dǎo)向頭的方向來(lái)完成，這樣就可以在地下形成一個(gè)圓形的洞穴。孔板的中線位于保護(hù)罩內(nèi)。倉(cāng)位一旦形成，就會(huì)擴(kuò)張解鎖倉(cāng)位，接受倉(cāng)位的旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。不同施工環(huán)境的土質(zhì)情況不同，鉆孔時(shí)產(chǎn)生的泥漿也不同。因此，應(yīng)科學(xué)控制失水，采取護(hù)壁措施。鉆孔完成后，管道也連接到要求的長(zhǎng)度，即兩端的管道可以合攏，與鉆頭連接并拖入鉆孔，管道工程的施工就完成了。
4.5拔管施工技術(shù)特點(diǎn):拔管施工技術(shù)在施工過(guò)程中不會(huì)影響地面交通，也不會(huì)
大規(guī)模影響居民的正常生活，有效改善了傳統(tǒng)市政管線施工對(duì)周邊居民的影響[6]。管簽施工技術(shù)能有效處理長(zhǎng)距離電弧波，滿足地下切屑埋深的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，該施工工藝不會(huì)影響河道的通航，施工過(guò)程中不會(huì)破壞河道兩側(cè)的河床結(jié)構(gòu)。對(duì)施工時(shí)間沒(méi)有限制和要求。與傳統(tǒng)的開(kāi)挖施工技術(shù)相比，工程量大大減少，工程周期短，安全系數(shù)高，成功概率高。與其他施工技術(shù)相比，頂管施工技術(shù)具有進(jìn)場(chǎng)速度快、施工效率高、開(kāi)挖面積小、施工成本低等優(yōu)點(diǎn)。
4.6夯管施工工藝夯管施工工藝與拔管施工工藝的工作原理完全相反。
這種施工技術(shù)是利用夯具產(chǎn)生的沖擊力將管道直接夯入土中[7]。夯管施工技術(shù)對(duì)施工環(huán)境的土質(zhì)地質(zhì)要求低，施工前的準(zhǔn)備工作
也比較簡(jiǎn)單。只需要在需要鋪設(shè)管道的區(qū)域，每隔一段時(shí)間挖出機(jī)械作業(yè)所需的基坑。同時(shí)，夯管施工工藝的設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，主要包括三個(gè)部分:風(fēng)管錘、發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)，可以有效的完成夯管施工。采用夯管施工技術(shù)的設(shè)備雖然結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但對(duì)設(shè)備的性能要求較高，需要夯管設(shè)備結(jié)合不同的施工要求產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力。目前該類(lèi)型設(shè)備在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有量產(chǎn)，行業(yè)內(nèi)使用的大部分設(shè)備都是從國(guó)外進(jìn)口的。
4.7夯管施工工藝的操作流程夯管施工工藝的操作流程是，首先將鋼管放入預(yù)先挖好的
基坑內(nèi)，用夯錘將鋼管底部錘實(shí)，在夯錘的強(qiáng)沖擊下將鋼管打入預(yù)設(shè)的管道內(nèi)[8]。由于這種施工方法施工前的準(zhǔn)備工作比較簡(jiǎn)單，對(duì)施工區(qū)域的地質(zhì)條件沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，在夯擊過(guò)程中管道容易與土壤中的巖石和障礙物發(fā)生碰撞，在一定程度上制約了夯管施工技術(shù)的應(yīng)用效果。為了在施工中盡量避免這種現(xiàn)象，業(yè)內(nèi)對(duì)夯管施工工藝的操作流程提出了更嚴(yán)格的要求。通過(guò)分區(qū)設(shè)置管坑，Z小化了管道與障礙物的碰撞概率，取得了較好的應(yīng)用效果。
5結(jié)論
綜上所述，非開(kāi)挖技術(shù)在市政工程管道施工中具有諸多優(yōu)勢(shì)，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)提升我國(guó)市政工程建設(shè)水平具有重要意義。但國(guó)內(nèi)非開(kāi)挖技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距，相關(guān)設(shè)備需要從發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口，一定程度上增加了施工成本。相關(guān)人員應(yīng)加大非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用研究，根據(jù)工程實(shí)際情況靈活選擇不同的非開(kāi)挖技術(shù)手段，提高市政管線施工質(zhì)量，促進(jìn)城市快速發(fā)展。
