非開挖管道施工技術的推廣與應用

董亮

摘要：非開挖管道施工，即在不破除地面的情況下，將管道鋪設在地下的一種施工法，目前非開挖管道施工在市政排水管道最常用的的施工工法為頂管施工和牽引管施工。文章對非開挖管道施工技術的應用進行了討論。

關鍵詞：非開挖管道;施工技術;應用

非開挖技術是指在不開挖或只開挖少量作業坑的條件下，利用巖土鉆掘技術進行鋪設、修復和更換管道的技術，它高效、優質、成本適中，具有不影響交通、不污染環境等優點，在許多情況下，比開挖法施工周期短、綜合成本低、安全性好，在城市給排水系統的建設過程中進行給排水管道施工時，經常會應用到非開挖施工技術。

一、技術特點及效益特征

1、非開挖管道施工技術特點

非開挖管道敷設技術也稱頂管施工法，是地下管道的施工技術之一。它具有不需要開挖面層，就能穿越地面構筑物和地下管線及公路、鐵路、河道的特點，相比開挖敷設技術，投資和工期將大大節省。同時，頂管施工技術可以降低噪音，減少粉塵，減輕對城區的交通條件和環境狀況的干擾和破壞，屬于真正的無污染、高效率的施工技術。頂管施工法由于其上述多方面的優點，特別是在市政工程建設中應用極為廣泛。

2、效益特征優勢

頂管敷設管道施工技術特別適用于大中型管徑的非開挖埋設，具有經濟、高效、保護環境的綜合功能。采用該技術施工，既能節約一定的征地拆遷費用，又可減少環境污染和對道路的堵塞，具有顯著的經濟效益和社會效益。這種技術具有的優勢包括：不用開挖地面，尤其是城市道路;不用拆遷征地，不會破壞地面建筑物;不影響正常的城市交通秩序;不破壞地表植被和周邊環境;施工過程不受氣候和環境的影響;不影響管道的段差變形;省時、高效、安全，無建筑垃圾污染，并且綜合造價低等。

二、非開挖技術在市政管道施工中的應用

1、頂管施工技術。當管道直徑大于700mm，管線為直線鋪設、管材為混凝土管且地質條件為粘性土時，大多采用頂管法施工。頂管施工技術常采用密封機械式頂管施工方法進行作業，其中機械式頂管施工又可分為土壓平衡式和泥水平衡式兩種常用的施工方法。頂管施工常采用鋼管、混凝土管和玻璃鋼夾砂管等管材，其中采用在頂管施工中采用鋼筋混凝土管的技術最為成熟。

1）頂管施工的基本工作原理。做好頂管的施工測量工作，控制好管底坡度和高程以及管道頂進的中線方向。施工時，以一口已經施工完成的工作井為出發點，使用液壓千斤頂為頂進提供水平推力，將預制鋼筋混凝土管一節節的隨著工具管從工作預留的洞口中向著土層推進，同時不斷的將關內泥土持續挖出。如此往復直至工具管頂進到前方已經預先完工的接收井。在進行頂管作業時，管內的出渣有可分為濕出渣和干出渣。如果是在長距離復雜地段采用頂進法施工還要采取一系列分輔助措施，例如采用氣壓頂進、激光糾偏、中繼站設置、泥漿套潤滑等措施。頂管施工中工作井的設置應充分考慮管道沿線的地質條件，并在滿足頂管頂長的要求下，盡量減少打設工作井的數量。工作井應盡量設置在頂管中部，使得工作井施工時能夠向左和向右兩個方向同時頂管。

2）頂管技術在市政管網中的應用

目前，在城市管網施工時，許多城市都存在馬路反復開挖的現象，嚴重防礙了市區的交通，困擾了居民生活，縮短了路面的壽命。配套的電訊、自來水、煤氣、排水、路燈、城市坐標、候車亭、廣告箱、路牌、電話亭、治安崗亭等都要發生反復拆建才行，這無疑增加了對城市設施的破壞和施工的難度，城市這方面的問題顯得尤其突。?（2）城市架空線路遇交通干線、繁華街道、文物古跡，鐵路或江河阻截，需轉入地下過渡。（3）當污水管道直徑較大（Φ600mm以上），而施工現場周邊環境受限，無法采用明溝開挖來埋管施工管道。

