非开挖技术在市政工程施工中的应用

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摘 要:随着社会的进步、经济的发展,非开挖铺管技术应运而生。非开挖铺管施工技术是指在不开挖地表破坏路面的条件下铺设各种地下公用设施的一种技术和方法。与开挖施工法相比,非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。

关键词:工程;顶管;施工

1 非开挖技术的发展方兴未艾

我国非开挖管线工程技术的应用起步较晚,发展大致可分为三个阶段:第一阶段为70年代末至80年代中期的初级阶段,工程具有应急特征,技术水平不高;第二阶段为80年代中期至90年代中期的中期阶段,其特点是需求量大增,以引进国外技术与装备为主,非开挖技术发展较快;第三阶段为自90年中期开始的近期阶段,此阶段的特征是,在引进国外非开挖技术和装备的同时,我国开始自行开发研制非开挖技术和装备,并取得了一些突破性的成果,扼止了设备的大宗引进势头,同时也涌现了一批专门或兼营非开挖技术的施工公司,开始进入了关键的创业期,具有我国特色的非开挖技术在国内的发展方兴未艾。

按施工原理不同,非开挖埋管技术可分为定向钻施工法,顶管施工法和盾构施工法三种。

定向钻施工法是采用回转切削,水射流式挤压方式成孔,在地面接收钻头附近发出的电磁信号来实现钻孔轨迹控制,即人工用手持仪器来随钻导向的钻进方法。该方法宜用来铺设小直径管线,即铺设直径小于500mm的各类管线(钢管、混凝土管、塑料管)。与另外两种埋管技术相比,具有自由调节方向,遇障碍报警,绕向避开障碍的特别功能。

顶管施工法是用顶管机体前方刀盘边切削土体,边由后部顶进装置将顶管机连同顶进管一起沿着设计路线向前推进的埋管方法。被切削的残土,由水力或土砂压送装置送至地面运走,前者称为泥水式顶管,后者称为土压式顶管。该方法适于中小口径管线铺设,即钢筋混凝土管径从φ200至3000mm,钢管小于φ3500mm的管道铺设。顶进路线宜平缓,曲线半径不宜过小。

盾构施工法顶进机理与顶管施工法相同。盾构法和顶管施工法的区别在于,前者采用管片结构组合,后者用管材,将整个管段向前推进。盾构法多用于地铁和隧道工程,管径宜大于4米。

2 非开挖埋管技术与开槽埋管传统工艺的优劣比较

2.1 时间效益

非开挖埋管施工进度一般设计成平均10m/天,埋管速度与埋管深度关系不大,主要与地质状况有关,软土施工速度快,硬土施工速度慢。破路开挖,施工速度与人力投入成正比,工期无法准确评估,视乎地质情况而异,软土地段施工速度慢,硬土地段施工速度快。

2.2 经济效益

我市常见的2米以内埋深的管线铺设工程,采用非开挖技术所需综合造价是开槽埋管综合造价的10倍。

国内工程经验,埋深6米以内的开槽埋管综合费用比非开挖施工低,埋深超过6米,开挖支护费用将会较大,则非开挖施工较为经济。

2.3 适用条件比较

开槽埋管方式有其开挖限制的场合,例如穿越江河、湖泊、山地、主要交通干线、闹市区及重要建筑古迹,高层建筑等时,是难于实现的;非开挖方式则不受限制。

2.4 施工安全性比较

暴露在地面上的各类管道流通着各种介质,存在着各种类型的危机,又因其暴露在外面受各种自然与人为因素的影响,危机可能随时爆发,对其施工人员及周围的居民将构成不同程度的危险;而非开挖铺管方式,以其高精度地控制地下管线的铺设方向和埋深,并可使管线绕过地下障碍物穿越,将危机化解于无形。

3 进一步提高目前我国非开挖技术的适用性水平势在必行

虽然近年来我国的非开挖事业发展取得了长足的进步,但与国外相比,目前我国非开挖工程量还不够大,非开挖施工设备与技术的开发尚处于相对落后状态,非开挖技术的应用仍存在着适用性问题而需要提高。

主要为:

――以非开挖穿越定向钻机为例,目前尚存在着国产钻机使用比例偏低,国产钻机品种单一,能力有限,不成系列,液压化程度较低,适应性差,难于满足工程施工需要等问题。

――再例如,非开挖cipp翻转内衬管道修复法面临着国产化粘胶、衬料及技术不过关,装备不够精良,体积过大,进口材料设备与施工价格过高等问题。

――cctv检测器,是非开挖管道修复必备的仪器,目前国内工程施工需求量很大,但却面临着进口机价格过高,不完全适用国内管道,国产机功能不全水平低易损坏等问题。

――与国外相比,国内非开挖技术尚存在施工方法不够丰富,施工工艺缺乏创新,施工效果不够理想与施工队伍施工水平偏低现象较为普遍的问题等等。

类似适用性方面所存在的问题还可以举出不少,它们都是今后我们进一步发展非开挖技术与推动非开挖事业发展中必须逐一加以认真解决的问题。适用性问题解决的越好,我国的非开挖技术应用水平就越高,从而也越能使非开挖技术这一先进事物为我国的管道工程施工服务得更好与带来更多的效益,这是我们所希望并应为之加以努力去实现的。

参考文献

[1]叶建良,蒋国盛,窦斌.非开挖铺设地下管线施工技术与实践[M].武汉:中国地质大学出版社,2000,3.

[2]颜纯文,蒋国盛,叶建良.非开挖铺设地下管线工程技术[M].上海:上海科学技术出版社,2005,1.

[3]何江.非开挖铺设地下管线技术技术的发展现状[J].管道技术与设备,2003,(2):18-21.

[4]李粮纲,陈健,刘小鹏,李伟,杨永波.非开挖技术的新进展[J].非开挖技术,2005,(2):6-10.