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摘要：非开挖管道施工，即在不破除地面的情况下，将管道铺设在地下的一种施工法，目前非开挖管道施工在市政排水管道最常用的的施工工法为顶管施工和牵引管施工。文章对非开挖管道施工技术的应用进行了讨论。
关键词：非开挖管道;施工技术;应用
非开挖技术是指在不开挖或只开挖少量作业坑的条件下，利用岩土钻掘技术进行铺设、修复和更换管道的技术，它高效、优质、成本适中，具有不影响交通、不污染环境等优点，在许多情况下，比开挖法施工周期短、综合成本低、安全性好，在城市给排水系统的建设过程中进行给排水管道施工时，经常会应用到非开挖施工技术。
一、技术特点及效益特征
1、非开挖管道施工技术特点
非开挖管道敷设技术也称顶管施工法，是地下管道的施工技术之一。它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，特别是在市政工程建设中应用极为广泛。
2、效益特征优势
顶管敷设管道施工技术特别适用于大中型管径的非开挖埋设，具有经济、高效、保护环境的综合功能。采用该技术施工，既能节约一定的征地拆迁费用，又可减少环境污染和对道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。这种技术具有的优势包括：不用开挖地面，尤其是城市道路;不用拆迁征地，不会破坏地面建筑物;不影响正常的城市交通秩序;不破坏地表植被和周边环境;施工过程不受气候和环境的影响;不影响管道的段差变形;省时、高效、安全，无建筑垃圾污染，并且综合造价低等。
二、非开挖技术在市政管道施工中的应用
1、顶管施工技术。当管道直径大于700mm，管线为直线铺设、管材为混凝土管且地质条件为粘性土时，大多采用顶管法施工。顶管施工技术常采用密封机械式顶管施工方法进行作业，其中机械式顶管施工又可分为土压平衡式和泥水平衡式两种常用的施工方法。顶管施工常采用钢管、混凝土管和玻璃钢夹砂管等管材，其中采用在顶管施工中采用钢筋混凝土管的技术最为成熟。
1）顶管施工的基本工作原理。做好顶管的施工测量工作，控制好管底坡度和高程以及管道顶进的中线方向。施工时，以一口已經施工完成的工作井为出发点，使用液压千斤顶为顶进提供水平推力，将预制钢筋混凝土管一节节的随着工具管从工作预留的洞口中向着土层推进，同时不断的将关内泥土持续挖出。如此往复直至工具管顶进到前方已经预先完工的接收井。在进行顶管作业时，管内的出渣有可分为湿出渣和干出渣。如果是在长距离复杂地段采用顶进法施工还要采取一系列分辅助措施，例如采用气压顶进、激光纠偏、中继站设置、泥浆套润滑等措施。顶管施工中工作井的设置应充分考虑管道沿线的地质条件，并在满足顶管顶长的要求下，尽量减少打设工作井的数量。工作井应尽量设置在顶管中部，使得工作井施工时能够向左和向右两个方向同时顶管。
2）顶管技术在市政管网中的应用
目前，在城市管网施工时，许多城市都存在马路反复开挖的现象，严重防碍了市区的交通，困扰了居民生活，缩短了路面的寿命。配套的电讯、自来水、煤气、排水、路灯、城市坐标、候车亭、广告箱、路牌、电话亭、治安岗亭等都要发生反复拆建才行，这无疑增加了对城市设施的破坏和施工的难度，城市这方面的问题显得尤其突。 （2）城市架空线路遇交通干线、繁华街道、文物古迹，铁路或江河阻截，需转入地下过渡。（3）当污水管道直径较大（Φ600mm以上），而施工现场周边环境受限，无法采用明沟开挖来埋管施工管道。
