浅论非开挖施工技术在市政给水管道施工中的实践
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摘 要：市政管道工程作为现代化城市基础设施的重要组成部分，对于整个城市的发展以及城市居民的日常生产生活都有着重要的影响。在市政管道施工的过程中，传统的管道开挖施工已经无法满足目前对施工质量的要求，政府职权部门必须在保证居民供水工作的正常运行的同时，做到尽量不影响居民其他方面的生活需求，所以在市政给水管道施工时经常采用非开挖技术，不但有效避免了管道施工过程对附近居民生活的影响，还使施工的效益得到显著的提高，使得居民、交通和施工之间存在矛盾得到解决。本文主要分析非开挖顶管施工技术在市政给水管道施工中的实践。
关键词：市政工程;非开挖;顶管施工技术
一、什么是非开挖施工技术
非开挖施工技术就是在不开挖（或者少开挖）地表的情况下进行鋪设、探测、维修和更新各种地下管线，解决城市管线施工中的难题，是工程建设技术水平的体现。顶管法施工技术作为一种非开挖铺管方式，在城市地下空间施工中得到了广泛的应用。是借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机头从工作井内穿过土层推进到接收井内吊起，同时把紧随掘进机后的管道埋设在工作井与接收井之间，从而实现非开挖敷设地下管道的施工方法。
二、非开挖技术的必要性
1.非开挖施工的特点：
（1）避免了干扰地面交通、断路堵车的弊病，对穿越公路、铁路及河道的工程其优势显著，不会产生对城市社会治安管理的障碍，具有良好的社会效果。
（2）不必进行土方开挖，不会破坏地表结构，可以减少对路面、绿化、基础设施的破坏;不必拆迁地面建筑物和地下管线，节约征地拆迁费用，工时少，工程造价低。
（3）施工场地小，可以在交通繁忙、商业繁华地段施工，对周围景物损坏小，商业环境影响少，且施工过程中不会产生噪声、粉尘等对环境的污染，有利于城市环境的保护和稳定。
（4）非开挖技术机械化、自动化程度高，节省劳动力，全年可施工，施工速度快，工程周期短，能加快整体设计工程的施工速度，提高工作效率。
以泥水平衡顶管施工为例：泥水式平衡顶管除具有一般顶管的特点外，能有效平衡地下水、对付流沙河淤泥质地层，同时泥水式平衡顶管施工又具有开挖作业面小;可连续顶进作业，施工速度快;人员不用进入管道作业，安全性高;在淤泥质和砂层中顶进，对地址环境影响小;能有效控制施工精度，成本低等优点。
2.非开挖顶管技术的必要性。市政管网改造，开挖敷设地下管道势必会造成交通中断，特别是敷设横穿城市主干道下的管道，大开挖埋管必然带来交通阻断，造成巨大的经济损失，必将对城市的交通系统造成很大的影响。因此只有在非开挖状态下对这些管道进行敷设和修复，采用非开挖顶管技术就成了最佳选择。而且，当地面建（构）筑物较多，无法采用开槽工艺进行地下管线施工，或开槽施工支护费用过大，易造成建筑物的破坏，以及渣土堆放、外运造成市区污染，给市民工作、生活带来不便时，也是适宜采用非开挖顶管施工工艺，进行地下管网的施工。
三、非开挖技术的技术要点及顶管施工过程控制
1.非开挖施工作业前的准备工作。在非开挖施工开始前的准备工作是非常重要的，是保证工程顺利进行的基础环节。首先，要进行施工段的具体资料搜集，勘察施工段的具体的水文、地质信息，以及施工段的各种地下管线的数量和具体分布情况，以防止施工时对原有的管道造成破坏。对施工段的地质详细的勘察，了解范围内的土质情况，以确定是否符合非开挖技术的施工要求。制定详细的勘查结果报表，以便设计时使用。其次，根据已有的勘查信息，根据施工的难度、深度、地质等情况确定施工钻机的具体类型，对于低于15米的非开挖施工来说选用15吨的钻机就可以完成，对于15米以上的市政工程施工可采用25吨的非开挖钻机。对于钻具的要求要根据具体地质类型而定，对于一般地质可选用SC56、S59、S75等型号。最后，检查各类管材的质量是保证工程质量的关键，一旦管材铺设到地下出现质量问题是很难处理的。还要对于管材的链接进行细致的检查，对于链接处进行特殊的加固措施，以防止在管材拖拽过程中出现断裂。
