非開挖施工技術在市政管線建設中的應用
來源：m.sxdbg.com 發布時間：2023-01-21
非開挖施工技術在市政管線建設中的應用
市政工程是城市運行的基礎工程，與城市居民的生活生產密切相關，對城市的綜合發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，具有建設周期長、工程量大、投入成本高、涉及人員和設備多等施工特點。傳統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活動，還會影響周邊居民的正常生活。在我國建筑業和施工技術不斷發展的背景下，非開挖施工技術越來越廣泛地應用于市政管線工程建設中。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，具有良好的經濟效益和社會效益。
2非開挖施工技術概述
非開挖技術是利用先進的巖土鉆探技術和設備，改變傳統管道施工中大規模開挖土壤的方式，通過導向和定向鉆孔的方式完成地下管道的更換、鋪設和修復，不會影響施工環境周圍的交通、植被、商業和居民的正常生活，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，調查施工前要做細致的調查，包括施工環境的土質情況，周邊管線的布置，周邊建筑物、構筑物的施工等。，然后根據市政管線的施工要求和勘測結果，制定科學的地下鉆探施工方案，為市政管線施工提供要的數據參考。
二，安裝機械設備。根據井下鉆孔施工方案中制定的鉆孔路線，在預定的開口位置安裝相關機械設備，然后開挖事故作業坑，做好要的防護、支護、加固和排水，安裝鉆孔設備。
3非開挖技術的應用價值
首先，與傳統的市政管線挖掘技術相比，非開挖技術主要是利用先進的鉆孔機械設備在地下環境中進行鉆孔和鋪設管線，較少依賴人力和大型挖掘設備，可以大大降低人工成本和設備租賃成本，減少資金投入，獲得較好的經濟效益。
其次，非開挖技術由于在施工中不使用大型挖掘設備，可以大大提高施工的靈活性，即使在狹窄的環境中也可以進行，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，可以得到更準確的管線坑，大大提高市政管線施工質量，避免與周圍建筑物接觸，確保管線施工符合設計要求。
非開挖技術不僅可用于市政工程中地下給排水管道的鋪設、維修和更換，還可用于地下電纜線路的改造，具有很好的應用價值。然而，非開挖技術的使用高度依賴挖掘設備。目前國內建筑行業的非開挖技術還沒有達到一個成熟的水平，離成熟國家還有很大差距。但發展中國家對非開挖技術重要性的認識在不斷提高，我國對非開挖技術的研究也在不斷深入，在市政工程中的應用范圍也在不斷擴大。
4非開挖技術的具體應用方式
4.1頂管施工技術首先開挖工作坑，然后在工作坑內安裝頂進設備。利用設備產生的頂推力將管道按設計坡度頂進土中，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。具體施工要根據施工現場的實際環境、管道的直徑和長度、土質、經濟等因素綜合確定。目前大部分管道在直線敷設、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，其中混凝土管道施工技術較為成熟。
4.2頂管施工的施工原則施工開始后，先在管道一側挖一口井，在挖好的基坑內安裝導軌。
通常情況下，軌道會安裝在木材或混凝土技術上，管道會安裝在軌道上此外，頂管施工測量應提前做好，以獲得準確的測量數據，并根據測量數據嚴格控制頂管的中線、標高和坡度。用液壓千斤頂將預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，應對管道表面和內部進行充分清理，確保內部無雜質，并在管道推入過程中及時排出進入管道的泥土，直至頂管作業完成。頂管施工過程中，廢渣分為干渣和濕渣，應根據廢渣的不同類型進行處理和預防。如果地形距離較長或復雜程度較高，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，以保證施工質量。在頂管施工中，不僅要詳細勘察施工環境，還要綜合考慮井筒沿線的地質條件。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量，減少工程量，減少開挖工作井對周圍環境的影響。施工時，施工井應盡可能設置在頂管的中部，以方便施工時的移動。
4.3頂管施工技術隨著非開挖技術的不斷發展，頂管施工技術在建筑行業
的應用范圍不斷擴大，特別是在大型過江工程、市政管線工程、環境保護等方面的施工，都凸顯了其獨特的技術優勢[4]。這種施工方法是通過計算機進行引導和測試，用相同的曲線進行設計和挖洞，將管道移出引導孔，從而完成整個管道工程的施工。目前，頂管施工技術被廣泛應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，確保孔洞能按照設計方案進入[5]。要嚴格控制埋地管線與地下管線的安全距離，確保符合設計標準。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。詳細的施工過程是將探頭放在導管末端，將鋼管連接在導管端，然后通過管道對導管施加壓力，使導管帶動管道鉆出地面。安裝在導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整鉆進方向。如果需要向前調整鉆頭的深度和方向，可以通過調整導向頭的方向來完成，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。倉位一旦形成，就會擴張解鎖倉位，接受倉位的旋轉反轉。不同施工環境的土質情況不同，鉆孔時產生的泥漿也不同。因此，應科學控制失水，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拔管施工技術特點:拔管施工技術在施工過程中不會影響地面交通，也不會
