馬曉昱 司杰 郭敏

摘要：伴隨著我國城鎮(zhèn)建設的發(fā)展，廣大人民群眾對市政工程的需求越開越多，要求也在逐步提高，不再僅僅滿足于生活的便利，同時更加關注城鎮(zhèn)的整、體面貌。非開挖管道施工技術由于其在市政工程施工中的眾多優(yōu)點而逐漸被廣泛應用，本論文主要介紹非開挖管道施工技術中的項管施工技術和水平導向鉆機施工技術的特點和工藝，重點分析了非開挖管道施工技術在市政工程建設中的應用，對于進一步提高非開挖管道施工的質量水平具有一定借鑒意義。

關鍵詞：市政工程 管道施工 非開挖工程

一、非開挖管道施工的形成

地下管網(wǎng)是城市基礎設施的重要組成部分，日夜肩負著傳送信息和能量的重要任務。為城市處理污水的系統(tǒng)、自來水、煤氣、電力和通訊設施等等都屬于地下管網(wǎng)之內，要對上述市政設施進行改建、新建、擴建，需要工程技術人員進行安全的管道安裝。傳統(tǒng)的挖槽埋管地下管線施工技術由于對地面交通影響較大，使本來就擁擠繁忙的城市交通如同雪上加霜，同時給市民工作、生活帶來許多不便，特別在人口稠密的城市和交通擁擠的地區(qū)以及不允許開挖的地段，這個矛盾就更加突出。市政工程如何使這些安裝工程對城市的影響減至最小，如何盡可能減少對人們日常生活的影響。已經(jīng)成了一個迫切解決的問題。 非開挖技術將完全能解決這些難題，提供安全及經(jīng)濟的施工方法。非開挖技術自問市以來已有近百年的歷史，當時它僅僅是一種避開地表障礙物的施工技巧。隨著社會和技術進步，特別是微電子技術、機械、自動控制技術的發(fā)展，非開挖技術已經(jīng)發(fā)展成為一種不開挖地表或最少開挖的條件下探測、檢查、修復、更換和鋪設管線的高新技術。

目前，由于前期規(guī)劃的滯后及后期規(guī)劃的調整，許多市政管線都是在已建的原有城市道路下施工，明挖施工雖然比較常用，但是對周圍的環(huán)境影響比較大，而且很多主干道禁止明開挖施工，另外，我國許多城市的現(xiàn)有地下管線也需要維護和更換。因而非開挖施工越來越多地被采用，并且日益受到政府支持和社會提倡。

二、現(xiàn)今市政管道非開挖工程的使用

隨著近年來城市建設的大規(guī)模發(fā)展，城市居民對生活環(huán)境的質量提出更高的要求。各級政府都致力于新區(qū)開發(fā)和老城區(qū)改造．而城區(qū)水污染的治理和水資源的保護又是重中之重。大中型城市采取的幾乎一樣的方法截污治污。但隨之而來的困難是污染源到污水廠（或排放口）均需經(jīng)過人口稠密區(qū)或大型建筑物、構筑物及支流小河等。所以非開挖技術成為首選。

三、目前常用的非開挖施工技術

1、頂管施工

頂管施工常采用的施工方法為密封機械式頂管施工方法，其中機械式頂管施工常用的施工方法有泥水平衡式和土壓平衡式兩種，頂管施工常用的管材有砼管、鋼管、玻璃鋼夾砂管。根據(jù)在具體的施工過程中以鋼筋混凝土管的頂管技術最為成熟。

鋼筋混凝土頂管在我國二十世紀八十年代末開始工程實踐至今已經(jīng)形成了多管徑長距離頂管的成熟技術，頂管管徑從Ｄn150到Ｄn2500無所不行，頂管所能穿越的土層適應范圍也逐步加大，頂管不僅能穿越復雜的管路、也能穿越河道等地下水位較高的地域。

（１）頂管特點

①施工完成后管道適應變形的能力強：②管內的拼裝工作量?。孩凼┕す軓降倪m應性強：④施工速度相對較快：⑤施工風險較?。?/p>

（２）項管法不足之處

①要求管線的曲率半徑較大：②工作井相對較深：③遇到中繼站異常需全氣壓頂進。

（３）頂管施工的基本原理為

從地面開挖兩個基坑井，然后管節(jié)從工作井安放，通過主項千斤頂或中繼問的頂推機械的頂進，推動管節(jié)從工作井預留口穿出，穿越土層到達接收井的預留口邊，然后通過接收井的預留口穿出。形成管道的施工．

頂管施工時，是從一口預先施工好的工作井為出發(fā)點，采用液壓千斤頂提供水平推力，將預制好的鋼筋混凝土管一節(jié)一節(jié)隨工具管從工作井前壁預留的洞口中向土層中頂進，同時將擠入工具管內的泥土運走，如此往復直到工具管到達前方的預先施工好的接收井。頂管作業(yè)時，管內的出渣又分干出渣和濕出渣。

