史运辉
北京燕山建安科技有限公司山东分公司 山东临沂 276000
摘要：在城市化建设过程中，管线建设无疑是极为重要的一环。不少管线工程导致道路大面积受到破坏，对城市交通带来极大的不便，也影响城市美观与社会发展。燃气工程中逐渐兴起的非开挖技术可以有效缓解这一问题，本文将分析非开挖技术及其具体应用。
关键词：燃气工程；非开挖技术；施工；顶管
0前言
在过去城市建设过程，给水、燃气、电力等工程的施工对道路的破坏越来越严重，因此非开挖技术得到了快速的发展。非开挖技术不仅具备较高技术含量，而且是城市文明程度的重要体现。非开挖技术不会对城市交通产生不良影响，从而能够维持城市经济活动正常开展，其应用价值非常高。本文将以燃气工程为例，分析非开挖技术的运用。
1非开挖技术综述
非开挖技术考虑到地形和地质条件因素，是以不破坏地表为基本原则，采用岩土钻掘设备及技术，在不开挖沟槽的情况下完成地下管线铺设的技术。非开挖技术主要应用于管线铺设、探查、修复以及更换。其中管道铺设包括顶管法、水平钻进、定向钻进、夯管法等；管道修复包括整体修复与局部修复，前者主要用到内衬法、缠绕法等，后者主要应用到喷涂法、管片法、浇筑法等；管道更换应用到爆管法、吃管法与胀管法；管道探查运用到电磁法、红外线法、地探雷法法等。
在燃气工程中运用非开挖技术，相比传统的挖槽施工优势十分明显：首先，非开挖技术可以最大程度保护路面与植被，产生的振动噪声小，对环境与交通的干扰可以忽略不计；其次，非开挖技术可以更好地控制施工工程量，从而实现更高的经济性；再次，非开挖技术能有效降低高地下水环境作业难度，使施工安全系数更高，且施工精度高，铺管方向可控；最后，尤其在面对埋深与管径较大的情形下，非开挖技术的社会效益与经济效益高。非开挖修复改造技术在西气东输等重大工程中表现突出，并且有十分广阔的应用与发展前景。
2燃气工程非开挖技术的施工
燃气工程非开挖技术的应用逐渐得到广泛认可，其施工技术主要应用到顶管法与定向钻穿越法，无论在道路穿越还是河流穿越中都能起到良好效果。
2.1顶管施工技术
顶管施工是一项成熟的施工技术，在市政施工中较为常见。顶管施工与其他非开挖技术相比，使用年限更长，积累更多实践经验，因此操作稳定性与技术掌握程度有一定优势，目前燃气工程非开挖技术也主要采用顶管施工技术。顶管施工中的“管”指的是“套管”，即施工过程中首先进行套管顶进，然后才实现燃气管道的敷设工作。顶管施工中采用的套管材料基本上均为钢筋混凝土管，多称为钢管。完成套管顶进之后，再使用一定方法进行燃气管道的固定，并进行安全处理。顶管法目前仍然大多是人工操作，对设备要求低，但是劳动强度相对大，影响穿越精度。
2.1.1施工方法
顶管施工采用的施工方法大体可以分成以下三类：人工掘进法、机械掘进法和水力掘进法。人工掘进法是最基础的施工手段，采用人力首先完成掘土与出土工作，然后实现套管，这种施工方法会延长施工周期，但是能够有效控制成本，在短距离施工时优势明显，但是在长距离施工时，由于人工费用大幅提升，使整体成本较高。机械掘进法借助机械钻进设备，并配合相应的运土机械工作，机械掘进法在很多场合已经取代人工掘进法，可以省去人工挖运土过程，施工效率明显提升，但是机械设备的前期投入较大，在进行短距离施工时成本过高，而且采用这种施工方法必须首先考虑地质条件，在含水或者岩石土层中使用受限。水力掘进法也面临设备投入大的问题，而且对水源和泄泥场所提出苛刻要求。综上所述，通过分析三种施工方法各自的优势与不足，并考虑到燃气工程的实际情况与施工要求，人工掘进法是最合适的施工方法，并且在很多燃气工程中已经取得良好施工效果，下文所述也是针对人工掘进顶管施工方法而言的。