大規模影響居民的正常生活，有效改善了傳統市政管線施工對周邊居民的影響[6]。管簽施工技術能有效處理長距離電弧波，滿足地下切屑埋深的設計要求。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的河床結構。對施工時間沒有限制和要求。與傳統的開挖施工技術相比，工程量大大減少，工程周期短，安全系數高，成功概率高。與其他施工技術相比，頂管施工技術具有進場速度快、施工效率高、開挖面積小、施工成本低等優點。
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。
這種施工技術是利用夯具產生的沖擊力將管道直接夯入土中[7]。夯管施工技術對施工環境的土質地質要求低，施工前的準備工作
也比較簡單。只需要在需要鋪設管道的區域，每隔一段時間挖出機械作業所需的基坑。同時，夯管施工工藝的設備相對簡單，主要包括三個部分:風管錘、發動機和空氣壓縮機，可以有效的完成夯管施工。采用夯管施工技術的設備雖然結構相對簡單，但對設備的性能要求較高，需要夯管設備結合不同的施工要求產生強大的沖擊力。目前該類型設備在國內還沒有量產，行業內使用的大部分設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，首先將鋼管放入預先挖好的
基坑內，用夯錘將鋼管底部錘實，在夯錘的強沖擊下將鋼管打入預設的管道內[8]。由于這種施工方法施工前的準備工作比較簡單，對施工區域的地質條件沒有進行詳細的調查，在夯擊過程中管道容易與土壤中的巖石和障礙物發生碰撞，在一定程度上制約了夯管施工技術的應用效果。為了在施工中盡量避免這種現象，業內對夯管施工工藝的操作流程提出了更嚴格的要求。通過分區設置管坑，Z小化了管道與障礙物的碰撞概率，取得了較好的應用效果。
5結論
綜上所述，非開挖技術在市政工程管道施工中具有諸多優勢，具有良好的社會效益和經濟效益，對提升我國市政工程建設水平具有重要意義。但國內非開挖技術與發達國家還有一定差距，相關設備需要從發達國家進口，一定程度上增加了施工成本。相關人員應加大非開挖技術的應用研究，根據工程實際情況靈活選擇不同的非開挖技術手段，提高市政管線施工質量，促進城市快速發展。
市政工程是城市運行的基礎工程，與城市居民的生活生產密切相關，對城市的綜合發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，具有建設周期長、工程量大、投入成本高、涉及人員和設備多等施工特點。傳統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活動，還會影響周邊居民的正常生活。在我國建筑業和施工技術不斷發展的背景下，非開挖施工技術越來越廣泛地應用于市政管線工程建設中。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，具有良好的經濟效益和社會效益。
2非開挖施工技術概述
非開挖技術是利用先進的巖土鉆探技術和設備，改變傳統管道施工中大規模開挖土壤的方式，通過導向和定向鉆孔的方式完成地下管道的更換、鋪設和修復，不會影響施工環境周圍的交通、植被、商業和居民的正常生活，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，調查施工前要做細致的調查，包括施工環境的土質情況，周邊管線的布置，周邊建筑物、構筑物的施工等。，然后根據市政管線的施工要求和勘測結果，制定科學的地下鉆探施工方案，為市政管線施工提供要的數據參考。
二，安裝機械設備。根據井下鉆孔施工方案中制定的鉆孔路線，在預定的開口位置安裝相關機械設備，然后開挖事故作業坑，做好要的防護、支護、加固和排水，安裝鉆孔設備。
第三，鉆孔施工。非開挖施工環節主要分為兩個環節:一是斜潛、開孔、直潛施工是破土的主要方向；其次，根據工程施工要求嚴格控制開孔直徑，根據不同等級要求擴大
3非開挖技術的應用價值
首先，與傳統的市政管線挖掘技術相比，非開挖技術主要是利用先進的鉆孔機械設備在地下環境中進行鉆孔和鋪設管線，較少依賴人力和大型挖掘設備，可以大大降低人工成本和設備租賃成本，減少資金投入，獲得較好的經濟效益。
其次，非開挖技術由于在施工中不使用大型挖掘設備，可以大大提高施工的靈活性，即使在狹窄的環境中也可以進行，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，可以得到更準確的管線坑，大大提高市政管線施工質量，避免與周圍建筑物接觸，確保管線施工符合設計要求。
非開挖技術不僅可用于市政工程中地下給排水管道的鋪設、維修和更換，還可用于地下電纜線路的改造，具有很好的應用價值。然而，非開挖技術的使用高度依賴挖掘設備。目前國內建筑行業的非開挖技術還沒有達到一個成熟的水平，離成熟國家還有很大差距。但發展中國家對非開挖技術重要性的認識在不斷提高，我國對非開挖技術的研究也在不斷深入，在市政工程中的應用范圍也在不斷擴大。
4非開挖技術的具體應用方式
