非開挖施工技術(shù)在市政管線建設(shè)中的應(yīng)用
市政工程是城市運行的基礎(chǔ)工程，與城市居民的生活生產(chǎn)密切相關(guān)，對城市的綜合發(fā)展起著非常重要的推動作用。管道工程是市政工程的重要組成部分，具有建設(shè)周期長、工程量大、投入成本高、涉及人員和設(shè)備多等施工特點。傳統(tǒng)的市政管線工程采用開挖施工方式，不僅會影響周邊的交通和商業(yè)活動，還會影響周邊居民的正常生活。在我國建筑業(yè)和施工技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，非開挖施工技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于市政管線工程建設(shè)中。這種施工方法對路面破壞小，還能在一定程度上保護地下管線，延長其使用壽命，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
2非開挖施工技術(shù)概述
非開挖技術(shù)是利用先進的巖土鉆探技術(shù)和設(shè)備，改變傳統(tǒng)管道施工中大規(guī)模開挖土壤的方式，通過導(dǎo)向和定向鉆孔的方式完成地下管道的更換、鋪設(shè)和修復(fù)，不會影響施工環(huán)境周圍的交通、植被、商業(yè)和居民的正常生活，具有良好的社會效益。常用的施工方法有水平定向鉆法、頂管法、微型隧道法等。施工步驟通常是以下三個步驟。
首先，調(diào)查施工前要做細(xì)致的調(diào)查，包括施工環(huán)境的土質(zhì)情況，周邊管線的布置，周邊建筑物、構(gòu)筑物的施工等。，然后根據(jù)市政管線的施工要求和勘測結(jié)果，制定科學(xué)的地下鉆探施工方案，為市政管線施工提供要的數(shù)據(jù)參考。
二，安裝機械設(shè)備。根據(jù)井下鉆孔施工方案中制定的鉆孔路線，在預(yù)定的開口位置安裝相關(guān)機械設(shè)備，然后開挖事故作業(yè)坑，做好要的防護、支護、加固和排水，安裝鉆孔設(shè)備。
第三，鉆孔施工。非開挖施工環(huán)節(jié)主要分為兩個環(huán)節(jié):一是斜潛、開孔、直潛施工是破土的主要方向；其次，根據(jù)工程施工要求嚴(yán)格控制開孔直徑，根據(jù)不同等級要求擴大
孔，要時加固加厚孔壁，完成擴孔。
3非開挖技術(shù)的應(yīng)用價值
首先，與傳統(tǒng)的市政管線挖掘技術(shù)相比，非開挖技術(shù)主要是利用先進的鉆孔機械設(shè)備在地下環(huán)境中進行鉆孔和鋪設(shè)管線，較少依賴人力和大型挖掘設(shè)備，可以大大降低人工成本和設(shè)備租賃成本，減少資金投入，獲得較好的經(jīng)濟效益。
其次，非開挖技術(shù)由于在施工中不使用大型挖掘設(shè)備，可以大大提高施工的靈活性，即使在狹窄的環(huán)境中也可以進行，Z大限度地減少了對周圍居民正常生活的影響，具有良好的社會效益。
Z后，在市政管線施工中采用非開挖施工技術(shù)，可以得到更準(zhǔn)確的管線坑，大大提高市政管線施工質(zhì)量，避免與周圍建筑物接觸，確保管線施工符合設(shè)計要求。
非開挖技術(shù)不僅可用于市政工程中地下給排水管道的鋪設(shè)、維修和更換，還可用于地下電纜線路的改造，具有很好的應(yīng)用價值。然而，非開挖技術(shù)的使用高度依賴挖掘設(shè)備。目前國內(nèi)建筑行業(yè)的非開挖技術(shù)還沒有達到一個成熟的水平，離成熟國家還有很大差距。但發(fā)展中國家對非開挖技術(shù)重要性的認(rèn)識在不斷提高，我國對非開挖技術(shù)的研究也在不斷深入，在市政工程中的應(yīng)用范圍也在不斷擴大。
4非開挖技術(shù)的具體應(yīng)用方式
