非開挖技術在市政給水管道施工中的運用研究

劉芳群

摘? 要：近年來，隨著城市建設的發展，水管開挖修復模式對城市交通、環境的維護和商業運營等方面都造成了一定的危害和負面影響，而非開挖方式的供水設施對城市環境的維護等方面有很多優點，與開挖技術相比，這以技術有著難以超越的優勢。本文就對非開挖技術在市政給水管道施工中的運用措施進行深入探討。

關鍵詞：非開挖;市政;給水管道;施工

地下管線是城市供水系統的重要組成部分。傳統的地下管線往往使用埋地管道，在一定程度上影響城市交通，影響人們的生活。要采取什么方式才能不打擾到人們的生活是現在的當務之急。所謂非開挖技術，是指不開挖或開挖少量的工作坑，利用當前的巖土鉆掘技術進行管道的維修和更換技術，其效率高、成本低、方便簡單和環境無污染。

1、非開挖施工技術簡述

非開挖施工技術是指在利用特殊的巖土鉆掘施工技術的基礎下，采用小開挖或者不開挖的施工手段進行管道的鋪設，對已經埋入地下的管道、電線電纜等進行修復和更換的施工技術。目前，我國城市主要使用非開挖技術施工的管道類型有電線電纜、鋼鐵管道，涉及到電力、污水處理、天然氣等與居民生活息息相關的各個方面，而常用的非開挖施工技術有水平導向鉆進法、頂管法、牽管法、托管法、微型隧道法（盾構法）、夯管法等，在修復舊市政管道中常用原位固定法和纏繞法。與傳統的開槽鋪設法相比具有更為廣泛的應用前景，具備有更為高效、環境污染小、成本低、周期短、安全性高等多方面的優勢。

2、非開挖技術的重要性

2.1非開挖技術的個性特征

非開挖技術是自動化程度較高、節約人工、機械化、施工速度快、全年不休、工程周期不長、使整體設計工程的施工速度有效提高，促進工作效率提升的技術。使用非開挖技術有利于保護城市環境，也有益于穩定城市正常運營，又因施工過程中施工場地較小，便于交通擁堵、喧囂的商業街正常作業，且在施工時，不用對地表結構進行破壞，也不用進行土方開挖，有效改善了以往傳統技術帶來的干擾交通、污染環境等問題。

2.2非開挖頂管道技術的可行性

頂管道技術是指利用千斤頂對內層結構頂管安裝，進行推力調節的技術。在市政給水管道施工過程中，頂管道技術主要體現在擠壓頂管、機械頂管、水射流頂管和人工頂管。此種非開挖技術適用于市政管網改造工程，通過此技術的應用，有效避免了施工帶來的交通中斷，尤其是對橫穿城市主干道下的管道進行敷設時，頂管道技術是最佳選擇。在市政給水管道施工過程中，非開挖頂管技術的應用是可行的，也是必要的。

3、非開挖施工技術在市政管道施工中的應用

3.1水平導向鉆進法

水平導向鉆進法是目前市政管道施工種最為常見的一種非開挖施工技術，靈活結合鉆探技術和控向技術來完成管道的鋪設。首先，在管道工程開始施工之前，應該完成所需鋪設管道的連接及相關組裝工作;然后，根據設計要求事先設計好的施工線路，采用機械驅動裝置將鉆頭鉆入地下，若遇見其他管道或障礙物，則進行靈活的自行繞道措施，進而達到指定的目標位置;再然后，取下鉆頭，換上回程擴孔器，再次使用機械驅動裝置進行驅動，將之前的鉆孔孔徑進一步擴大;最后，通過一定的設備裝置依據施工設計要求進行管道的擺放。水平導向鉆進法的使用，能有效防止其他管道出現被破壞的現象，避免擴充孔徑時發生鉆孔坍塌的情況出現。在利用鉆頭鉆孔時，應控制好鉆孔距離，每次鉆孔不能超過800m，深度不能超過30m，避免損壞機械設備。由于鉆孔過程遇見障礙物會自行繞道而行，因此該施工技術能靈活應對地下復雜的情況，避免鉆頭受到損壞而造成經濟損失。

