市政公用設(shè)施建設(shè)中非開挖技術(shù)的應(yīng)用

楊瑞嫻

摘 要：在我國城市化進程不斷加快的今天，城市公用管網(wǎng)鋪設(shè)規(guī)模越來越大，傳統(tǒng)開挖方式導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)布滿了大量“戰(zhàn)壕”式溝槽，“拉鏈式”馬路的現(xiàn)象并沒有得到有效解決。這種現(xiàn)象的長期存在，不僅會阻塞交通，還會產(chǎn)生大量安全隱患，將對城市形象造成極大影響，并會破壞整體投資環(huán)境，將大大增加市政設(shè)備重復(fù)養(yǎng)護費用，造成嚴重浪費。同時，由地面開挖坑槽進行管道埋設(shè)，或明挖修筑地下通道，都會對地面交通、施工場地造成極大影響。作為一項新型地下管線建設(shè)方式，非開挖施工技術(shù)水平的不斷提高，在市政公用設(shè)施建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。為此，本文在充分了解非開挖頂管技術(shù)概況的基礎(chǔ)上，對市政公用設(shè)施建設(shè)中非開挖技術(shù)的應(yīng)用進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：市政公用設(shè)施建設(shè)；非開挖技術(shù)；概況

中圖分類號：TU990.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0088-02

伴隨社會經(jīng)濟的快速發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快，加大了我國城市的建設(shè)力度，但其在高速發(fā)展的同時，也面臨著環(huán)境、人口及資源等多方壓力，市政工程對地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及服役性提出的要求也越來越高，傳統(tǒng)“拉鏈式”明挖施工，因其存有大量負面影響，如堵塞交通、綠地破壞及空氣污染等，已無法滿足當前經(jīng)濟社會發(fā)展需求，正是在這種形勢下非開挖技術(shù)應(yīng)運而生。非開挖技術(shù)在我國市政公用設(shè)施建設(shè)被廣泛應(yīng)用于鋪設(shè)管線、修復(fù)管道等。則在鋪設(shè)管線時，往往可將其劃分為頂管法、水平定向鉆進法及導(dǎo)向鉆進法等。其中最常見的為頂管法，為此，本文以頂管法為研究對象，對市政公用設(shè)施建設(shè)中非開挖技術(shù)的應(yīng)用進行了分析與探討。

1 非開挖頂管技術(shù)的概況

上世紀70年代非開挖技術(shù)誕生，并于90年代逐步向我國傳入。現(xiàn)階段在給排水、電力等方面的管理建設(shè)及修復(fù)中得到了廣泛應(yīng)用。非開挖是指選取多種巖土鉆掘設(shè)施及技術(shù)方式，利用導(dǎo)向、定向鉆進等方法在地表極小部分開挖的情況下，對地下各類管線敷設(shè)、更換及修復(fù)的新施工技術(shù)，與傳統(tǒng)明挖技術(shù)相比，非開挖技術(shù)具有更多優(yōu)勢，其不會造成交通堵塞，不會破壞綠地，更不會影響周圍的正常秩序，能夠降低對人們生活、工作的影響程度，具有良好社會經(jīng)濟效益。

作為非開挖技術(shù)的重要類型，頂管法主要包含敞開式、泥水平衡式及氣壓平衡式等，在市政管網(wǎng)工程施工中頂管法得到了廣泛應(yīng)用。將相應(yīng)數(shù)量的小基坑設(shè)置到管網(wǎng)施工路線上，以此作為工作井，且將其看做是某段頂管的起止點，并將圓孔設(shè)置到工作井側(cè)壁上，以此看做是頂管進出口，出口圓孔壁對面?zhèn)葔槌袎罕冢S后將承壓墊板及液壓千斤頂安裝其上，在管內(nèi)端部位置進行土方挖掘，且按照設(shè)計中心線與高程規(guī)定，頂入完成鋪設(shè)的管子。

2 市政公用設(shè)施建設(shè)中非開挖技術(shù)要點分析

某管網(wǎng)工程路段1長度為1599m，預(yù)埋玻璃鋼污水支管DN300長度為602m，直徑100cm檢查井40座；2835m為路段2的長度，3158m為玻璃鋼夾砂污水管DN400；81.9m為玻璃鋼夾砂污水管DN500長度，1264m為DN300長度，直徑100cm的檢查井共有81座。

