非开挖施工技术在市政管道施工中的应用 杜志成

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:杜志成
[导读] 摘要:近年来,传统管道施工一般采用开挖的施工方式,该方法不但操作极为复杂烦琐,而且会对城市交通产生较大的影响。
        台山市自来水有限公司  广东台山  529200
        摘要:近年来,传统管道施工一般采用开挖的施工方式,该方法不但操作极为复杂烦琐,而且会对城市交通产生较大的影响。因此,非开挖施工技术在管道施工中得到了广泛应用。
        关键词:非开挖施工技术;市政管道施工;应用
        引言
        市政管道工程需要消耗大量人力、财力及物力,且施工周期较长。若采用开挖式施工,则会影响施工区域内的交通及商业活动,并且还会对周围居民造成一定的影响。而非开挖施工技术秉承不开挖或者少开挖的原则,完成市政管道铺设、替换或者维修工作,极为便利,不会产生较大不良影响。此外,采用非开挖施工技术不会对上部土层造成影响,可对地下管道形成一定的防护,延长市政管道使用寿命。在市政管道施工中采用非开挖施工技术,无论是经济效益还是社会效益都要远高于开挖式施工。
        1非开挖技术原理及其概述
        在不伤害地表的情况下进行地下管线铺设、探测地下管线以及对地下管线进行更新和维修,进一步完善城市管线铺设的工作就是非开挖技术。在工程实施过程中,非开挖技术的应用令工程施工带给城市的影响降到最低,保障了工程质量。因此非开挖技术具备高效、适用和经济的特征。非开挖技术同时也代表着城市建设进程的现代化。而其中顶管法管道施工于非开挖施工技术中较为常见,其次是冲击钻进法、导向钻进法及水平定向钻进法等。
        2非开挖施工技术在市政管道施工中的应用
        2.1冲击矛法
        冲击矛采用的是压缩空气驱动,因其似矛体,则被称为冲击矛。一般主要由重型活塞与钢制外套构成,受气压作用的影响,矛体内活塞会作往复运动,进而冲击矛头,在此作用下矛头钻入土层并不断前进,最终成孔。需要铺设的管道则接在矛体后面,在成孔的过程中一次性铺入。在实际施工过程中,受矛体和土层摩擦力及活塞运动冲击作用的影响,矛体向前的冲击力要远远大于回城反作用力,因此,冲击矛可在土层中自由移动,比较灵活。冲击矛铺管法的优势在于其施工简单易操作、成本低且效率高,一般用于管道直径不超过200mm、铺设长度不超过20m且土层含水量不高的市政管道工程当中。冲击矛带往复式凿头也可在含有砾石的土层当中使用。在部分特殊情况下,也使用这种方法铺设管径较大的管道,但不是一次性铺入,而是先采用冲击矛钻孔,然后采用钢丝绳、卷扬机及刮板等工具扩大孔径,最后铺设管道。
        2.2水平定向钻铺设
        由于非开挖实数施工过程比较复杂,操作要求比较专业,而且工程建设的要求高。利用非开挖技术进行市政工程建设时,通常会采用水平定向的钻取方式,不仅能减少管道损害的几率,而且便于缩短施工周期。目前在市政工程建设中,使用的管道规格通常为65cm,水平施工时可以直线进行建设,也可以采用曲线的路径进行施工。可以运用PE或者其他材质的管道,在施工前期做好施工图的设计,对于钻孔的位置进行定位,经过科学合理的规划,完成水道管的施工流程。在水平导向施工建设中,进行铺设材质的选用时,施工前必须在地面上进行铺设,曲线的建设路段需要一定角度的转角,钻进的长度需要大于750米。且导向对于系统的定位进行深度丈量。
        2.3滑衬法
        施工难点:以滑衬法对污水管道修复的施工中,需通过对环隙注浆提升管道的结构强度。

