探讨市政管道施工中关于非开挖技术的应用
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[摘要]一个城市市政工程质量优劣能够有效反映出该城市的发展状态与经济状况，而市政工程施工技术在很大程度上决定着市政工程质量，因此，结合市政工程实际情况选择合适的施工技术非常重要。本文主要探讨市政管道施工中关于非开挖技术的应用。
[关键词]非开挖技术；市政工程；管道施工
中图分类号：TU992文献标识码：A文章编号：2306-1499-（2014）11-0101-01
1.非开挖技术在市政管道施工中的重要意义
非开挖技术主要是指在原本需要开挖的地方利用岩土钻掘技术进行作业，以不开挖或尽量少开挖的方式进行管道施工的技术。随着社会的发展，人们对于市政工程的要求也在不断提高，传统的市政工程管道施工技术已经不能满足人们要求，这就促使市政管道施工技术必须不断变革，由现阶段的非开挖施工技术逐渐取代了传统的直接开挖施工技术。传统的直接开挖式市政管道施工技术存在占用空间大、影响城市交通和城市居民生活的缺陷，这就意味着直接开挖式施工技术必将被淘汰，非开挖施工技术应运而生。
2.非开挖施工技术在市政管道施工中的应用
2.1顶管施工技术概述
2.1.1顶管施工技术原理
在市政管道工程非开挖技术施工中，采用顶管施工技术的前提条件是土质是粘性土，管道铺设是直线铺设，管道直径在70厘米以上，管道材质是混凝土管，只有满足这一前提条件，才能在市政管道工程非开挖技术施工中采用顶管施工技术。在顶管施工前，应在管道一端开挖一个工作坑，并在坑中设置木板基础或混凝土基础，而后将导轨安装在工作坑中的设置好的基础上，最后在导轨上安装管筒。与此同时，还应对顶管进行相关测量，以便正确控制管底坡度、高程及管道顶进的中线方向。顶管施工中，应从完成施工的工作井出发，采用液压千斤顶来提供水平推力，以此确保顶进的顺利。而后从预留洞口顺序放置预制混凝土管，以便预制混凝土管向土层推进，在推进过程中应注意将管道内的泥土挖出，待混凝土管顶进到完工的接收井为止。顶管施工中管道内会出渣，应注意分别管道内的出渣为干出渣还是湿出渣。此外，若是顶管施工的地段较为复杂且距离较长，那么除了主要采用顶进施工的方法外还应采取相应的辅助施工方法，例如采用气压顶进、泥浆套、设置中继站等方法。顶管施工中的工作井与管道沿线的地质条件有密切关联，因而在设置工作井时必须充分考虑这一情况。在顶管中端部位设置工作井最为适宜，能为工作井的顶管施工提供便利。此外，顶管技术施工中常用的管材有钢管、混凝土管、玻璃钢夹砂管等。
2.1.2顶管施工技术优点与缺点
顶管施工技术是市政管道施工中较为常见的施工技术，该施工技术具有应变能力强、工作量小、管径适应性好、施工速度快、风险小的优点。但顶管施工技术也存在不是缺点，具体表现为对工作井的深度要求更高，对管线曲率半要求更大、一旦遇上中继站异常情况，必须进行全气压顶进。
2.2水平定向钻进施工技术
非开挖技术的施工方法中水平定向钻进法是适用范围最广的施工方法。水平定向钻进法脱胎于石油工业，该方法问世之初主要用于对精度要求不高的穿越河流的小口径管道，而今已发展为被穿越各种较大的障碍物地下铺设广泛应用，例如穿越大河泊、机场跑道等。在市政管道工程中应用水平定向施工技术时，应注意一点情况，即市政管道直径不超过70厘米的情况下，市政管道的管线分别为直线或是曲线的情况下，管道的管材主要为钢管、PVC/PE管，土壤情况为粘性土。水平水平定向钻进技术具有扰动较小、管道维护费用低、成本费用低、施工效率高等优点。在市政管道施工中水平定向钻进施工技术主要能分为两个阶段：一是按照管线设计情况将管线尽量钻进同一个导向孔即规划设计钻孔轨迹；二是扩孔导向孔，并将管材沿着扩大的导向孔拖回到导向孔中，以此完成穿线工作。
应用水平定向钻进施工技术时，采用的钻地工具应为方向灵活转动并能有效控制的旋转钻头，而后从地表按照相关规定角度实施钻入。钻进中，应合理的选用一根套洗钻杆将其跟进在导向钻杆外距钻头后越100毫米的位置，而后将导向钻杆和套洗钻杆进行交替并连续的使用，以此方式进行钻进作业，直至导向钻杆和套洗钻杆都钻达对面的出口坑为止。钻进完成后应将导向钻杆卸下，在套洗钻杆上连接旋转式筒状扩孔器进行回拉扩孔，在这时钻进泥浆具有支撑扩大钻孔并冲走钻屑的作用。若有需要，可进行多次扩孔。最后，把准备铺设的管道与扩孔钻头连接并拉入钻孔。
2.2.1规划设计钻孔轨迹
水平定向钻进法中导向孔轨迹设计是否合理非常重要，其决定着管线施工的成败。钻孔轨迹的规划设计受影响因素较多，例如工程特点、工程现场地质地形条件、地下障碍物位置、钻杆入土和出土角度、铺设管线曲率半径等因素。所以在进行钻孔轨迹的规划设计时，应充分考虑这些因素，从而力求设计出最优的钻孔路线。此外，设计的钻孔路线还能根据工程实际情况而作出调整。
2.2.2导向孔钻进
在使用钻机进行导向孔钻进施工前，应仔细勘查穿线路径，确保穿线路径上没有其他管线阻碍，而后按照规范谨慎进行施工，以免损害其他管线设施。通过对穿线路径的检查，了解路径中的地质情况，选用合适的钻进工具。当钻机中的一根钻杆钻完后，应及时测量钻头实际位置，以便发现钻头前进方向出现偏离情况后迅速进行校正，这样反复进行，直至完成导向孔曲线钻孔作业，并确保导向孔曲线符合设计要求为止。
2.2.3预扩孔与回拖管线
在市政管道施工中，若是采用大型钻机则管道直径超过35厘米，才需要进行预扩孔。一般情况下，应按照施工现场的土壤情况及使用钻机的具体型号来确定预扩孔次数与直径。在管线回拖过程中，应事先将需要回拖的管线与扩孔工具进行连接，而后开始管线回拖作业。管线回拖的具体操作情况是利用钻机转盘作用驱动钻杆旋转后退，以此完成管线回拖作业。由于管线扩孔内堵满泥浆，使得管线处于一个悬浮状态，这样不仅使得回拖阻力被降低，还进一步加强了管线防腐性。在钻导向孔时，导向孔直径通常比管线回拖直径要小，这样就阻碍了管线回拖作业的顺利进行。为了使导向孔直径达到管线回拖要求，应采用扩孔器由出土点向入土点进行导向孔扩孔，直至导向孔直径达到管线回拖要求。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。
3.结语
总之，本文对非开挖施工技术在市政管道施工中的应用进行了分析与探讨，具有十分重要的意义。由于非开挖技术具有优质、高效、经济适用、环境污染小、不影响城市交通等优点，采用非开挖技术，不仅有助于提高市政给工程质量，还有助于进一步促进现代化城市的可持续发展。
参考文献：
[1]杨帆,朱庆文,朱文娟.浅析非开挖施工技术在市政管道施工中的应用.物流工程与管理,2009.