3）顶管技术施工关键要点分析
（1）施工前技术准备
可以要求业主及设计方提供顶管顶进路线详尽的地质资料。尽量了解土层的物理性质（颗粒组成、含水量大小、透水系数及塑性指数）、力学参数（标准贯入值、内粘聚力及内摩擦角）、分布状况（分布范围及埋深厚度）等。了解地下水的状况及变化规律如地下水来源、水面标高及是否受到潮汐影响而变化等。如果有砂层则要搞清含砂量多少及砂的细度情况及级配关系。岩层则要搞清楚是否有裂隙发育。如果是风化岩层则要搞清楚是否强风化、中风化抑是弱风化，其抗压强度及抗剪强度多少，是粉沙质泥岩还是砂岩，是否为条片状结构还是整体结构等等。
（2）现场踏勘及调查
定位测量后进行现场踏勘及调查工作。包括：观察现场人、车流情况确定人流及车流交通组织及路线，考虑在路口设立交通导向牌、高峰期安排人员指挥交通;摸查清楚附近的排水系统，设计最佳的排泥水线路，必要时施工临时排水管道，避免污水横流;对于现场的煤气、电力、通讯、煤气、供水等管道现场定位，并标示出来看是否需要临时关停或搬迁;调查雨水渠箱、原有污水管道等埋设较深的市政地下构筑物;对于附近一些桥梁等构筑物调查其桥台基础、桩基深度及间距，附近建筑物基坑采取什么结构形式，是否采用喷锚结构施工，其长度是否在顶管顶进轴线内。
2、水平定向钻进施工技术。水平定向钻进施工技术适用于管道直径小于700mm，管线为直线或曲线，采用钢管、PVC以及PE作为管材，地质条件为粘性土的管道施工。水平定向钻进技术是一种扰动较小的施工方法，管道维护费用较小同时可以缩短工期，是目前非开挖技术中成本最低、施工效率最高的施工方法。
1）导向孔。在钻机施工前应先对穿越路径进行查勘，以查明穿越路径中的障碍一起其他管线，并在施工中尽量避让或者避免对其他管线设施产生损害。根据穿越途中的地质情况，合理选择钻机钻头、导向板或者地下泥浆马达，开启泥浆泵对准入土点进行钻机钻进。在钻机的推力作用下驱动钻头旋转或者使用泥浆马达驱动钻头旋转进行底层切削，不断前进。每钻完一根钻杆时应对钻头的实际位置进行测量，并及时校正钻头的前进方向，确保钻完的导向孔曲线能够满足设计要求。
2）预扩孔与回拖管线。在市政管道工程施工中，如果使用的是小型钻机，在管道直径大于200mm时，一般要进行预扩孔;若是使用大型钻机，在产品管材的直径超过350mm时，也要进行预扩孔。预扩孔的次数和直径，应根据钻机的具体型号和当地地质条件确定。回拖管线时，应先将管线和扩孔工具连接好，然后才能够开始回拖作业。由钻机转盘驱动钻杆旋转后退，进行扩孔回拖。其中管线在回拖时是不需旋转的，并且由于扩孔中充满泥浆，管线在扩好的孔中处于悬浮状态，孔洞与管壁的四周有泥浆润滑，这样不仅降低了回拖阻力，还保护了管线防腐层，通过钻机的多次预扩孔，最终形成的孔直径一般要超过管线直径200mm，因此不会对防腐层造成损伤。在钻导向孔阶段，成孔直径往往小于回拖管线的直径。为使成孔直径能够达到回拖管线直径1.3～1.5倍，应使用扩孔器由出土点向入土点将导向孔扩至需要的直径。在导向孔完成预扩孔并符合回拖要求后，应将扩孔器、钻杆、回拖管节以及安装管线依次连接好，自出土点开始，边扩孔边将管道回拖至入土点。
结论
在现代的市政给排水工程中，通常采用非开挖施工技术进行施工，并且在长久以来的施工过程中，积累的大量的经验。通过上文对非开挖施工技术在城市给排水管道施工中的应用进行了详细阐述，随着科学技术和建筑行业的发展，非开挖技术在城市的应用中必定会更加成熟完善，进而为我国城市给排水管道施工提供更好的技术保障。
参考文献
