市政公用設(shè)施建設(shè)中非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用

楊瑞嫻

摘 要：在我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快的今天，城市公用管網(wǎng)鋪設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，傳統(tǒng)開(kāi)挖方式導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)布滿了大量“戰(zhàn)壕”式溝槽，“拉鏈?zhǔn)健瘪R路的現(xiàn)象并沒(méi)有得到有效解決。這種現(xiàn)象的長(zhǎng)期存在，不僅會(huì)阻塞交通，還會(huì)產(chǎn)生大量安全隱患，將對(duì)城市形象造成極大影響，并會(huì)破壞整體投資環(huán)境，將大大增加市政設(shè)備重復(fù)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，造成嚴(yán)重浪費(fèi)。同時(shí)，由地面開(kāi)挖坑槽進(jìn)行管道埋設(shè)，或明挖修筑地下通道，都會(huì)對(duì)地面交通、施工場(chǎng)地造成極大影響。作為一項(xiàng)新型地下管線建設(shè)方式，非開(kāi)挖施工技術(shù)水平的不斷提高，在市政公用設(shè)施建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。為此，本文在充分了解非開(kāi)挖頂管技術(shù)概況的基礎(chǔ)上，對(duì)市政公用設(shè)施建設(shè)中非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：市政公用設(shè)施建設(shè)；非開(kāi)挖技術(shù)；概況

中圖分類號(hào)：TU990.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0088-02

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快，加大了我國(guó)城市的建設(shè)力度，但其在高速發(fā)展的同時(shí)，也面臨著環(huán)境、人口及資源等多方壓力，市政工程對(duì)地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及服役性提出的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)“拉鏈?zhǔn)健泵魍谑┕?，因其存有大量?fù)面影響，如堵塞交通、綠地破壞及空氣污染等，已無(wú)法滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，正是在這種形勢(shì)下非開(kāi)挖技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。非開(kāi)挖技術(shù)在我國(guó)市政公用設(shè)施建設(shè)被廣泛應(yīng)用于鋪設(shè)管線、修復(fù)管道等。則在鋪設(shè)管線時(shí)，往往可將其劃分為頂管法、水平定向鉆進(jìn)法及導(dǎo)向鉆進(jìn)法等。其中最常見(jiàn)的為頂管法，為此，本文以頂管法為研究對(duì)象，對(duì)市政公用設(shè)施建設(shè)中非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探討。

1 非開(kāi)挖頂管技術(shù)的概況

上世紀(jì)70年代非開(kāi)挖技術(shù)誕生，并于90年代逐步向我國(guó)傳入?，F(xiàn)階段在給排水、電力等方面的管理建設(shè)及修復(fù)中得到了廣泛應(yīng)用。非開(kāi)挖是指選取多種巖土鉆掘設(shè)施及技術(shù)方式，利用導(dǎo)向、定向鉆進(jìn)等方法在地表極小部分開(kāi)挖的情況下，對(duì)地下各類管線敷設(shè)、更換及修復(fù)的新施工技術(shù)，與傳統(tǒng)明挖技術(shù)相比，非開(kāi)挖技術(shù)具有更多優(yōu)勢(shì)，其不會(huì)造成交通堵塞，不會(huì)破壞綠地，更不會(huì)影響周?chē)恼Ｖ刃?，能夠降低?duì)人們生活、工作的影響程度，具有良好社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

作為非開(kāi)挖技術(shù)的重要類型，頂管法主要包含敞開(kāi)式、泥水平衡式及氣壓平衡式等，在市政管網(wǎng)工程施工中頂管法得到了廣泛應(yīng)用。將相應(yīng)數(shù)量的小基坑設(shè)置到管網(wǎng)施工路線上，以此作為工作井，且將其看做是某段頂管的起止點(diǎn)，并將圓孔設(shè)置到工作井側(cè)壁上，以此看做是頂管進(jìn)出口，出口圓孔壁對(duì)面?zhèn)葔槌袎罕冢S后將承壓墊板及液壓千斤頂安裝其上，在管內(nèi)端部位置進(jìn)行土方挖掘，且按照設(shè)計(jì)中心線與高程規(guī)定，頂入完成鋪設(shè)的管子。

2 市政公用設(shè)施建設(shè)中非開(kāi)挖技術(shù)要點(diǎn)分析

某管網(wǎng)工程路段1長(zhǎng)度為1599m，預(yù)埋玻璃鋼污水支管DN300長(zhǎng)度為602m，直徑100cm檢查井40座；2835m為路段2的長(zhǎng)度，3158m為玻璃鋼夾砂污水管DN400；81.9m為玻璃鋼夾砂污水管DN500長(zhǎng)度，1264m為DN300長(zhǎng)度，直徑100cm的檢查井共有81座。

2.1 施工準(zhǔn)備

施工前期必須詳細(xì)調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，主要內(nèi)容包含以下幾點(diǎn)：

第一，根據(jù)周?chē)恕④?chē)流量的實(shí)際情況，進(jìn)行交通導(dǎo)向牌的設(shè)置，特殊情況下，需指派專人進(jìn)行交通指揮。

第二，在對(duì)有關(guān)資料詳細(xì)查閱的基礎(chǔ)上，選取探測(cè)技術(shù)對(duì)各個(gè)管道進(jìn)行準(zhǔn)確定位，如煤氣、供水等。