4.1頂管施工技術首先開挖工作坑，然后在工作坑內安裝頂進設備。利用設備產生的頂推力將管道按設計坡度頂進土中，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。具體施工要根據施工現場的實際環境、管道的直徑和長度、土質、經濟等因素綜合確定。目前大部分管道在直線敷設、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，其中混凝土管道施工技術較為成熟。
4.2頂管施工的施工原則施工開始后，先在管道一側挖一口井，在挖好的基坑內安裝導軌。
通常情況下，軌道會安裝在木材或混凝土技術上，管道會安裝在軌道上此外，頂管施工測量應提前做好，以獲得準確的測量數據，并根據測量數據嚴格控制頂管的中線、標高和坡度。用液壓千斤頂將預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，應對管道表面和內部進行充分清理，確保內部無雜質，并在管道推入過程中及時排出進入管道的泥土，直至頂管作業完成。頂管施工過程中，廢渣分為干渣和濕渣，應根據廢渣的不同類型進行處理和預防。如果地形距離較長或復雜程度較高，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，以保證施工質量。在頂管施工中，不僅要詳細勘察施工環境，還要綜合考慮井筒沿線的地質條件。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量，減少工程量，減少開挖工作井對周圍環境的影響。施工時，施工井應盡可能設置在頂管的中部，以方便施工時的移動。
4.3頂管施工技術隨著非開挖技術的不斷發展，頂管施工技術在建筑行業
的應用范圍不斷擴大，特別是在大型過江工程、市政管線工程、環境保護等方面的施工，都凸顯了其獨特的技術優勢[4]。這種施工方法是通過計算機進行引導和測試，用相同的曲線進行設計和挖洞，將管道移出引導孔，從而完成整個管道工程的施工。目前，頂管施工技術被廣泛應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，確保孔洞能按照設計方案進入[5]。要嚴格控制埋地管線與地下管線的安全距離，確保符合設計標準。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。詳細的施工過程是將探頭放在導管末端，將鋼管連接在導管端，然后通過管道對導管施加壓力，使導管帶動管道鉆出地面。安裝在導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整鉆進方向。如果需要向前調整鉆頭的深度和方向，可以通過調整導向頭的方向來完成，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。倉位一旦形成，就會擴張解鎖倉位，接受倉位的旋轉反轉。不同施工環境的土質情況不同，鉆孔時產生的泥漿也不同。因此，應科學控制失水，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拔管施工技術特點:拔管施工技術在施工過程中不會影響地面交通，也不會
大規模影響居民的正常生活，有效改善了傳統市政管線施工對周邊居民的影響[6]。管簽施工技術能有效處理長距離電弧波，滿足地下切屑埋深的設計要求。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的河床結構。對施工時間沒有限制和要求。與傳統的開挖施工技術相比，工程量大大減少，工程周期短，安全系數高，成功概率高。與其他施工技術相比，頂管施工技術具有進場速度快、施工效率高、開挖面積小、施工成本低等優點。
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。
這種施工技術是利用夯具產生的沖擊力將管道直接夯入土中[7]。夯管施工技術對施工環境的土質地質要求低，施工前的準備工作
也比較簡單。只需要在需要鋪設管道的區域，每隔一段時間挖出機械作業所需的基坑。同時，夯管施工工藝的設備相對簡單，主要包括三個部分:風管錘、發動機和空氣壓縮機，可以有效的完成夯管施工。采用夯管施工技術的設備雖然結構相對簡單，但對設備的性能要求較高，需要夯管設備結合不同的施工要求產生強大的沖擊力。目前該類型設備在國內還沒有量產，行業內使用的大部分設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，首先將鋼管放入預先挖好的
基坑內，用夯錘將鋼管底部錘實，在夯錘的強沖擊下將鋼管打入預設的管道內[8]。由于這種施工方法施工前的準備工作比較簡單，對施工區域的地質條件沒有進行詳細的調查，在夯擊過程中管道容易與土壤中的巖石和障礙物發生碰撞，在一定程度上制約了夯管施工技術的應用效果。為了在施工中盡量避免這種現象，業內對夯管施工工藝的操作流程提出了更嚴格的要求。通過分區設置管坑，Z小化了管道與障礙物的碰撞概率，取得了較好的應用效果。
5結論
綜上所述，非開挖技術在市政工程管道施工中具有諸多優勢，具有良好的社會效益和經濟效益，對提升我國市政工程建設水平具有重要意義。但國內非開挖技術與發達國家還有一定差距，相關設備需要從發達國家進口，一定程度上增加了施工成本。相關人員應加大非開挖技術的應用研究，根據工程實際情況靈活選擇不同的非開挖技術手段，提高市政管線施工質量，促進城市快速發展。
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