[1]刘椿.市政工程非开挖施工技术的应用[J].城市建设理论研究.2012
[2]马晓昱.市政管道非开挖施工技术之探讨[J].城市建设理论研究.2011
关键词：非开挖管道;施工技术;应用
非开挖技术是指在不开挖或只开挖少量作业坑的条件下，利用岩土钻掘技术进行铺设、修复和更换管道的技术，它高效、优质、成本适中，具有不影响交通、不污染环境等优点，在许多情况下，比开挖法施工周期短、综合成本低、安全性好，在城市给排水系统的建设过程中进行给排水管道施工时，经常会应用到非开挖施工技术。
一、技术特点及效益特征
1、非开挖管道施工技术特点
非开挖管道敷设技术也称顶管施工法，是地下管道的施工技术之一。它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，特别是在市政工程建设中应用极为广泛。
2、效益特征优势
顶管敷设管道施工技术特别适用于大中型管径的非开挖埋设，具有经济、高效、保护环境的综合功能。采用该技术施工，既能节约一定的征地拆迁费用，又可减少环境污染和对道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。这种技术具有的优势包括：不用开挖地面，尤其是城市道路;不用拆迁征地，不会破坏地面建筑物;不影响正常的城市交通秩序;不破坏地表植被和周边环境;施工过程不受气候和环境的影响;不影响管道的段差变形;省时、高效、安全，无建筑垃圾污染，并且综合造价低等。
二、非开挖技术在市政管道施工中的应用
1、顶管施工技术。当管道直径大于700mm，管线为直线铺设、管材为混凝土管且地质条件为粘性土时，大多采用顶管法施工。顶管施工技术常采用密封机械式顶管施工方法进行作业，其中机械式顶管施工又可分为土压平衡式和泥水平衡式两种常用的施工方法。顶管施工常采用钢管、混凝土管和玻璃钢夹砂管等管材，其中采用在顶管施工中采用钢筋混凝土管的技术最为成熟。
1）顶管施工的基本工作原理。做好顶管的施工测量工作，控制好管底坡度和高程以及管道顶进的中线方向。施工时，以一口已經施工完成的工作井为出发点，使用液压千斤顶为顶进提供水平推力，将预制钢筋混凝土管一节节的随着工具管从工作预留的洞口中向着土层推进，同时不断的将关内泥土持续挖出。如此往复直至工具管顶进到前方已经预先完工的接收井。在进行顶管作业时，管内的出渣有可分为湿出渣和干出渣。如果是在长距离复杂地段采用顶进法施工还要采取一系列分辅助措施，例如采用气压顶进、激光纠偏、中继站设置、泥浆套润滑等措施。顶管施工中工作井的设置应充分考虑管道沿线的地质条件，并在满足顶管顶长的要求下，尽量减少打设工作井的数量。工作井应尽量设置在顶管中部，使得工作井施工时能够向左和向右两个方向同时顶管。
2）顶管技术在市政管网中的应用
目前，在城市管网施工时，许多城市都存在马路反复开挖的现象，严重防碍了市区的交通，困扰了居民生活，缩短了路面的寿命。配套的电讯、自来水、煤气、排水、路灯、城市坐标、候车亭、广告箱、路牌、电话亭、治安岗亭等都要发生反复拆建才行，这无疑增加了对城市设施的破坏和施工的难度，城市这方面的问题显得尤其突。 （2）城市架空线路遇交通干线、繁华街道、文物古迹，铁路或江河阻截，需转入地下过渡。（3）当污水管道直径较大（Φ600mm以上），而施工现场周边环境受限，无法采用明沟开挖来埋管施工管道。
3）顶管技术施工关键要点分析
（1）施工前技术准备
