關于非開挖技術在市政管網工程中的應用研究

黨雪紅 曹佳 劉宇

摘 要：地下管網工程建設是市政道路工程建設中重要部分，其工程質量的好與壞，直接關系到城市的經濟發展水平。鑒于傳統的明挖施工對于城市對造成各種負面影響，非開挖技術應運而生。文章針對非開挖技術在市政管網工程中的應用進行研究。

關鍵詞：非開挖技術；市政管網工程；頂管施工

隨著社會經濟的發展，城市居民的生活水平日益提高，對于生活的環境也提出了高要求。在市政工程基礎設施建設中，市政管網工程由于所承擔的是地下隱性工程建設，所以，其難度之大，會在一定程度上破壞城市的正常生活環境。城市的發展，加速了市政基礎設施建設的步伐，而地下空間工程的逐漸增多，卻又對城市造成了各種不利影響。鑒于此，非開挖施工技術應實際需要應運而生，并成為了市政網管工程建設中被普遍采用的重要技術。

1 非開挖技術

對于一座城市來講，地下管網的施工方式，體現了工程建設水平，也是城市現代化發展程度的一種體現。城市基礎設施建設包括諸多方面，諸如自來水管道、煤氣管道以及電力通訊管道等等，都井然有序地鋪設在城市地下空間中。如果采用傳統的開挖技術進行施工，就會對城市的街道以及建筑設施造成損壞，破壞了城市的形象的同時，還為城市的正常生活造成了諸多的不便。應用非開挖技術，就是不需要破損路面的情況下，對于地線管網進行施工。與傳統的施工方式相比，非開挖技術具有得天獨厚的優勢。作為一項高新技術，在市政管網的鋪設中，成為了一項安全有效的施工手段。應用此種技術，不需要擾動路面以及管網上部的土層，管道的鋪設可以在地面公共設施的地下空間完成。不但不會對管道本身造成影響，而且還會延長管道的使用壽命，另外，還減少了諸如動遷費等等的補償費用，降低了工程的成本，而且還創造了社會效益。

2 非開挖技術在市政管網工程中的應用

在我國，非開挖技術被應用到市政管網工程施工建設中還尚屬新鮮事物，但是在西方發達國家的城市建設中，已經廣為利用了。市政管網工程施工中，所采用的非開挖施工方法要根據實際情況合理選擇，在管道的鋪設中，頂管技術是其中較為常用的非開挖技術方法此外還包括有導向鉆進技術、沖擊矛技術。管道的置換中，通常所采用的非開挖技術方法包括有爆管技術、吃管技術。修復管道的時候，往往會應用現場固化技術。

2.1 非開挖技術在管網鋪設中的應用

在進行市政管網鋪設的過程中，對于施工方法的選擇要以管徑的不同作為參考依據。在非開挖技術當中，頂管法是較為常用的技術方法，但是局限于管口直徑大于90厘米的大口徑管道。導向鉆進法、沖擊矛法等等，則是鋪設管道的管口直徑小于90厘米的時候所采用的。

頂管法在市政管網工程中，普遍用于排水工程施工當中。其施工的基本原理是將處于工作坑內的工具管或者是掘進機穿過上層，這主要是借助于油缸的作用，然后將其吊起來，在兩個工作坑之間埋設管道。具體操作上，首先將管網工程的工作井設計出來，其目的設定頂管在某一段的起點和終點。頂管的進出口設計，則是工作井側壁的圓孔。在頂管的出口處，要將液壓千斤頂和承壓墊板都安裝好，主要是在出口處的圓孔壁的側面，將其設計成為承壓壁。當前期工作準備好之后，就可以頂入管道，即在管道的內段挖掘土方，將管子鋪設好之后，就可以頂入。

管道頂進時的受力公式為：

F=fr[2H+（2H+D）×tan2（45°-■）+■]L+Fp

在公式當中，F的單位為“kN”，表示管道頂進的過程中所形成的總受力；γ的單位為“KN/m3”，表示土層的密度；H的單位為“m”，為管道頂部土層的厚度；？準的單位為“°”，表示管道土層的內摩擦角；ω的單位為“KN/m”，表示單位長度管道的自重；L的單位為“m”，是管道所頂進的長度。