3.2盾構法

盾構法在市政管道鋪設過程中較為常見，又被稱為微型隧道法。盾構一般由切削環、支撐環和襯砌環等具備特殊功能的部件組成的一種能夠一起完成管道鋪設以及襯砌施工的設備。其中切削環的主要起保護的作用，是一種保護設備，能有效保證施工內部人員的安全以及施工設備的運行。其中支撐環由于內部有千斤頂的存在，能夠很輕松的支撐起整個設備以便于整個設備的運行，且一般都會把千斤頂固定到切削環上，起到推動整個盾構的向前移動的作用。襯砌環是在完成千斤頂的工作之后預留的設備，主要在襯砌環內部能夠進行人工或者機械的砌塊施工操作，而且在完成一部分襯砌施工的基礎上，千斤頂就可以利用砌好的砌塊，借力向前進行盾構的推動工作，繼續完成下一工作環節。盾構中三部分相輔相成，又有自身獨特的功能，能更加有效的完成市政管道的施工。

3.3夯管法

夯管法是借助具備較大沖擊力的管錘將事先鋪設好的鋼管直接夯進地下。夯管法要求鋪設的管道不得超過2m，一次性鋪設的管道不得超過100m。此方式對施工現場的要求不太嚴格，只需要在所鋪設的管道階段設置管坑即可。該方式所使用到的設備比較簡單，有發電機組、空壓機以及夯錘等工具。在使用夯錘擊打鋼管時，一定要注意擊打的具體位置，標準的擊打方法是使用夯錘擊打鋼管后端，打擊力會沿著鋼管傳輸到管前，該過程會對土體進行切削，不但能夠降低鋼管和地面之間的摩擦，還能夠讓鋼管更加有效地進入地面。在鋼管逐漸夯入地面的過程中，應當注意操作的連續性。例如在第一節鋼管塊夯入地下之前，可使用焊接方式將其與第二節連接，在第二節鋼管塊快要夯入地面之前，再焊接第三節，如此重復該動作，直至將所有鋼管都夯入地面。然而該方式在實際使用過程中也有很大的缺陷，例如鋪設材料只限于鋼管，鋪設長度也十分有限;并且無法詳細探測地下情況，當碰到較大的障礙物時，例如大石塊、混凝土等，施工將無法繼續往下進行，從而在無形中延長了施工周期，增加了施工次數，提升了施工成本。

3.4牽管施工技術

目前牽管技術在多個國家和多個行業都獲得了廣泛的應用，特別是在市政管網改擴建項目中得到了極佳的應用效果。其施工流程是利用計算機控制進行導向與探測，導向孔根據設計曲線鉆進，曲率半徑應大于管徑的1500倍，之后再擴大該導向孔，由此完成管線穿越的整個施工過程。牽管施工作為一項非開挖地下管道的施工技術，與頂管法相比，牽管施工更適用于口徑較小的管道施工。這主要是因為口徑小的管道具備整體軸向抗彎慣性矩比較小，應用牽管方式可以更好地對口徑較小、距離較長的管道進行施工，而使用頂管法極易發生壓縮失穩的問題。

3.5原位固定法

起初，原位固定法只是一種普通的管道鋪設及修復的管道施工技術，主要運用于不擾動土層的前提下更換老化或者失效的地下管道，隨著科學技術的不斷進步，原位固化法技術得到提升，逐漸成為維護城市地下管道設施的主要技術，能夠應付各種大小不同、形狀不一、過渡區不同的地下管線的修復，管徑范圍在100至3000毫米。該法利用液態熱固性樹脂襯到舊管道內壁上，然后通過加熱器進行加熱，促進樹脂的固化，從而在舊管上形成一層緊密配合的樹脂薄層，對管道的流量影響較小，還可提高流動性能，并增長管道的使用壽命。

4、結語

隨著社會經濟的快速發展，人們生活水平和生活質量不斷提升，人們對城市建設的了解也越來越豐富，而給水管道施工作為市政建設中的首要任務之一，更是直接關系著市政建設的各種效益。非開挖鋪管技術在市政給水管道施工中的有效應用，不但減少了路面開挖，降低了施工費用，而且解決了一些在傳統開挖技術上不能解決的問題，例如在西氣東輸，天然氣置換等方面開挖技術都發揮著至關重要的作用。

參考文獻

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