隨著我國城市化進(jìn)程不斷加速，城市中人口數(shù)量不 斷增加，在大幅促進(jìn)城市經(jīng)濟增長的同時，也給城市的市政工程 帶來極大的運行壓力。市政管道工程是城市現(xiàn)代化建設(shè)中不可 或缺的基礎(chǔ)設(shè)施之一，在城市日常用水、防洪、排澇中都發(fā)揮著 非常重要的作用。

但無論是新管道的鋪設(shè)還是舊管道的修復(fù)， 都會在一定程度上影響施工位置原有的交通、商業(yè)活動和居民 的正常生活。近年來，隨著非開挖技術(shù)在市政管道施工中的應(yīng) 用不斷加深，有效地改善了以上相關(guān)問題帶來的影響。基于此， 本文對非開挖施工技術(shù)進(jìn)行概述，并對其在市政管道施工中的 應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，旨在為相關(guān)人員提供參考。

1 引言

市政工程是城市運行的基礎(chǔ)工程，與城市居民的生活和生 產(chǎn)密切相關(guān)，對城市的綜合發(fā)展具有非常重要的拉動作用。管 道工程是市政工程中的重要組成部分，工程具有施工周期長、工 程量大、投入成本高、涉及人員和設(shè)備量大等多種施工特點，傳 統(tǒng)市政管道工程都是采用開挖式施工方式，不僅會影響周邊的 交通和商業(yè)活動，還會影響周邊居民的正常生活。在我國建筑 行業(yè)和建筑工藝不斷發(fā)展的背景條件下，非開挖施工技術(shù)在市 政管道工程建設(shè)中的應(yīng)用范圍越來越廣，該種施工方式對道路 表面的破壞很小，還能給地下管道一定防護(hù)，延長地下管道的使 用壽命，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 非開挖施工技術(shù)概述

非開挖技術(shù)是利用先進(jìn)的巖土鉆掘技術(shù)和設(shè)備，改變傳統(tǒng) 管道施工中需要大面積開挖土體的方式，通過導(dǎo)向、定向鉆進(jìn)等 方式盡量不開挖或少開挖，完成對地下管線的更換、敷設(shè)和修復(fù) 等工作，不會對施工環(huán)境周邊的交通、植被、商業(yè)和居民的正常 生活產(chǎn)生影響，具有較好的社會效益。常用的施工方法包括水 平導(dǎo)向鉆進(jìn)法、頂管法、微型隧道法等，施工步驟通常為以下 三步。

***，勘測。施工前需做好***且詳細(xì)地勘測工作，勘測內(nèi) 容包括施工環(huán)境的土壤情況、周圍管線排布情況、周邊建筑及構(gòu) 筑物的建設(shè)情況等，然后結(jié)合市政管道的建設(shè)需求和勘測結(jié)果 制定科學(xué)的地下鉆孔施工方案，為市政管道的建設(shè)提供必要的 數(shù)據(jù)參考。

第二，安裝機械設(shè)備。根據(jù)地下鉆孔施工方案中制定的鉆 孔路線，將相關(guān)機械設(shè)備安裝在預(yù)定開孔位置上，然后開挖入射 作業(yè)坑，并做好必要的防護(hù)、支撐、加固及排水等工作，安裝好鉆 孔設(shè)備。

第三，鉆孔施工。非開挖的施工環(huán)節(jié)主要分為兩個環(huán)節(jié):首 先，以造斜潛入、開孔及保直潛入等施工為主的方向動土;其次， 應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)要求嚴(yán)格控制開孔徑，根據(jù)不同的等級要求擴孔，并對孔壁進(jìn)行必要的加固、加厚，并完成回拉擴孔。

3 非開挖技術(shù)的應(yīng)用價值

首先，與傳統(tǒng)市政管道的開挖技術(shù)相比，非開挖技術(shù)主要是 利用先進(jìn)的鉆孔機械設(shè)備在地下環(huán)境中鉆孔并敷設(shè)管道，對人工和大型挖掘設(shè)備的依賴性較小，能極大程度地減少人工成本 和設(shè)備租用成本，減少資金投入，獲得更好的經(jīng)濟效益。

其次，非開挖技術(shù)在施工中由于不會使用大型的挖掘設(shè)備， 施工的靈活性大幅提升，即便在狹窄的環(huán)境中也能進(jìn)行施工，*** 大化減少對周邊居民正常生活的影響，具有良好的社會效益。

***后，在市政管道施工中采用非開挖施工技術(shù)，能得到精密 程度更好的管道坑，大幅提升市政管道的建設(shè)質(zhì)量，還能避免與 周圍建筑物產(chǎn)生接觸，確保管道的建設(shè)符合設(shè)計要求[1]。

非開挖技術(shù)不僅能用于市政工程地下給排水管道的敷設(shè)、 修復(fù)、更換等，還能用于修改地下電纜線路等工作，具有良好的 應(yīng)用價值[2]。但是，非開挖技術(shù)的使用對開挖設(shè)備的依賴性較 強，目前國內(nèi)建筑行業(yè)中的非開挖技術(shù)并未達(dá)到成熟水平，與技 術(shù)成熟國家相比還有很大不足。但發(fā)展中國家對非開挖技術(shù)重 要性的認(rèn)識不斷提升，國內(nèi)對非開挖技術(shù)的研究也不斷深入，在 市政工程中的應(yīng)用范圍也不斷擴大。