2.1 施工準備

施工前期必須詳細調(diào)查施工現(xiàn)場的實際情況，主要內(nèi)容包含以下幾點：

第一，根據(jù)周圍人、車流量的實際情況，進行交通導(dǎo)向牌的設(shè)置，特殊情況下，需指派專人進行交通指揮。

第二，在對有關(guān)資料詳細查閱的基礎(chǔ)上，選取探測技術(shù)對各個管道進行準確定位，如煤氣、供水等。

第三，全面調(diào)查地下設(shè)施與土質(zhì)實際情況。調(diào)查結(jié)果表明，施工地土層分布情況如下表1所示。

除此之外，還對工具管迎面阻力進行了測算，在頂進施工中管道受力指標等如下所示。

（1）工具管迎面阻力，公式如下：

其中，工具管迎面阻力可由Fp表示；

頂管外徑可由D表示；

頂管內(nèi)徑可由d表示；

阻力系數(shù)可由k表示；

由此得出，280kN為此工程工具管迎面阻力。

（2）頂進施工中管道受力情況，公式如下：

其中，管道頂進環(huán)節(jié)整體受力可由F表示；

土層重力密度可由γ表示；

管道頂管土層厚度可由H表示；

管道土層內(nèi)摩擦角可由j表示；

單位長度管道自重力則由ω表示；

管道頂進長度可由L表示；

摩擦系數(shù)則由f表示；

由此可見，2983kN為此工程管道頂進施工整體受力值。

2.2 井位設(shè)計

完成上述作業(yè)后，即可按照施工現(xiàn)場的實際情況，進行井位布局及設(shè)計，要求在流水位下游部位設(shè)置工作井，以此為及時排除管道積水提供便利。因工作井成本較高，基于經(jīng)濟性原則，可在此工程各段路分別進行1個頂管工作井及接受井。工作井長度為3m，寬度為4m，高度為6m，且將集水坑設(shè)置到工作井內(nèi)，選取350mm以上砂礫道床用于工作井，相隔一定距離進行枕木安裝，規(guī)格尺寸為200x150x2500mm，為偏差控制提供便利。除此之外，為避免工作井出現(xiàn)沉降問題，需在管底和枕木相隔40mm左右，將2根重軌設(shè)置到各路段兩邊，628mm為兩軌距離。

2.3 頂進施工

完成井位設(shè)計及各項檢查工作以后，需及時進行掘土、頂進施工。本工程選取的頂進設(shè)備為液壓千斤頂，自重為200t，并配合其他設(shè)備，如頂鐵、高壓油泵等。選取工作井與接受井一起頂進施工的方式，通過人工掘土的方式進行主體頂進施工，順著人工掘出的土壁將管子頂進，其施工質(zhì)量對頂進施工的準確性起到?jīng)Q定性作用，為保證施工安全，應(yīng)確保土壁能夠和管壁平行，及時向指定堆放位置運送掘出的土，降低對設(shè)備、閥門等部位的損害，這對校驗系統(tǒng)氣密性的準確性極為有利。與此同時，要求掘土50cm，即進行一次頂進施工，要求勻速頂進作業(yè)，確保其速度的均勻性，頂進施工時，應(yīng)對前方施工情況進行實時觀測，避免出現(xiàn)偏移問題。

2.4 誤差測量及校正

頂進施工前期，應(yīng)將方向先及水準點預(yù)先設(shè)置到工作井內(nèi)，頂進相應(yīng)距離后，需對頂管前端方向、高程進行準確測量，如出現(xiàn)問題，需及時選取千斤頂做好校正工作。

3 非開挖技術(shù)的注意事項

近年來，伴隨科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，在我國非開挖技術(shù)得到了快速發(fā)展，但在具體實踐中，非開挖技術(shù)仍存有諸多問題，其原因主要包含不具備完善的非開挖技術(shù)標準及規(guī)范、直接可觀察性較低及建設(shè)風(fēng)險等。為此，在市政公用設(shè)施建設(shè)中，必須提高非開挖技術(shù)水平，全面控制施工質(zhì)量。其施工注意事項如下：

施工單位要將沉降觀測點布置在管道上方的路面頂部，每天定期觀測頂管機頭穿越路面的情況，每完成一節(jié)的頂進，需要在頂前頂后各測一次，并將土體隆起曲線、隆起量、沉降和最大沉降詳細記錄下來。對每個沉降點位的原始資料進行測量，將測量得出的數(shù)據(jù)編制成冊，同時根據(jù)沉降量對相關(guān)數(shù)據(jù)進行及時調(diào)整，使其在頂管施工中發(fā)揮重要作用，最大程度的降低頂管對路面的影響。

完成頂管施工后，不但要進行膨潤土泥漿置換，而且要對路面下方加強補漿，水泥砂漿能夠通過設(shè)置在管道上的注漿孔注入路面下方的土體中，使路面下方土體的空隙得到填補，使路面下方土體的強度能夠最快速度的恢復(fù)到頂進前的狀態(tài)，從而路面的穩(wěn)定性得到提升，安全性有所保障。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著各項城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善，對于市政道路建設(shè)的質(zhì)量也有了更高的要求。非開挖技術(shù)在地下管網(wǎng)的施工中的應(yīng)用越來越廣泛，不僅有效的提高了地下管網(wǎng)的施工質(zhì)量，也在最大限度上減少了施工操作對于周邊自然環(huán)境的影響。頂管施工技術(shù)屬于非開挖施工方式中的一種，通過提高頂管施工技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，可對其施工質(zhì)量進行有效控制，進而為具體工程施工提供科學(xué)指導(dǎo)。

參考文獻

[1]宋洋，任亮，闞紅明，等.頂管技術(shù)在城市給排水管道建設(shè)中的應(yīng)用[J].電子制作，2013，（15）：194-194.