非開(kāi)挖技術(shù)在市政給水管道施工中的運(yùn)用研究

劉芳群

摘? 要：近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，水管開(kāi)挖修復(fù)模式對(duì)城市交通、環(huán)境的維護(hù)和商業(yè)運(yùn)營(yíng)等方面都造成了一定的危害和負(fù)面影響，而非開(kāi)挖方式的供水設(shè)施對(duì)城市環(huán)境的維護(hù)等方面有很多優(yōu)點(diǎn)，與開(kāi)挖技術(shù)相比，這以技術(shù)有著難以超越的優(yōu)勢(shì)。本文就對(duì)非開(kāi)挖技術(shù)在市政給水管道施工中的運(yùn)用措施進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞：非開(kāi)挖;市政;給水管道;施工

地下管線(xiàn)是城市供水系統(tǒng)的重要組成部分。傳統(tǒng)的地下管線(xiàn)往往使用埋地管道，在一定程度上影響城市交通，影響人們的生活。要采取什么方式才能不打擾到人們的生活是現(xiàn)在的當(dāng)務(wù)之急。所謂非開(kāi)挖技術(shù)，是指不開(kāi)挖或開(kāi)挖少量的工作坑，利用當(dāng)前的巖土鉆掘技術(shù)進(jìn)行管道的維修和更換技術(shù)，其效率高、成本低、方便簡(jiǎn)單和環(huán)境無(wú)污染。

1、非開(kāi)挖施工技術(shù)簡(jiǎn)述

非開(kāi)挖施工技術(shù)是指在利用特殊的巖土鉆掘施工技術(shù)的基礎(chǔ)下，采用小開(kāi)挖或者不開(kāi)挖的施工手段進(jìn)行管道的鋪設(shè)，對(duì)已經(jīng)埋入地下的管道、電線(xiàn)電纜等進(jìn)行修復(fù)和更換的施工技術(shù)。目前，我國(guó)城市主要使用非開(kāi)挖技術(shù)施工的管道類(lèi)型有電線(xiàn)電纜、鋼鐵管道，涉及到電力、污水處理、天然氣等與居民生活息息相關(guān)的各個(gè)方面，而常用的非開(kāi)挖施工技術(shù)有水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法、頂管法、牽管法、托管法、微型隧道法（盾構(gòu)法）、夯管法等，在修復(fù)舊市政管道中常用原位固定法和纏繞法。與傳統(tǒng)的開(kāi)槽鋪設(shè)法相比具有更為廣泛的應(yīng)用前景，具備有更為高效、環(huán)境污染小、成本低、周期短、安全性高等多方面的優(yōu)勢(shì)。

2、非開(kāi)挖技術(shù)的重要性

2.1非開(kāi)挖技術(shù)的個(gè)性特征

非開(kāi)挖技術(shù)是自動(dòng)化程度較高、節(jié)約人工、機(jī)械化、施工速度快、全年不休、工程周期不長(zhǎng)、使整體設(shè)計(jì)工程的施工速度有效提高，促進(jìn)工作效率提升的技術(shù)。使用非開(kāi)挖技術(shù)有利于保護(hù)城市環(huán)境，也有益于穩(wěn)定城市正常運(yùn)營(yíng)，又因施工過(guò)程中施工場(chǎng)地較小，便于交通擁堵、喧囂的商業(yè)街正常作業(yè)，且在施工時(shí)，不用對(duì)地表結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，也不用進(jìn)行土方開(kāi)挖，有效改善了以往傳統(tǒng)技術(shù)帶來(lái)的干擾交通、污染環(huán)境等問(wèn)題。

2.2非開(kāi)挖頂管道技術(shù)的可行性

頂管道技術(shù)是指利用千斤頂對(duì)內(nèi)層結(jié)構(gòu)頂管安裝，進(jìn)行推力調(diào)節(jié)的技術(shù)。在市政給水管道施工過(guò)程中，頂管道技術(shù)主要體現(xiàn)在擠壓頂管、機(jī)械頂管、水射流頂管和人工頂管。此種非開(kāi)挖技術(shù)適用于市政管網(wǎng)改造工程，通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用，有效避免了施工帶來(lái)的交通中斷，尤其是對(duì)橫穿城市主干道下的管道進(jìn)行敷設(shè)時(shí)，頂管道技術(shù)是最佳選擇。在市政給水管道施工過(guò)程中，非開(kāi)挖頂管技術(shù)的應(yīng)用是可行的，也是必要的。