4 非開挖技術(shù)的具體應(yīng)用方式

4.1 頂管施工技術(shù) 頂管施工技術(shù)首先挖掘工作坑，然后將頂進(jìn)設(shè)備安裝在工作坑內(nèi)，利用設(shè)備產(chǎn)生的頂力將管道按設(shè)計坡度頂入土壤中，并 將頂出的土方運走，還需要在兩個工作坑內(nèi)埋設(shè)工具管或挖掘 機軟管。具體施工方式包括人工頂管、水射流頂進(jìn)和擠壓頂進(jìn)、 機械加壓等，具體施工時應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的實際環(huán)境、管道的直 徑和長度、土壤質(zhì)量、經(jīng)濟性等多種因素綜合確認(rèn)。目前在 600mm~4000mm 管道進(jìn)行管線直線鋪設(shè)、混凝土管道、黏土等 情況下，大部分管道采用機械頂管施工。機械式頂管施工方法 是目前管道工程施工中應(yīng)用較廣的非開挖技術(shù)，其中混凝土管 道施工技術(shù)水平成熟度更高。

4.2 頂管施工的施工原理 施工開始后首先在管道側(cè)挖井，在挖出的基坑中安裝導(dǎo)軌。通常情況會在木材或混凝土技術(shù)上安裝軌道，管道則安裝在軌 道上[3]。另外，應(yīng)預(yù)先做好充分的頂管施工測量工作，得到精確 的測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)對頂管的中心線、標(biāo)高、坡度等進(jìn) 行嚴(yán)格的控制。將預(yù)制好的鋼筋混凝土管利用液壓千斤頂推入 土壤中，并以水平推力為核心保留工具管。在將鋼筋混凝土管 道推入土壤之前，應(yīng)充分清理管道表面和內(nèi)部，保證內(nèi)部無雜 物，在管道推入的過程中，及時排出進(jìn)入管道中的土壤，直至完 成頂管作業(yè)。在頂管施工過程中產(chǎn)生的廢渣分為干渣和濕渣， 應(yīng)根據(jù)廢渣種類的不同采用針對性的處理防治。若施工地形距 離較長或復(fù)雜程度較高，必須采用吊裝的施工方式，應(yīng)輔以必要綠色環(huán)保建材的保護(hù)措施，如泥漿夾套潤滑、激光校正等，保證施工質(zhì)量。在 頂管施工作業(yè)中，不僅要對施工環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的勘測，還應(yīng)將井 筒沿線的地質(zhì)情況納入綜合考量因素當(dāng)中。在保證頂管符合長 度要求的前提下，可盡量減少工作井和接收井的數(shù)量，減少工程 量，減少開挖工作井對周邊環(huán)境的影響。施工中盡量將施工井 設(shè)置在頂管中間部分，以方便施工中對其進(jìn)行移動。

4.3 牽管施工技術(shù) 隨著非開挖技術(shù)的不斷發(fā)展，牽管施工技術(shù)在建筑行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用范圍不斷擴大，尤其是在建設(shè)大型跨江工程、市政管道工 程、環(huán)境保護(hù)等方面，都凸顯出其特有的技術(shù)優(yōu)勢[4]。該種施工 方式是在施工中通過計算機進(jìn)行指導(dǎo)和測試，設(shè)計并挖掘曲線 相同的孔，將管線從導(dǎo)向孔中遷出，從而完成整個管道工程的施 工。牽管施工技術(shù)目前在地下管線的施工中應(yīng)用范圍非常廣， 與頂管施工法相比，該種施工方法由于轉(zhuǎn)動慣量較小，對管徑較 小的管道工程來說具有更好的施工效果。因此，牽管施工技術(shù) 多用于具有長距離、小直徑施工特點的管道工程施工當(dāng)中，因該 類工程容易因距離過長出現(xiàn)管壓縮誤差。