第三，全面調(diào)查地下設(shè)施與土質(zhì)實(shí)際情況。調(diào)查結(jié)果表明，施工地土層分布情況如下表1所示。

除此之外，還對(duì)工具管迎面阻力進(jìn)行了測(cè)算，在頂進(jìn)施工中管道受力指標(biāo)等如下所示。

（1）工具管迎面阻力，公式如下：

其中，工具管迎面阻力可由Fp表示；

頂管外徑可由D表示；

頂管內(nèi)徑可由d表示；

阻力系數(shù)可由k表示；

由此得出，280kN為此工程工具管迎面阻力。

（2）頂進(jìn)施工中管道受力情況，公式如下：

其中，管道頂進(jìn)環(huán)節(jié)整體受力可由F表示；

土層重力密度可由γ表示；

管道頂管土層厚度可由H表示；

管道土層內(nèi)摩擦角可由j表示；

單位長(zhǎng)度管道自重力則由ω表示；

管道頂進(jìn)長(zhǎng)度可由L表示；

摩擦系數(shù)則由f表示；

由此可見(jiàn)，2983kN為此工程管道頂進(jìn)施工整體受力值。

2.2 井位設(shè)計(jì)

完成上述作業(yè)后，即可按照施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，進(jìn)行井位布局及設(shè)計(jì)，要求在流水位下游部位設(shè)置工作井，以此為及時(shí)排除管道積水提供便利。因工作井成本較高，基于經(jīng)濟(jì)性原則，可在此工程各段路分別進(jìn)行1個(gè)頂管工作井及接受井。工作井長(zhǎng)度為3m，寬度為4m，高度為6m，且將集水坑設(shè)置到工作井內(nèi)，選取350mm以上砂礫道床用于工作井，相隔一定距離進(jìn)行枕木安裝，規(guī)格尺寸為200x150x2500mm，為偏差控制提供便利。除此之外，為避免工作井出現(xiàn)沉降問(wèn)題，需在管底和枕木相隔40mm左右，將2根重軌設(shè)置到各路段兩邊，628mm為兩軌距離。

2.3 頂進(jìn)施工

完成井位設(shè)計(jì)及各項(xiàng)檢查工作以后，需及時(shí)進(jìn)行掘土、頂進(jìn)施工。本工程選取的頂進(jìn)設(shè)備為液壓千斤頂，自重為200t，并配合其他設(shè)備，如頂鐵、高壓油泵等。選取工作井與接受井一起頂進(jìn)施工的方式，通過(guò)人工掘土的方式進(jìn)行主體頂進(jìn)施工，順著人工掘出的土壁將管子頂進(jìn)，其施工質(zhì)量對(duì)頂進(jìn)施工的準(zhǔn)確性起到?jīng)Q定性作用，為保證施工安全，應(yīng)確保土壁能夠和管壁平行，及時(shí)向指定堆放位置運(yùn)送掘出的土，降低對(duì)設(shè)備、閥門(mén)等部位的損害，這對(duì)校驗(yàn)系統(tǒng)氣密性的準(zhǔn)確性極為有利。與此同時(shí)，要求掘土50cm，即進(jìn)行一次頂進(jìn)施工，要求勻速頂進(jìn)作業(yè)，確保其速度的均勻性，頂進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)對(duì)前方施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，避免出現(xiàn)偏移問(wèn)題。

2.4 誤差測(cè)量及校正

頂進(jìn)施工前期，應(yīng)將方向先及水準(zhǔn)點(diǎn)預(yù)先設(shè)置到工作井內(nèi)，頂進(jìn)相應(yīng)距離后，需對(duì)頂管前端方向、高程進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，如出現(xiàn)問(wèn)題，需及時(shí)選取千斤頂做好校正工作。

3 非開(kāi)挖技術(shù)的注意事項(xiàng)

近年來(lái)，伴隨科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，在我國(guó)非開(kāi)挖技術(shù)得到了快速發(fā)展，但在具體實(shí)踐中，非開(kāi)挖技術(shù)仍存有諸多問(wèn)題，其原因主要包含不具備完善的非開(kāi)挖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范、直接可觀察性較低及建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)等。為此，在市政公用設(shè)施建設(shè)中，必須提高非開(kāi)挖技術(shù)水平，全面控制施工質(zhì)量。其施工注意事項(xiàng)如下：

施工單位要將沉降觀測(cè)點(diǎn)布置在管道上方的路面頂部，每天定期觀測(cè)頂管機(jī)頭穿越路面的情況，每完成一節(jié)的頂進(jìn)，需要在頂前頂后各測(cè)一次，并將土體隆起曲線、隆起量、沉降和最大沉降詳細(xì)記錄下來(lái)。對(duì)每個(gè)沉降點(diǎn)位的原始資料進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量得出的數(shù)據(jù)編制成冊(cè)，同時(shí)根據(jù)沉降量對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，使其在頂管施工中發(fā)揮重要作用，最大程度的降低頂管對(duì)路面的影響。

完成頂管施工后，不但要進(jìn)行膨潤(rùn)土泥漿置換，而且要對(duì)路面下方加強(qiáng)補(bǔ)漿，水泥砂漿能夠通過(guò)設(shè)置在管道上的注漿孔注入路面下方的土體中，使路面下方土體的空隙得到填補(bǔ)，使路面下方土體的強(qiáng)度能夠最快速度的恢復(fù)到頂進(jìn)前的狀態(tài)，從而路面的穩(wěn)定性得到提升，安全性有所保障。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著各項(xiàng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善，對(duì)于市政道路建設(shè)的質(zhì)量也有了更高的要求。非開(kāi)挖技術(shù)在地下管網(wǎng)的施工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，不僅有效的提高了地下管網(wǎng)的施工質(zhì)量，也在最大限度上減少了施工操作對(duì)于周邊自然環(huán)境的影響。頂管施工技術(shù)屬于非開(kāi)挖施工方式中的一種，通過(guò)提高頂管施工技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，可對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制，進(jìn)而為具體工程施工提供科學(xué)指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1]宋洋，任亮，闞紅明，等.頂管技術(shù)在城市給排水管道建設(shè)中的應(yīng)用[J].電子制作，2013，（15）：194-194.