3、非開(kāi)挖施工技術(shù)在市政管道施工中的應(yīng)用

3.1水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法

水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法是目前市政管道施工種最為常見(jiàn)的一種非開(kāi)挖施工技術(shù)，靈活結(jié)合鉆探技術(shù)和控向技術(shù)來(lái)完成管道的鋪設(shè)。首先，在管道工程開(kāi)始施工之前，應(yīng)該完成所需鋪設(shè)管道的連接及相關(guān)組裝工作;然后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求事先設(shè)計(jì)好的施工線(xiàn)路，采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置將鉆頭鉆入地下，若遇見(jiàn)其他管道或障礙物，則進(jìn)行靈活的自行繞道措施，進(jìn)而達(dá)到指定的目標(biāo)位置;再然后，取下鉆頭，換上回程擴(kuò)孔器，再次使用機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，將之前的鉆孔孔徑進(jìn)一步擴(kuò)大;最后，通過(guò)一定的設(shè)備裝置依據(jù)施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行管道的擺放。水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法的使用，能有效防止其他管道出現(xiàn)被破壞的現(xiàn)象，避免擴(kuò)充孔徑時(shí)發(fā)生鉆孔坍塌的情況出現(xiàn)。在利用鉆頭鉆孔時(shí)，應(yīng)控制好鉆孔距離，每次鉆孔不能超過(guò)800m，深度不能超過(guò)30m，避免損壞機(jī)械設(shè)備。由于鉆孔過(guò)程遇見(jiàn)障礙物會(huì)自行繞道而行，因此該施工技術(shù)能靈活應(yīng)對(duì)地下復(fù)雜的情況，避免鉆頭受到損壞而造成經(jīng)濟(jì)損失。

3.2盾構(gòu)法

盾構(gòu)法在市政管道鋪設(shè)過(guò)程中較為常見(jiàn)，又被稱(chēng)為微型隧道法。盾構(gòu)一般由切削環(huán)、支撐環(huán)和襯砌環(huán)等具備特殊功能的部件組成的一種能夠一起完成管道鋪設(shè)以及襯砌施工的設(shè)備。其中切削環(huán)的主要起保護(hù)的作用，是一種保護(hù)設(shè)備，能有效保證施工內(nèi)部人員的安全以及施工設(shè)備的運(yùn)行。其中支撐環(huán)由于內(nèi)部有千斤頂?shù)拇嬖冢軌蚝茌p松的支撐起整個(gè)設(shè)備以便于整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行，且一般都會(huì)把千斤頂固定到切削環(huán)上，起到推動(dòng)整個(gè)盾構(gòu)的向前移動(dòng)的作用。襯砌環(huán)是在完成千斤頂?shù)墓ぷ髦箢A(yù)留的設(shè)備，主要在襯砌環(huán)內(nèi)部能夠進(jìn)行人工或者機(jī)械的砌塊施工操作，而且在完成一部分襯砌施工的基礎(chǔ)上，千斤頂就可以利用砌好的砌塊，借力向前進(jìn)行盾構(gòu)的推動(dòng)工作，繼續(xù)完成下一工作環(huán)節(jié)。盾構(gòu)中三部分相輔相成，又有自身獨(dú)特的功能，能更加有效的完成市政管道的施工。