3）頂管技術施工關鍵要點分析

（1）施工前技術準備

可以要求業主及設計方提供頂管頂進路線詳盡的地質資料。盡量了解土層的物理性質（顆粒組成、含水量大小、透水系數及塑性指數）、力學參數（標準貫入值、內粘聚力及內摩擦角）、分布狀況（分布范圍及埋深厚度）等。了解地下水的狀況及變化規律如地下水來源、水面標高及是否受到潮汐影響而變化等。如果有砂層則要搞清含砂量多少及砂的細度情況及級配關系。巖層則要搞清楚是否有裂隙發育。如果是風化巖層則要搞清楚是否強風化、中風化抑是弱風化，其抗壓強度及抗剪強度多少，是粉沙質泥巖還是砂巖，是否為條片狀結構還是整體結構等等。

（2）現場踏勘及調查

定位測量后進行現場踏勘及調查工作。包括：觀察現場人、車流情況確定人流及車流交通組織及路線，考慮在路口設立交通導向牌、高峰期安排人員指揮交通;摸查清楚附近的排水系統，設計最佳的排泥水線路，必要時施工臨時排水管道，避免污水橫流;對于現場的煤氣、電力、通訊、煤氣、供水等管道現場定位，并標示出來看是否需要臨時關停或搬遷;調查雨水渠箱、原有污水管道等埋設較深的市政地下構筑物;對于附近一些橋梁等構筑物調查其橋臺基礎、樁基深度及間距，附近建筑物基坑采取什么結構形式，是否采用噴錨結構施工，其長度是否在頂管頂進軸線內。

2、水平定向鉆進施工技術。水平定向鉆進施工技術適用于管道直徑小于700mm，管線為直線或曲線，采用鋼管、PVC以及PE作為管材，地質條件為粘性土的管道施工。水平定向鉆進技術是一種擾動較小的施工方法，管道維護費用較小同時可以縮短工期，是目前非開挖技術中成本最低、施工效率最高的施工方法。

1）導向孔。在鉆機施工前應先對穿越路徑進行查勘，以查明穿越路徑中的障礙一起其他管線，并在施工中盡量避讓或者避免對其他管線設施產生損害。根據穿越途中的地質情況，合理選擇鉆機鉆頭、導向板或者地下泥漿馬達，開啟泥漿泵對準入土點進行鉆機鉆進。在鉆機的推力作用下驅動鉆頭旋轉或者使用泥漿馬達驅動鉆頭旋轉進行底層切削，不斷前進。每鉆完一根鉆桿時應對鉆頭的實際位置進行測量，并及時校正鉆頭的前進方向，確保鉆完的導向孔曲線能夠滿足設計要求。

2）預擴孔與回拖管線。在市政管道工程施工中，如果使用的是小型鉆機，在管道直徑大于200mm時，一般要進行預擴孔;若是使用大型鉆機，在產品管材的直徑超過350mm時，也要進行預擴孔。預擴孔的次數和直徑，應根據鉆機的具體型號和當地地質條件確定。回拖管線時，應先將管線和擴孔工具連接好，然后才能夠開始回拖作業。由鉆機轉盤驅動鉆桿旋轉后退，進行擴孔回拖。其中管線在回拖時是不需旋轉的，并且由于擴孔中充滿泥漿，管線在擴好的孔中處于懸浮狀態，孔洞與管壁的四周有泥漿潤滑，這樣不僅降低了回拖阻力，還保護了管線防腐層，通過鉆機的多次預擴孔，最終形成的孔直徑一般要超過管線直徑200mm，因此不會對防腐層造成損傷。在鉆導向孔階段，成孔直徑往往小于回拖管線的直徑。為使成孔直徑能夠達到回拖管線直徑1.3～1.5倍，應使用擴孔器由出土點向入土點將導向孔擴至需要的直徑。在導向孔完成預擴孔并符合回拖要求后，應將擴孔器、鉆桿、回拖管節以及安裝管線依次連接好，自出土點開始，邊擴孔邊將管道回拖至入土點。

結論

在現代的市政給排水工程中，通常采用非開挖施工技術進行施工，并且在長久以來的施工過程中，積累的大量的經驗。通過上文對非開挖施工技術在城市給排水管道施工中的應用進行了詳細闡述，隨著科學技術和建筑行業的發展，非開挖技術在城市的應用中必定會更加成熟完善，進而為我國城市給排水管道施工提供更好的技術保障。

參考文獻

[1]劉椿.市政工程非開挖施工技術的應用[J].城市建設理論研究.2012

[2]馬曉昱.市政管道非開挖施工技術之探討[J].城市建設理論研究.2011