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非开挖施工技术在市政管道施工中的应用研究

发表时间：2020/11/18 来源：《基层建设》2020年第22期作者：郑刚

[导读] 摘要：随着我国城市化进程的逐步加快，市政工程建设也如火如荼般进行，其中市政管道施工项目也越来越多。

        西安市第二市政工程公司陕西西安 710054
        摘要：随着我国城市化进程的逐步加快，市政工程建设也如火如荼般进行，其中市政管道施工项目也越来越多。受客观因素的影响与制约，传统开挖铺管方式已无法满足新时期市政管道施工需求，在此背景下非开挖施工技术受到了更多的重视与关注。非开挖施工技术具有施工简单、效率高和成本低的鲜明特征，在现代市政管道施工中有着十分广泛的应用。本文就非开挖施工技术在市政管道施工中的应用展开全面探讨和研究，以期为相关领域从业者提供必要的参考和帮助。
        关键词：非开挖施工技术；市政管道；应用
        非开挖施工技术是现代工程中一种十分常见的地下管道施工技术，是指在不对地表进行开挖的情况下采用各类岩土钻探设备和专业技术手段进行低下管线的铺设，相比传统开挖管道铺设具有施工简单、影响小及经济效益高等优势，因此被广泛应用于现代建筑工程地下管网施工中。在市政工程各类管道施工中，非开挖技术主要用于新铺市政管道、旧管道更换及损坏管道修复等工作，其主要技术主要包含了顶管法、水平定向钻进、导向钻进、冲级矛法及强夯法等，能够满足不同地址条件中的市政管网施工。
        1 非开挖施工技术的应用优势
        相比传统开挖式市政管道施工，非开挖施工技术的普及和应用带来了极高的社会效益和经济效益。首先，非开挖施工技术不再需要对地面进行开挖，只需进行工作坑和接收坑施工便可完成管道铺设，因此施工范围便大大减少，这也有利于降低管道施工对城市运转及生态环境的影响。其次，非开挖施工技术减少了土方开挖、回填等施工环节，因此施工效率更高，加之施工成本的有效降低，更加凸显了非开挖施工技术的经济价值。由此可见，非开挖施工技术在市政管道施工中的应用，极大的提高了管道铺设的质量和效率，并在降低施工影响的同时实现了可观的经济效益提升。
        2 常见的非开挖施工技术
        2.1顶管法
        顶管法是非开挖施工技术在市政管道施工中应用最为广泛的施工方法，其工作原理为在工作坑内借助顶进设备将管道按照特定坡度顶入土中，在一节管道顶入土层后，再进行第二节管道顶入，直到将工具管或掘进机推进到接收坑内吊起。顶进设备是该技术的基础与核心，其操作人员专业能力与管道顶进的精度有着密切联系，因此需要对此给予高度重视。从效果来看，顶管法具有较高的精度，管道受到的外力也更加均匀，基本适用于各种类型的土质地下管道施工中。现阶段，顶管法顶管法管道管径能够达到0.1~1米，而施工长度最长可达500，具有十分理想的应用效果。值得注意的是，一旦地质勘查中发现较大障碍物则不可采用顶管法，同时该施工方法施工周期长、成本高，对技术人员要求也十分严格，因此在应用中要做到科学合理选择。
        2.2水平定向钻进法
        水平定向钻进法是一种由石油工业的定向钻进技术与传统管道施工技术相结合发展而来的非开挖管道施工技术，并在现代市政管道施工中有了更为广泛的应用。该技术原理为首先使用具有导向功能的钻头进行先导孔钻进，在达到目标点后换成扩孔钻进行回拉扩孔，并在最后一次扩孔时将新管连接与钻头后，由此完成管道铺设作用。该技术的要点在钻孔轨迹的监测与调整，相关技术人员应对此给予高度重视。该技术理论上能够应用于各类地质条件中，特别是在大型障碍物的新管铺设中最为常见，其管径一般在0.3~1.2米范围内，最大施工长度为1500米。其优势在于施工简单、成型快和精度高，但在卵砾石与非粘性土的地质条件下施工难度较大，需要给予重视和规避。
        2.3导向钻进法
        导向钻进法是指将定向钻机设置于地面，在不进行土方开挖的基础上采用探测仪导向，控制钻杆钻头方向进行钻进，在达到设计轴线要求后经过多次扩孔并拖拉管道回拉就位完成管道铺设。根据管道作业方式不同，导向钻进法又分为干式成孔和湿式成孔。该钻进方法主要应用于小径管道铺设，管径一般小于25厘米，最大施工长度为200米。值得注意的是，该技术不能应用于砾石层与砂层的地下管道施工中，铺管深度在5米以内。