當管道進行頂進施工的時候，要做好入管之前的掘土工作，同時還要考慮地表的建筑物不因為施工而遭到破壞。在進行施工過程中，管壁與土壁之間要保持相平，當土被掘出來之后，要及時清理干凈，以避免損害到各種施工設備。在進行施工的過程中，安全是最為重要的，所以，每一次掘土達到500毫米，就進行一次頂進，并且要確保勻速進行，不能發生偏斜。

2.2 非開挖技術在管網置換中的應用

當城市管道由于長期使用而老化需要更換的時候，如果應用傳統的更換方法，會導致城市環境破壞。采用非開挖技術，可以按照需要對于城市管網進行更新，而且不會對城市造成很大的影響。在城市管網的置換當中，通常所采用的技術是爆管法。爆管法，又被稱為“脹管法”，其是將城市管網中需要更換的舊管道通過專業的爆破技術使其膨脹，然后將新的管道同時安裝進去。其所采用的技術是徑向力破碎，所以，當舊的管道膨脹到一定程度之后，就會破裂為碎片，并被擠壓到周圍的土壤當中。應用爆破法的好處在于，省去了重新挖掘坑槽的工序，而且還可以保證原位置安裝。此外，由于原有的坑槽經過了爆破作用之后，會使管道坑槽的直徑增大，所以，如果更新的管道在管徑上有所增加，只要管徑增加幅度控制在2倍以內，都可以實現管網成功置換。

采用爆管法，要考慮率到其適用性。在管材的選擇上，要求舊管的管材要容易破碎，比如普通的混凝土材料或者是玻璃黏土材料等的管道，都可以執行爆管法置換。而具有較強韌性的管道，則不宜使用爆管法。比如鋼管或者是鐵管，由于其具有很好的延展性，所以，要成功爆裂它們，則要使用新型的特殊裝置來完成。

要采用爆管法，對于舊管的管徑也有一定的要求。限于傳統的爆管技術，其爆管成功的有效管徑范圍限制在5厘米到90厘米之間，最大不可以超過120厘米，否則就容易出現爆管失敗而導致重復施工。使用爆管技術主要體現在其經過了爆破后的擴張力上，一般對于管徑的擴張可以達到3倍之多。如果擴張的能量更大，就很有可能造成對地面的破壞。

采用爆管法，對于爆管的長度也有要求，如果管道過長，就很容易出現階段性有效爆破的現象。所以，一般被爆裂管道的長度要局限在30米以內。在管道檢修設計上，這個距離也恰好符合。

2.3 非開挖技術在管網修復中的應用

在市政管道修復中所采用的非開挖技術中，管道現場固化技術被廣泛應用。管道現場固化技術（CIPP），在原理上所采用的是樹脂固化的方法，將沒有成型的樹脂利用水壓或者是氣壓的方式壓入到即將鋪設的管道內部，對其進行加熱。最為簡單的方法是使用熱水對管道進行加熱，以使流入管道內部的樹脂形成固態。一個新的管道就這樣形成了。值得一提的是，采用樹脂加固的技術方法，不但可以修復管道，如果管道的接口部位有漏水的現象出現，還可以采取這種方法進行修復，不但修復的速度快，而且效果良好。采用這種修復方法，需要注意保持管道內清潔，如果發現管道內部有漏水處，就要及時進行填堵。

3 結束語

綜上所述，隨著國民經濟的發展，城市建設的步伐不斷加快。面對城市人口的增多，資源利用率之大，給市政道路工程帶來了巨大的壓力，也提出了更高的要求。從我國道路管理鋪設的情況來看，還是以傳統的鋪設方式為主，在一些經濟較為發達的城市，則采用了這種先進的非開挖技術。雖然非開挖技術在我國的道路管網工程施工中被利用，但是無論是從應用的程度，還是技術水平，都有待進一步研究。

參考文獻

[1]郭華.市政工程施工中的非開挖施工技術探析[J].城市建設理論研究，2013（12）.

[2]馬宏輝，張理河.整合非開挖技術的實踐[J].建筑機械，2008（7）.

[3]王華東，劉冰.非開挖技術在給排水管道施工及修復中的應用[J].城市建設理論研究，2012（16）.