2.非开挖施工技术要点
（1）严格轴线定位测量，并及时校正。在进行导向孔施工时，必须进行严格的轴线定位测量，使用定向钻机水平钻进。而在非开挖区域的地面应采取控向仪等导航设备对钻头的方向和深度进行控制，使导向孔严格按照设计的轴线形成铺设中心线。
（2）随着钻进工程施工的发展，对钻进参数进行随时调整。由于地质勘探情况不一定确保完全在地下岩层状况得到显示，所以在进行钻孔施工时，钻入段应达到轻压慢转，当进入平行段后，可通过轻压快压的方式，促使钻具的稳定性及导向性得到保障。根据钻进深度及地质岩层的变化状况，在对不同岩层带进行突破时，应结合岩层情况对钻进参数进行适时调整，避免对不同的岩层钻进造成设备损害的现象发生。
（3）对施工进程适时密切监控，关注是否有地质突发状况产生。例如：钻压突变、泥浆漏失等问题。与该类地质突发状况或钻探设备隐患故障等状况，一旦该问题发生，则应及时对施工进行停止，并对施工就似乎人员或地质勘察工程师进行通报，当突发情况原因查明后，应运用合理的措施进行调整后方可对后续施工进行操作。
（4）在导向孔钻进施工完成之后，需要对工作坑道的入土口、接受坑的出土口的作业面标高及方位进行核查，确保导向孔与设计轴线一致。
3.顶管施工过程控制。工作井内顶进前准备、机械设备安装→机头刀盘转动、开进出泥浆泵→顶进、调整进出泥浆流量到达平衡→泥水系统处理泥浆、装车外运→测量机头的偏位、记录、纠偏→顶进系统回收、吊顶铁→拆开各管线、混凝土管密封圈安装、管材吊装下井、各管线安装→顶进第一节混凝土管→一个顶进循环结束、重复下一个行程→接收井内拆机头设备、吊出。
在顶进过程中应采取减阻措施，如：
（1）管外壁涂抹润滑剂;
（2）进行泥浆护壁：顶进过程中，需要经常进行压触变泥浆工作，以减少顶进的阻力，同时可防止前方土体的坍塌，起到护壁的作用。施工前首先要把顶管机平衡压力设定在合适范围内，以免施工时引起土层产生较大的隆起沉陷。触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液（造浆后应静置24小时后方可使用）。
4.顶管施工要求
（1）导轨安装要牢固、顺宜、平行、等高，纵坡应与管道设计高度一致。
（2）千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，合力的作用点应在管道中心的垂直线上，最大顶力不能超过10000KN。
（3）设备安装完毕后应进行试运转。
（4）在管道顶进的过程中，应控制工具管前进的方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，在顶进中进行纠偏，在纠偏过程中应采用小角度纠偏。
（5）顶进速度一般控制在0-50mm/min。机头外径与管道外径之比不得大于1.003-1.005.
（6）顶管施工中，应建立地面与地下测量控制系统，测量应满足施工规范要求，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。
四、结语
综上所述，非开挖技术由于不需要开挖面层，因此对城区的交通、环境的影响大大降低，并且节省大量投资和时间，减少工人的工作强度，在市政施工中使用的较多。这种施工技术较为隐性，可以在市政施工的时候广泛的推广。希望本篇文章对城市建设有帮助。
参考文献：
[1] 孙超，禹华谦.非开挖技术在市政工程中的应用[J].四川建筑，2016，1：138-139.
[2] 杨振兴.非开挖技术在市政工程中的应用[J].企业科技与发展，2011，9：41-43.
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