在長距離復雜地段頂管施工中還要采用一系列的輔助措施，比如泥漿套潤滑、氣壓頂進、中繼站設置、激光糾偏等。頂管法工作井的設置應根據(jù)管道沿線地質條件，在滿足頂管頂長的前提下，盡景減少工作井數(shù)量。工作井盡量設置在頂管中部，使工作井向左，向右兩個方向頂管。工作井采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，以逆作法或沉井法施工。接收井應盡量設置在頂管端部，井的大小滿足接收頂管機頭的要求。接受井采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，以逆作法或沉井法施工。

2、水平導向鉆機施工法

水平定向鉆技術最早出現(xiàn)在70年代，是傳統(tǒng)的公路技術的結合，這已成為目前廣受歡迎的施工方法。水平影響最小的施工方法，這項技術同時還可以為管道提供最少了維護費用，同時不會影響河流運輸并縮短施工期，證明是目前效率最高，成本最低的穿越施工方法。

使用水平定向鉆機進行管線穿越施工，一般分為二個階段：第一階段是按照設計曲線盡可能準確的鉆一個導向孔：第二階段是將導向孔進行擴孔，并將產(chǎn)品管線（一般為ＰＥ管道，光纜套管，鋼管）沿著擴大了的導向孔回拖到導向孔中，完成管線穿越工作。

（１）導向孔

鉆機施工前要對穿越路徑進行查勘，查明障礙和其他管線，在施工中注意避讓和避免損壞其他管線設施。根據(jù)穿越的地質情況，選擇合適的鉆頭和導向板或地下泥漿馬達，開動泥漿泵對準入土點進行鉆進。鉆頭在鉆機的推力作用下由鉆機驅動旋轉（或使用泥漿馬達帶動鉆頭旋轉）切削地層，不斷前進，每鉆完～根鉆桿要測量一次鉆頭的實際位置，以便及時調整鉆頭的鉆進方向，保證所完成的導向孔曲線符合設計要求，如此反復，直到鉆頭在預定位置出土，完成整個導向孔的鉆孔作業(yè)。

鉆機施工中的導向，一般采用無線電傳感儀器測控，發(fā)射單元位于鉆頭內，連續(xù)的發(fā)出電磁波。接收單元位于導向員或機械操作者處，接收機能檢測倒鉆頭深度、水平位置、傾角、鉆頭板角度、溫度等數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)指導操作手操作鉆機。

（２）預擴孔和回拖管線：

在市政管道施工過程中，一般情況下，如果使用小型鉆機時，直經(jīng)在大于200毫米時，就要進行預擴孔，使用大型鉆機時，當產(chǎn)品管線直徑大于Dn350mm 時，也需進行預擴孔，預擴孔的直徑和次數(shù)，視具體的鉆機型號和地質情況而定．

回拖管線時，先將擴孔工具和管線連接好。然后，開始回拖作業(yè)．并由鉆機轉盤帶動鉆桿旋轉后退，進行擴孔回拖，管線在回拖過程中是不旋轉的，由于擴好的孔中充滿泥漿，所以管線在擴好的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁四周與孔洞之間由泥漿潤滑，這樣即減少了回拖阻力，又保護了管線防腐層，經(jīng)過鉆機多次預擴孔，最終成孔直徑一般比管子直徑大200mm，所以不會損傷防腐層。

在鉆導向孔階段，鉆出的孔往往小于回拖管線的直徑。為了使鉆出的孔徑達到回拖管線直徑的1.3～1.5倍，需要用擴孔器從出土點開始向入土點將導向孔擴大至要求的直徑。地下孔經(jīng)過預擴孔，達到了回拖要求之后，將鉆桿、擴孔器、回拖活節(jié)和被安裝管線依次連接好，從出土點開始，一邊擴孔一邊將管線回拖至入土點為止。

一般來說，定向鉆機適用于均質地層的施工，但遇到砂夾卵石地層時，在導向和成孔方面都存在問題，為了對付這種地質條件，可以采用全地層的鉆機解決這個問題。

結束語

近幾年以來在市政工程中，特別是深覆土大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程、舊城區(qū)改建的管道工程中非開挖管道施工其優(yōu)越性越發(fā)明顯。目前已大量應用于自來水、燃氣、雨污水、電力通訊管線的施工，頂管口徑達到2400毫米，單次施工長度達到300米。

時代要前進，城市要發(fā)展。市政配套設施要完善，地下各種管道建設將會大量增加。。隨著科學技術的發(fā)展，非開挖管道施工技術還將取得更大的進步和更廣泛的應用。因此，我們要不斷的學習和探討，總結經(jīng)驗和教訓，進一步地完善和提高我們的非開挖管道施工技術。