可以要求业主及设计方提供顶管顶进路线详尽的地质资料。尽量了解土层的物理性质（颗粒组成、含水量大小、透水系数及塑性指数）、力学参数（标准贯入值、内粘聚力及内摩擦角）、分布状况（分布范围及埋深厚度）等。了解地下水的状况及变化规律如地下水来源、水面标高及是否受到潮汐影响而变化等。如果有砂层则要搞清含砂量多少及砂的细度情况及级配关系。岩层则要搞清楚是否有裂隙发育。如果是风化岩层则要搞清楚是否强风化、中风化抑是弱风化，其抗压强度及抗剪强度多少，是粉沙质泥岩还是砂岩，是否为条片状结构还是整体结构等等。
（2）现场踏勘及调查
定位测量后进行现场踏勘及调查工作。包括：观察现场人、车流情况确定人流及车流交通组织及路线，考虑在路口设立交通导向牌、高峰期安排人员指挥交通;摸查清楚附近的排水系统，设计最佳的排泥水线路，必要时施工临时排水管道，避免污水横流;对于现场的煤气、电力、通讯、煤气、供水等管道现场定位，并标示出来看是否需要临时关停或搬迁;调查雨水渠箱、原有污水管道等埋设较深的市政地下构筑物;对于附近一些桥梁等构筑物调查其桥台基础、桩基深度及间距，附近建筑物基坑采取什么结构形式，是否采用喷锚结构施工，其长度是否在顶管顶进轴线内。
2、水平定向钻进施工技术。水平定向钻进施工技术适用于管道直径小于700mm，管线为直线或曲线，采用钢管、PVC以及PE作为管材，地质条件为粘性土的管道施工。水平定向钻进技术是一种扰动较小的施工方法，管道维护费用较小同时可以缩短工期，是目前非开挖技术中成本最低、施工效率最高的施工方法。
1）导向孔。在钻机施工前应先对穿越路径进行查勘，以查明穿越路径中的障碍一起其他管线，并在施工中尽量避让或者避免对其他管线设施产生损害。根据穿越途中的地质情况，合理选择钻机钻头、导向板或者地下泥浆马达，开启泥浆泵对准入土点进行钻机钻进。在钻机的推力作用下驱动钻头旋转或者使用泥浆马达驱动钻头旋转进行底层切削，不断前进。每钻完一根钻杆时应对钻头的实际位置进行测量，并及时校正钻头的前进方向，确保钻完的导向孔曲线能够满足设计要求。
2）预扩孔与回拖管线。在市政管道工程施工中，如果使用的是小型钻机，在管道直径大于200mm时，一般要进行预扩孔;若是使用大型钻机，在产品管材的直径超过350mm时，也要进行预扩孔。预扩孔的次数和直径，应根据钻机的具体型号和当地地质条件确定。回拖管线时，应先将管线和扩孔工具连接好，然后才能够开始回拖作业。由钻机转盘驱动钻杆旋转后退，进行扩孔回拖。其中管线在回拖时是不需旋转的，并且由于扩孔中充满泥浆，管线在扩好的孔中处于悬浮状态，孔洞与管壁的四周有泥浆润滑，这样不仅降低了回拖阻力，还保护了管线防腐层，通过钻机的多次预扩孔，最终形成的孔直径一般要超过管线直径200mm，因此不会对防腐层造成损伤。在钻导向孔阶段，成孔直径往往小于回拖管线的直径。为使成孔直径能够达到回拖管线直径1.3～1.5倍，应使用扩孔器由出土点向入土点将导向孔扩至需要的直径。在导向孔完成预扩孔并符合回拖要求后，应将扩孔器、钻杆、回拖管节以及安装管线依次连接好，自出土点开始，边扩孔边将管道回拖至入土点。
结论
在现代的市政给排水工程中，通常采用非开挖施工技术进行施工，并且在长久以来的施工过程中，积累的大量的经验。通过上文对非开挖施工技术在城市给排水管道施工中的应用进行了详细阐述，随着科学技术和建筑行业的发展，非开挖技术在城市的应用中必定会更加成熟完善，进而为我国城市给排水管道施工提供更好的技术保障。
参考文献
[1]刘椿.市政工程非开挖施工技术的应用[J].城市建设理论研究.2012
[2]马晓昱.市政管道非开挖施工技术之探讨[J].城市建设理论研究.2011