3.3夯管法

夯管法是借助具備較大沖擊力的管錘將事先鋪設(shè)好的鋼管直接夯進(jìn)地下。夯管法要求鋪設(shè)的管道不得超過(guò)2m，一次性鋪設(shè)的管道不得超過(guò)100m。此方式對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的要求不太嚴(yán)格，只需要在所鋪設(shè)的管道階段設(shè)置管坑即可。該方式所使用到的設(shè)備比較簡(jiǎn)單，有發(fā)電機(jī)組、空壓機(jī)以及夯錘等工具。在使用夯錘擊打鋼管時(shí)，一定要注意擊打的具體位置，標(biāo)準(zhǔn)的擊打方法是使用夯錘擊打鋼管后端，打擊力會(huì)沿著鋼管傳輸?shù)焦芮?，該過(guò)程會(huì)對(duì)土體進(jìn)行切削，不但能夠降低鋼管和地面之間的摩擦，還能夠讓鋼管更加有效地進(jìn)入地面。在鋼管逐漸夯入地面的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意操作的連續(xù)性。例如在第一節(jié)鋼管塊夯入地下之前，可使用焊接方式將其與第二節(jié)連接，在第二節(jié)鋼管塊快要夯入地面之前，再焊接第三節(jié)，如此重復(fù)該動(dòng)作，直至將所有鋼管都夯入地面。然而該方式在實(shí)際使用過(guò)程中也有很大的缺陷，例如鋪設(shè)材料只限于鋼管，鋪設(shè)長(zhǎng)度也十分有限;并且無(wú)法詳細(xì)探測(cè)地下情況，當(dāng)碰到較大的障礙物時(shí)，例如大石塊、混凝土等，施工將無(wú)法繼續(xù)往下進(jìn)行，從而在無(wú)形中延長(zhǎng)了施工周期，增加了施工次數(shù)，提升了施工成本。

3.4牽管施工技術(shù)

目前牽管技術(shù)在多個(gè)國(guó)家和多個(gè)行業(yè)都獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是在市政管網(wǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目中得到了極佳的應(yīng)用效果。其施工流程是利用計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行導(dǎo)向與探測(cè)，導(dǎo)向孔根據(jù)設(shè)計(jì)曲線(xiàn)鉆進(jìn)，曲率半徑應(yīng)大于管徑的1500倍，之后再擴(kuò)大該導(dǎo)向孔，由此完成管線(xiàn)穿越的整個(gè)施工過(guò)程。牽管施工作為一項(xiàng)非開(kāi)挖地下管道的施工技術(shù)，與頂管法相比，牽管施工更適用于口徑較小的管道施工。這主要是因?yàn)榭趶叫〉墓艿谰邆湔w軸向抗彎慣性矩比較小，應(yīng)用牽管方式可以更好地對(duì)口徑較小、距離較長(zhǎng)的管道進(jìn)行施工，而使用頂管法極易發(fā)生壓縮失穩(wěn)的問(wèn)題。

3.5原位固定法

起初，原位固定法只是一種普通的管道鋪設(shè)及修復(fù)的管道施工技術(shù)，主要運(yùn)用于不擾動(dòng)土層的前提下更換老化或者失效的地下管道，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，原位固化法技術(shù)得到提升，逐漸成為維護(hù)城市地下管道設(shè)施的主要技術(shù)，能夠應(yīng)付各種大小不同、形狀不一、過(guò)渡區(qū)不同的地下管線(xiàn)的修復(fù)，管徑范圍在100至3000毫米。該法利用液態(tài)熱固性樹(shù)脂襯到舊管道內(nèi)壁上，然后通過(guò)加熱器進(jìn)行加熱，促進(jìn)樹(shù)脂的固化，從而在舊管上形成一層緊密配合的樹(shù)脂薄層，對(duì)管道的流量影響較小，還可提高流動(dòng)性能，并增長(zhǎng)管道的使用壽命。

4、結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平和生活質(zhì)量不斷提升，人們對(duì)城市建設(shè)的了解也越來(lái)越豐富，而給水管道施工作為市政建設(shè)中的首要任務(wù)之一，更是直接關(guān)系著市政建設(shè)的各種效益。非開(kāi)挖鋪管技術(shù)在市政給水管道施工中的有效應(yīng)用，不但減少了路面開(kāi)挖，降低了施工費(fèi)用，而且解決了一些在傳統(tǒng)開(kāi)挖技術(shù)上不能解決的問(wèn)題，例如在西氣東輸，天然氣置換等方面開(kāi)挖技術(shù)都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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