4.1頂管施工技術(shù)首先開挖工作坑，然后在工作坑內(nèi)安裝頂進設(shè)備。利用設(shè)備產(chǎn)生的頂推力將管道按設(shè)計坡度頂進土中，將頂出的土方運走。還需要在兩個工作坑中埋設(shè)工具管或挖掘機軟管。具體施工方法有人工頂管、水射流頂進和擠壓頂進、機械加壓等。具體施工要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際環(huán)境、管道的直徑和長度、土質(zhì)、經(jīng)濟等因素綜合確定。目前大部分管道在直線敷設(shè)、混凝土管、粘土的條件下，600mm~4000mm管道采用機械頂管施工。機械頂管施工法是目前管道工程施工中廣泛采用的非開挖技術(shù)，其中混凝土管道施工技術(shù)較為成熟。
4.2頂管施工的施工原則施工開始后，先在管道一側(cè)挖一口井，在挖好的基坑內(nèi)安裝導(dǎo)軌。
通常情況下，軌道會安裝在木材或混凝土技術(shù)上，管道會安裝在軌道上此外，頂管施工測量應(yīng)提前做好，以獲得準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)嚴(yán)格控制頂管的中線、標(biāo)高和坡度。用液壓千斤頂將預(yù)制好的鋼筋混凝土管推入土中，保持工具管以水平推力為核心。鋼筋混凝土管道推入土中前，應(yīng)對管道表面和內(nèi)部進行充分清理，確保內(nèi)部無雜質(zhì)，并在管道推入過程中及時排出進入管道的泥土，直至頂管作業(yè)完成。頂管施工過程中，廢渣分為干渣和濕渣，應(yīng)根據(jù)廢渣的不同類型進行處理和預(yù)防。如果地形距離較長或復(fù)雜程度較高，須采用吊裝施工方法，并輔以要的綠色建材保護措施，如泥漿夾套潤滑、激光校正等，以保證施工質(zhì)量。在頂管施工中，不僅要詳細(xì)勘察施工環(huán)境，還要綜合考慮井筒沿線的地質(zhì)條件。在保證頂管滿足長度要求的前提下，盡可能減少工作井和接收井的數(shù)量，減少工程量，減少開挖工作井對周圍環(huán)境的影響。施工時，施工井應(yīng)盡可能設(shè)置在頂管的中部，以方便施工時的移動。
4.3頂管施工技術(shù)隨著非開挖技術(shù)的不斷發(fā)展，頂管施工技術(shù)在建筑行業(yè)
的應(yīng)用范圍不斷擴大，特別是在大型過江工程、市政管線工程、環(huán)境保護等方面的施工，都凸顯了其獨特的技術(shù)優(yōu)勢[4]。這種施工方法是通過計算機進行引導(dǎo)和測試，用相同的曲線進行設(shè)計和挖洞，將管道移出引導(dǎo)孔，從而完成整個管道工程的施工。目前，頂管施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于地下管道施工中。與頂管施工方法相比，這種施工方法由于慣性矩較小，對于管徑較小的管道工程施工效果更好。因此，拔管施工技術(shù)多用于長距離、小管徑等特點的管道工程的施工中，因為這類工程容易因距離長而出現(xiàn)管道壓縮誤差。
4.4拔管施工工藝拔管施工需要在施工前用埋管探測儀探測埋管位置，確定
孔洞的深度和位置，確保孔洞能按照設(shè)計方案進入[5]。要嚴(yán)格控制埋地管線與地下管線的安全距離，確保符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。而排水、下水管道一般都是非金屬水泥做的，探測器探測不到。所以，如果要確定排水管道的直徑、深度和走向，就需要雷達進行輔助探測。通過雷達輔助探測，還可以避免拔管施工時碰到地面的定向孔，保證施工安全。詳細(xì)的施工過程是將探頭放在導(dǎo)管末端，將鋼管連接在導(dǎo)管端，然后通過管道對導(dǎo)管施加壓力，使導(dǎo)管帶動管道鉆出地面。安裝在導(dǎo)管端的鉆頭沒有特殊的形狀要求，彎鉆和豎鉆都可以。