2.1.2顶管施工注意事项
考虑到燃气工程实际情况，在进行顶管施工时应当注意以下若干方面：
（1）对施工现场进行详细的勘测工作，得到准确的地质水文资料，整理各资料作为施工方案制定的重要参考。如果没有详细的地勘与水文资料，方案无法考虑周全，非开挖施工将难以开展。
（2）制定详细的地下管线资料，主要用于制定顶管施工要求，起到指导作用。
（3）确保施工现场具备宽广的位置，用于设置接受坑与工作坑。施工过程对工作坑的尺寸大小有明确要求，一般要求其长度为尾端长度、管长、出土工作面长度、千斤顶长和千斤顶后座厚度的总和，宽度为管套外径、管套两侧宽度和两倍撑板厚度之和。
（4）对施工过程中的高程与角度进行监测，并定期进行校核，确保整个施工过程偏差得以控制，避免出现偏顶现象。
（5）在进行工作坑和接受坑施工时，借助放坡、钢框架支护等技术确保施工安全。注浆技术同样也是确保顶进顺利进行的关键，在我国西气东输工程黄方公路段施工中，顶管距离长约400米，施工稳定性很差，为有效降低由于顶推力引起的后坐力，采用触变泥浆完成注浆，从而降低管壁外侧的阻力，后坐力得到控制，目前此工程最大顶力达到100吨，足以证明注浆技术在施工过程中的重要性。
（6）顶管施工过程适当采用触变泥浆，能够有效缓解顶进阻力，降低施工难度，从而有利于提升施工进度，除此之外，还可以使土质得到强化，避免出现塌方现象，使施工安全性、经济性与社会效益得到明显提升。
2.1.3钢筋混凝土管顶管施工特点
顶管施工中各种管材应用条件与范围有所差异，其中应用钢筋混凝土管进行施工时，可选用的规格众多，管腔空间充足，有利于实现套管内施工，很少出现腐蚀现象。钢筋混凝土管的抗压能力良好，抗形变能力强，但是由于机械型号较大，限制施工进度，而且成本较高。因此此类顶管施工多应用在工期长、距离大的施工条件中，其优异的抗腐蚀性能也是选择过程中重要的参考因素。
2.2定向钻穿越施工
定向钻穿越施工是一种使用定向钻机钻杆实现导向孔钻进的施工方法，并以管线口径完成扩孔，最后把需要穿越的管线回拖至孔道内。定向钻穿越施工法对地质条件勘测工作也提出很高的要求，应当充分掌握土层分布状况，目前燃气工程中基本使用探地雷达明确电力、通讯等无关线路，在进行管线铺设时尽可能回避无关线路，确保管线在穿越过程中不受干扰。定向钻穿越施工同样采用压浆技术，施工过程和上述顶管施工相似，压浆技术可以降低管托所受摩擦力，并使预扩孔成型更加顺利，根据以往工程实际可知，压浆工艺好坏对穿越顺利与否起到关键性作用。
定向钻穿越施工技术相比顶管施工不需要套管，因此工期更短，但是对地下探测技术与注浆技术要求很高，最终施工精度相比顶管施工略差。定向钻穿越施工多应用于500毫米以下的小口径情形，设备投入通常高于100万。
结语
在国家经济飞速增长的当今，燃气工程非开挖技术应用越来越广泛，该技术综合应用了地质学、燃气工程学、力学、化学等多门学科理论知识，并结合城市发展、工程实际等多项发展条件，在理论与实践方面均获得了宝贵成果，随着掌握更多先进技术，非开挖技术在燃气工程中将创造更高经济效益与社会效益。
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