注浆效果决定了内衬管的抗弯强度,因此,注浆过程是决定滑衬法修复效果的关键环节。施工质量的控制是注浆施工中的难点。对策分析:针对易受人为因素影响的注浆工艺,加强制度管理与技术指导是最大限度地消除人为不确定因素,保证施工质量稳定性和可靠性的关键,因此,结合施工经验及质量管理的相关建议,在注浆工艺中需要注意以下2点:①完善质量检查验收签证制度。现场设专职质检人员,应做好每一道工艺(工序)检验工作,严格执行各项质量检验程序,上一道工序未经检验合格不得进入下一道工序。②加强施工技术指导。专业技术人员需与深入现场指导、质检与测试人员准确检测,强化各个工序、工种和工艺的质量控制,充分理解设计意图,并认真做好设计图的自审与会审,逐级进行技术交底,严格按设计图、相关技术规范及操作规程的要求进行施工。
        2.4夯管法
        夯管法是借助具备较大冲击力的管锤将事先铺设好的钢管直接夯进地下。夯管法要求铺设的管道不得超过2m,一次性铺设的管道不得超过100m。此方式对施工现场的要求不太严格,只需要在所铺设的管道阶段设置管坑即可。该方式所使用到的设备比较简单,有发电机组、空压机以及夯锤等工具。在使用夯锤击打钢管时,一定要注意击打的具体位置,标准的击打方法是使用夯锤击打钢管后端,打击力会沿着钢管传输到管前,该过程会对土体进行切削,不但能够降低钢管和地面之间的摩擦,还能够让钢管更加有效地进入地面。在钢管逐渐夯入地面的过程中,应当注意操作的连续性。然而该方式在实际使用过程中也有很大的缺陷,例如铺设材料只限于钢管,铺设长度也十分有限;并且无法详细探测地下情况,当碰到较大的障碍物时,例如大石块、混凝土等,施工将无法继续往下进行,从而在无形中延长了施工周期,增加了施工次数,提升了施工成本。
        2.5原位换管法
        原位换管法主要是将原有管道切碎或压碎,在原有管道路线基础上顶入新的管道,根据破碎原有管道及顶入新管道的方式不同,又可以分为吃管法与胀管法。吃管法采用隧道掘进机对原有管道进行破碎,并将碎片排出作业坑,然后顶入新的管道;而胀管法则是采用气动锤破碎原有管道,并将碎片压入土层当中,最后拉入新的管道。胀管法的优势在于可以铺设与原有管径相同甚至超出原有管径的管道,成本费用较低,施工效率较高。但是其缺点是压入土层的碎片可能会对新管道保护层造成破坏。吃管法其实质上属于一种微型隧道铺管法,新顶入的管径要小于原有管径。
        2.6牵管施工技术
        目前牵管技术在多个国家和多个行业都获得了广泛的应用,特别是在市政管网改扩建项目中得到了极佳的应用效果。其施工流程是利用计算机控制进行导向与探测,导向孔根据设计曲线钻进,曲率半径应大于管径的1500倍,之后再扩大该导向孔,由此完成管线穿越的整个施工过程。牵管施工作为一项非开挖地下管道的施工技术,与顶管法相比,牵管施工更适用于口径较小的管道施工。这主要是因为口径小的管道具备整体轴向抗弯惯性矩比较小,应用牵管方式可以更好地对口径较小、距离较长的管道进行施工,而使用顶管法极易发生压缩失稳的问题。
        结语
        伴随城市的发展,市政给水管道工程也在不断改善。而非开挖技术的应用既能够保障不污染环境,减少工程周期,降低工程成本,促使市政给水管道工程得以顺利开展。因此,非开挖技术是市政给水管道工程常用的技术之一。
        参考文献
        [1]张立胜.简议非开挖技术在市政给水管道施工中的应用[J].建材发展导向(上),2020,18(4):392.
        [2]胡晓卫.市政给水管道工程非开挖施工技术研究[J].工程技术研究,2020,5(11):123-124.
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