鉆頭上的導(dǎo)向器可以隨時獲得鉆孔的深度和方向，便于鉆頭在鉆進過程中遇到公路、河流、鐵路或障礙物時及時調(diào)整鉆進方向。如果需要向前調(diào)整鉆頭的深度和方向，可以通過調(diào)整導(dǎo)向頭的方向來完成，這樣就可以在地下形成一個圓形的洞穴。孔板的中線位于保護罩內(nèi)。倉位一旦形成，就會擴張解鎖倉位，接受倉位的旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。不同施工環(huán)境的土質(zhì)情況不同，鉆孔時產(chǎn)生的泥漿也不同。因此，應(yīng)科學(xué)控制失水，采取護壁措施。鉆孔完成后，管道也連接到要求的長度，即兩端的管道可以合攏，與鉆頭連接并拖入鉆孔，管道工程的施工就完成了。
4.5拔管施工技術(shù)特點:拔管施工技術(shù)在施工過程中不會影響地面交通，也不會
大規(guī)模影響居民的正常生活，有效改善了傳統(tǒng)市政管線施工對周邊居民的影響[6]。管簽施工技術(shù)能有效處理長距離電弧波，滿足地下切屑埋深的設(shè)計要求。同時，該施工工藝不會影響河道的通航，施工過程中不會破壞河道兩側(cè)的河床結(jié)構(gòu)。對施工時間沒有限制和要求。與傳統(tǒng)的開挖施工技術(shù)相比，工程量大大減少，工程周期短，安全系數(shù)高，成功概率高。與其他施工技術(shù)相比，頂管施工技術(shù)具有進場速度快、施工效率高、開挖面積小、施工成本低等優(yōu)點。
4.6夯管施工工藝夯管施工工藝與拔管施工工藝的工作原理完全相反。
這種施工技術(shù)是利用夯具產(chǎn)生的沖擊力將管道直接夯入土中[7]。夯管施工技術(shù)對施工環(huán)境的土質(zhì)地質(zhì)要求低，施工前的準(zhǔn)備工作
也比較簡單。只需要在需要鋪設(shè)管道的區(qū)域，每隔一段時間挖出機械作業(yè)所需的基坑。同時，夯管施工工藝的設(shè)備相對簡單，主要包括三個部分:風(fēng)管錘、發(fā)動機和空氣壓縮機，可以有效的完成夯管施工。采用夯管施工技術(shù)的設(shè)備雖然結(jié)構(gòu)相對簡單，但對設(shè)備的性能要求較高，需要夯管設(shè)備結(jié)合不同的施工要求產(chǎn)生強大的沖擊力。目前該類型設(shè)備在國內(nèi)還沒有量產(chǎn)，行業(yè)內(nèi)使用的大部分設(shè)備都是從國外進口的。
4.7夯管施工工藝的操作流程夯管施工工藝的操作流程是，首先將鋼管放入預(yù)先挖好的
基坑內(nèi)，用夯錘將鋼管底部錘實，在夯錘的強沖擊下將鋼管打入預(yù)設(shè)的管道內(nèi)[8]。由于這種施工方法施工前的準(zhǔn)備工作比較簡單，對施工區(qū)域的地質(zhì)條件沒有進行詳細(xì)的調(diào)查，在夯擊過程中管道容易與土壤中的巖石和障礙物發(fā)生碰撞，在一定程度上制約了夯管施工技術(shù)的應(yīng)用效果。為了在施工中盡量避免這種現(xiàn)象，業(yè)內(nèi)對夯管施工工藝的操作流程提出了更嚴(yán)格的要求。通過分區(qū)設(shè)置管坑，Z小化了管道與障礙物的碰撞概率，取得了較好的應(yīng)用效果。
5結(jié)論
綜上所述，非開挖技術(shù)在市政工程管道施工中具有諸多優(yōu)勢，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益，對提升我國市政工程建設(shè)水平具有重要意義。但國內(nèi)非開挖技術(shù)與發(fā)達國家還有一定差距，相關(guān)設(shè)備需要從發(fā)達國家進口，一定程度上增加了施工成本。相關(guān)人員應(yīng)加大非開挖技術(shù)的應(yīng)用研究，根據(jù)工程實際情況靈活選擇不同的非開挖技術(shù)手段，提高市政管線施工質(zhì)量，促進城市快速發(fā)展。