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        2.4螺旋钻进法
        螺旋钻进法工作原理为借助回转运动的切削头对土层进行切削，并将待铺设的钢套管置于螺旋钻杆外进行顶进，由此完成管道铺设施工。该技术主要应用与钢套管的地下管道施工中，管径不高于15厘米，其有效施工长度为20~100米。该技术的缺陷在于无法对方向进行有效控制，并在极软土和卵砾石层中施工难度较大，应对此给予规避。
        2.5冲级矛法
        冲级矛法工作原理为在工作坑内使用冲级方式进行排土钻孔，主要采用气动为驱动方式，并在冲击作用下以挤压方式成孔。而待铺设的管道连接气动锤后，随锤体的前进而完成铺设。该技术的优势在于操作简单、效率高，同时施工成本也相对较低，使用应用于40米范围内管径低于0.2米的分支管道铺设作业中。值得注意的是，该技术对于土层条件要求相对较高，一旦土质不均匀则会造成孔位发生较大偏移，其施工精度则相对较低。
        2.6夯管法
        夯管法工作原理为通过气动夯锤将管道夯入土层中，从而完成地下管道的施工。采用该方式铺设管道时，如果管径较小则可以直接使用闭口管套进行夯击铺管。当管径较大时则采用开口形式管道进行施工，并使用高压水进行排土。该技术不适用于含有大块卵石的地下土质中，但能够满足含水的底层管道铺设施工，因此在市政管道施工中也有着一定的应用。
        3 市政管道施工中的非开挖施工技术应用要点
        3.1前期准备工作
        在进行市政管道施工时，为保障非开挖施工技术应用的科学性与合理性，首先要做好前期准备工作。首先，对施工区域地质条件及施工现场周边环境进行全面勘察和调研，不仅要对市政管道所经过的地质条件进行全面掌控，同时也要对周边建筑、道路及河流等分布情况进行准确定位。其次，在正确掌握各类基本信息后还要对市政管道施工进行科学合理的规划与设计，该环节的重点在于工作坑与接收坑位置选择及管道路径规划，以及相关非开挖施工技术的标准和要求，如此才能推动市政管道工程的稳步有序推进。
        3.2施工过程技术控制
        强化施工过程技术控制是保障非开挖施工技术得以科学合理应用的关键所在，同时也是决定市政管道工程施工质量的核心要素。要想实现理想的技术控制效果，首先要对非开挖施工技术给予明确，并制定科学规范的施工技术标准和要求，由此指导施工人员进行市政工管道施工作业。其次，还要强化施工过程的技术控制与监管，设置专门的非开挖施工技术应用监督管理岗位，并落实监管责任制，由此督导施工现场的技术控制与管理。最后，还要注重工程验收工作，市政管理部门及监理机构还要注重市政管道施工的质量验收，由此保障非开挖施工技术的科学规范应用。相信随着施工过程技术控制工作的高质高效开展，必将推动市政管道施工水平的全面提升。
        加强施工环节的技术监管，
        4 结论
        综上所述，非开挖施工技术是当前市政管道施工的重要方式，为促进市政管道工程建设科学稳定发展，强化非开挖施工技术研究与应用具有十分重要的意义。笔者认为非开挖施工技术的应用，首先要基于科学有效的前期准备工作，并且还有强化施工过程的技术控制，由此才能促进市政管道施工质量及水平的全面提升。
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