4.4 牽管施工工藝 牽管施工需要在施工前用埋管探測器檢測埋管位置，確定孔的深度和位置，確?？啄馨凑赵O(shè)計方案進(jìn)入。需嚴(yán)格控制埋 地管線和地下管線的安全距離，確保其符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。但排水 下水管道通常采用非金屬水泥材質(zhì)，探測器無法對其進(jìn)行檢測， 因此，若想確定排水管道的直徑、深度及走向，需要雷達(dá)進(jìn)行輔 助檢測，通過雷達(dá)輔助檢測還能在牽管施工過程中避免接觸地 面定向孔，確保安全施工。詳細(xì)施工流程是將探測棒上襦導(dǎo)管 端部，將鋼管連接導(dǎo)管***，然后通過管道向?qū)Ч苁┘訅毫?，?導(dǎo)管帶動管道鉆出地面。對安裝在導(dǎo)管***的鉆頭無特殊形狀 要求，彎曲或豎直鉆頭都可使用，鉆頭上的導(dǎo)向器能隨時獲取鉆 孔的深度和方向，方便鉆頭在開孔的過程中遇到道路、河流、鐵 路或障礙物時對其鉆孔方向進(jìn)行及時的調(diào)整。若需調(diào)整鉆頭前 進(jìn)的深度和方向，可通過調(diào)整導(dǎo)向器頭部方向的方式完成，使其 在地下形成一個圓形洞穴。防護(hù)罩內(nèi)設(shè)有孔板中心線，一旦位 形成，它將擴展、解鎖位并接受位的旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。不同的施工環(huán)境 中土壤的情況各有不同，鉆孔過程中產(chǎn)生的泥漿也有所區(qū)別，應(yīng) 科學(xué)地控制失水情況，做好護(hù)壁措施。鉆孔在完成后，管道也連 接到需要建設(shè)的長度，即可關(guān)閉兩端管道，將其與鉆頭相連拖入 鉆孔中，即完成管道工程的施工。

4.5 牽管施工技術(shù)的特點 牽管施工技術(shù)在施工中不會對地面交通產(chǎn)生影響，也不會大規(guī)模開挖影響居民的正常生活，有效改善了傳統(tǒng)市政管道工 程在施工中給周邊居民帶來的影響[6]。簽管施工技術(shù)能有效處 理長距離電弧波，滿足地下巖屑埋深的設(shè)計需求。同時，該種施 工技術(shù)也不會對河道通航造成影響，施工過程中不會對兩岸的 河床結(jié)構(gòu)造成破壞，沒有對施工時間的***與要求，工程量與傳 統(tǒng)開挖式施工技術(shù)相比大幅減少，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，牽管施工技術(shù)具有進(jìn)入現(xiàn)場 快、施工效率高、 開挖面積小、施工成本低等諸多優(yōu)點。

4.6 夯管施工技術(shù) 夯管施工技術(shù)具有與牽管施工技術(shù)完全相反的作業(yè)原理，該種施工技術(shù)是利用夯擊設(shè)備產(chǎn)生的沖擊力將管道直接夯到土 壤中[7]。夯管施工技術(shù)對施工環(huán)境土壤地質(zhì)的要求較低，并且施工前準(zhǔn)備工作也較為簡單，只需要在需要敷設(shè)管道的區(qū)域中，每 隔一段距離挖出機械作業(yè)必須的基坑即可。同時，夯管施工技 術(shù)的設(shè)備也較為簡單，主要包括航管管錘、發(fā)動機和空壓機三個 部分，即可***地完成夯管施工作業(yè)。雖然應(yīng)用夯管施工技術(shù) 的設(shè)備構(gòu)成較為簡單，但對設(shè)備有較高的性能要求，需要夯擊設(shè) 備能結(jié)合施工要求的不同產(chǎn)生強大的沖擊力，目前國內(nèi)還未能 對該類型設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，行業(yè)內(nèi)使用的設(shè)備也多為國外引進(jìn)。

4.7 夯管施工技術(shù)操作流程 夯管施工技術(shù)的操作流程是首先將鋼管放置在預(yù)先挖好的基坑當(dāng)中，利用夯錘擊打鋼管底部，在夯錘強大的沖擊力作用下 將鋼管擊入預(yù)設(shè)管道內(nèi)[8]。由于該種施工方法的施工前準(zhǔn)備工 作較為簡單，沒有對施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)地勘察，使 得管道在被夯擊的過程中容易與土壤中的石塊、障礙物等發(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。為盡量1*3*1+19-10/29+7-3規(guī)避施工中出現(xiàn)這一現(xiàn)象，行業(yè)內(nèi)對夯管施工技術(shù)的操作流程 提出了更嚴(yán)格的要求，通過隔斷設(shè)置管坑的方式，***大化減少管 道與障礙物的碰撞概率，使其獲得更好的應(yīng)用效果。

5 結(jié)語

綜上所述，非開挖技術(shù)在市政工程管道施工中具有諸多優(yōu) 勢，并且具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益，對促進(jìn)我國市政工程 的建設(shè)水平來說具有非常重要的意義。但是目前國內(nèi)非開挖技 術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距，并且相關(guān)設(shè)備也需要從 發(fā)達(dá)國家中引進(jìn)，在一定程度上增加了施工成本。相關(guān)人員應(yīng) 加大對非開挖技術(shù)的應(yīng)用研究，根據(jù)工程的實際情況靈活地選 擇不同的非開挖技術(shù)手段，提高市政管道施工質(zhì)量，促進(jìn)城市快速發(fā)展。

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