市政管道施工中非开挖施工技术

高文铎

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摘要：城市建设中市政管道建设是一项重要的项目。因此，应加强对市政管道施工的要求，保证市政管道的耐用性。在施工前，必须对项目开展的各个细节进行完整的设计，同时，必须加强对施工人员的技术培训，保证施工人员熟悉非开挖技术施工应用。

关键词：市政管道；施工；非开挖施工技术

1前言

采用传统的开挖式施工模式敷设管道会消耗大量的人力、物力、财力，并且施工周期长，会影响施工区域内居民的日常活动，影响交通以及商业的发展。而非开挖施工技术在市政管道施工中，相对于传统的模式，所消耗的人力、物力、财力会大大减少，施工简单，施工周期短，对城市居民的影响较小。并且非开挖施工技术对土层造成的影响较小，在一定程度上保护了城市的土壤结构。

2市政管道施工中非开挖施工技术应用

2.1非开挖技术在市政新管线敷设工程中的应用

2.1.1水平定向钻进法

施工水平定向钻进法施工工艺可实现快速敷设市政地下管线且不需开挖工作井。该施工工艺的核心技术是将控向技术和钻探技术进行完美结合，形成一种现代化的非开挖施工技术。水平定向钻进法施工技术是非开挖施工技术中应用较为广泛的一种技术。水平定向钻进法施工原理是先利用计算机辅助设计功能预先设计好市政管线的敷设路线，然后将带有楔形钻头的钻杆在钻机动力驱动下从地面钻进目的地，钻进过程中按照设计路线避开地下其他管线以及障碍物。当楔形钻头钻至指定位置后，将楔形钻头换成尺寸符合设计要求的回程扩孔器，回程扩孔器的尺寸以满足钻杆拉回且保证需要敷设的新管线可‘回至地面钻孔处为准。之所以这样控制回程扩孔器的尺寸，是要保证新管线敷设时不会出现因为空间不足而发生摩擦导致管线受损的现象发生。此外，在扩孔时要同步注入化学泥浆护壁确保扩孔的同时不会出现塌孔现象。

施工中应用的机械设备主要有：可定位导向的钻机、辅助钻机钻进的机载导航仪、自备吊车、辅助动力设备、地下管线探测仪器以及夯管设备等。水平定向钻进法施工工艺可以敷设的管道材质多为刚性连接管道，如钢管、P殊管道以及P煤C管道。水平定向钻进法施工前应将待敷设管道在地面连接完成，管线绕过地下障碍物处需要在转弯处设置1°的借转角度，单次最大钻进距离不超过800m，导向定位系统的安全工作距离深度应控制在30m以内。水平定向钻进法施工较为耐活，可以自行处理地层复杂区域内的钻进作业，如果在钻进过程遇到较大障碍物无法持续钻进时，可以非弃现有钻进路线重新选择一条钻进路线，不会浪费所敷设的管材。然而，水平定向钻进施工法也存在一定的局限性，最主要的局限就是对施工场地有硬性要求，要求施工场地一侧可以容纳下钻进钻机，另一侧需要具有满足管坑开挖的场地。如果施工场地一侧满足条件，而施工场地另一侧无法满足条件，则不能应用水平定向钻进法施工。

2.1.2夯管法

夯管法也是非开挖市政管线施工中较为常用的一种施工方法，其施工工艺相对较为简单，采用夯管锤将需要敷设的钢制管线直接夯入预先设计的埋设线路，夯管锤动力系统要求具有频率低且冲击力大的特点。各种类型的钢管只要满足直径在2m以内，长度在100m以内都可以采用夯管设备进行敷设。夯管法对施工场地的要求不同于水平定向钻进法需要两侧均有足够的施工产地，夯管法只要求场地一侧有满足下管坑的范围即可，夯管法主要应用在直径较大的钢管敷设中，具有较高的施工效率。夯管法施工主要应用的机械设备有柴油发电机组、空压机以及夯管锤等。夯管法施工时，钢管后部是夯锤主要着力点，钢管将夯锤传递的压力传递到管道前端的管靴，管靴在力的作用下实现了土体的切削，切削动作克服了管道与土体之间的摩擦力，使钢管逐渐进入指定地层。钢管前进的同时，被切削的土体自动进入钢管内部，当首节钢管夯实进入土体后，将紧后钢管与首节钢管进行焊接，并重复之前的夯实作业，直至最后一节钢管夯入土体为止。当所有钢管夯入土体后，采用空气压缩机将钢管内土体全部排出。夯管过程中的夯入方向、夯入角度以及夯入深度通过全站仪和水准仪实时测量进行控制，确保夯入精度符合设计和规范要求。

夯管法施工工艺没有较难的技术应用，完全是依靠动荷载进行夯实作业，施工过程中没有主动挖土作业内容，不会引起土层的不均匀沉降，且适应各类复杂地质情况，施工周期较短。但是夯管法敷设的管线类型单一，只能敷设钢制管材，单次敷设管线长度不能超过100m，如果遇到复杂地层导致夯管作业无法按照预定方案进行时，需要将已夯入的管线拔出重新选}合适的夯入点，如果已夯入的管线无法顺利拔出，会造成管线浪费的情况发生。

2.1.3顶管法

市政工程顶管施工法是在盾构施工法之后发展起来的一种新型市政地下管道施工方法。顶管法施工所适用的管道直径在0.6~4m。我国最早采用的非开挖施工方法就是顶管法。在顶管法应用初期，通常作为一种特殊的地下管线施工工艺来使用，而且不轻易使用。随着时间的推移，建设单位逐步接受了该施工工艺。顶管法应用初期主要是集中在下水道管线施工中使用，随着时间的推移，开始逐步应用到自来水管、煤气管道、通信管道以及动力电缆管道等诸多市政地下管道的施工中，而且使用的频率越来越高。顶管法施工工艺最大的优势是在市中心繁华区域施工时，可以在不采取交通管制的情况下进行地下管线敷设作业。

2.2非开挖技术在市政旧管线修复中的应用

2.2.1原位固化法

该施工方法初期只是一种应用在不扰动原有土层基础上、对老化或者已经修效的管线进行更新作业的普通施工方法。后来经过技术革新和技术改良，原位固化法对不同形状、不同大小或者不同过渡区的地下管线均可以进行修复。原位固化法所修复的管线直径范围在0.1~3m，只要管道直径在整个范围内都可以采用该方法进行修复，在旧管道内壁上衬一层液态的热固性树脂，采用蒸汽对其进行加热使热固树脂固化，继而使涂层与旧管道紧密结合形成新的薄层管，该方法最大限度地降低了管道流断面的损修，但是大大提升了管道的流动性。经过数值模拟和大量工程实践证明，采用原位固化法修复的地下管线使用寿命可以达到50年。原位固化法可以修复弯曲管道、变直管道以及压力管线，而且该方法可以连续修复长达隧千米的旧管线。该技术所使用的树脂材料符合市政管线对材料等级的要求。

2.2.2缠绕法

非开挖技术修复管道方法还包括缠绕法，该方法主要修复市政负水管道。缠绕法所用的T形筋的主要材料有两种，一种是聚氯乙烯材料，另一种是高密度聚乙烯材料。使用井内的制管机将聚氯乙烯材料或者高密度聚氯乙烯材料"制成螺旋形状并通过机械动力径入需要修复的管道内，并利用自动扳机将卷制材料与需要修复的管道相互锁紧并使用硅胶进行密封，并采用水泥浆密封螺旋管和混凝土母管之间的空隙。缠绕法最大的优势是修复市政负水管道时可以带水作业，大大降低了管道修复成本。缠绕法修复的负水管道直径通常在0.15~2.5m，修复的负水管道长度通常控制在300m左右。

参考文献

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[3]刘佳林, 宋聪, 韩毅. 非开挖施工技术在市政管道施工中的应用[J].  2021.

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