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【摘 要】在现代社会工程建设中，市政工程有着不可磨灭的功劳。市政工程不仅把城市环境变得更优越，而且给居民生活带来诸多便利。但施工中的质量问题贯彻施工过程始终，关系着建设进程的优质性。如碰到线路铺设问题，采取传统的开挖技术对人们生活带来困扰，也在一定程度上影响着城市交通状况。因此，非开挖技术的优势越来越突显，本文将对非开挖施工技术在城市过程中的应用进行分析探讨。
【关键词】非开挖施工技术；市政工程；管道
【中图分类号】TU990.3 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）12-0060-03
目前我国正处于国民经济快速发展时期，城市化进程在不断加快，城市化规模不断扩大，高楼林立、人口密集已成为发展趋势，城市变得越来越拥挤，人们对生活质量要求越来越高，充分认识到了在市政工程建设中一些问题的严峻性，正积极寻找科学合理的施工方法，把干扰市民生活的因素降到最低，同时又要确保在施工时对城市交通、生态环境和基础设施尽量不造成或少造成破坏，因此传统开挖技术愈发走到发展瓶颈，非开挖技术不断被推陈出新。非开挖技术是指利用钻掘技术手段，通过导向、定向钻进等方式在地表选取地点进行施工，同时兼顾铺设、替换和修复各种地下管线的施工新技术，不会阻碍交通、破坏植被，也不会影响正常生活秩序，因此备受欢迎，这是地下管线施工的新指向，具有较强的社会经济效用。
1.市政工程非开挖技术的优点
在市政工程施工过程中，挖土铺管是不可避免的，采用非开挖施工技术大大降低了造成交通拥堵的情况，而且在必须通过的主要道路和河流施工中，非开挖技术的优越性愈发明显，打破了传统开挖技术的局限性，保障了施工中对居民生活的平稳运行。
传统开挖施工技术中，没有合理规划开挖空间，对地表层植被和周围环境有一定的损坏。但非开挖施工技术较好的规避这一弊端，利用施工半径范围较小的钻孔技术，有效地克服或降低了不利影响因素。尤其在人员密集的场所，如商场和车站，非开挖技术不会产生噪音和尘土飞扬，能减少对环境的污染，而且可以实现边营业边施工，减少对周围环境的影响。最关键的是由于采用高效率的施工机械，不但自动化程度高，操作简单快捷，加快了施工进度，缩短了施工工期，而且保证了施工过程中整体安全性能。
2.非开挖技术的施工指南
在准备施工前，要多方位、多环节计划，综合考虑曲线设计的科学性，合理编制施工组织设计，确保钻孔的准确无误。在选取施工工作区后，钻孔目标要通过精确测量，准确定位放线，合理开挖工作坑。再确认所用物料和设备设施的准备情况，认真根据施工组织开展工作，加快施工进度，提高工作效率。施工完毕通过验收后，尽快对工作区域进行必要清理、对破坏区域进行修复，把对周边环境的影响降到最低。
施工安全是工程完成的有效保障，因此安全问题大于一切。对施工作业区域要安放分隔带，并在道路进入方的明显区域设立指示语进行提醒。在施工作业中，必须依据设计图纸合理开展，而且地面工作者要对出入人员实时指挥，避免无关人员随意出入。对钻取地点要精准，作业人员需要具备一定工作经验和资格认证，使钻机在工作中运行稳定，缩小钻取地钻孔的误差。对原材料配比要遵照设计规定，保证原材料参数设置符合规范要求。施工开始后，地上地下工作者要及时进行沟通和信息反馈，以应变突发状况。最后，在管道铺设完成拖回时，要把握运载平稳度。
3.非开挖技术的运用方法
3.1 管道敷设
（1）定向或水平定向钻孔法。定向钻孔法主要是由远程控制钻探装配和钻头全方位定向勘测系统构成。它的施工时段分为以下步骤：首先按设计管道的中心线开一个小口径的标注孔，其次在钻头上面衔接好大口径的扩充钻头和准备直径比扩充钻头小的敷设管道，再反复抽取过程将标注孔扩大，并把需要的管道顺势拉入。安装优势表现在：用时少、效率高，而且避免大规模挖坑，借助高科技的钻头勘测功能，对施工地点降低误差率；劣势主要有：对操作人员的要求较高，设备维护成本高，管道种类也需要材质要求较高的软性材料。所以，定向钻孔法主要使用在高密度或混凝土类管道工程方面。
（2）微型定向钻眼法。微型定向钻眼法适用于装置直径偏小、长度适中的管线，通过不对称钻头侧面反力作用调整钻头进入点和使用角度，由自动化模式切割成小口径的钻孔，再利用牵引装置把其他管道引入。依据钻孔机器的型号，可以划分为控制射流法和流体辅助机械切割法。
①管控射流法。是指土壤被较小宽度的高压或液体状的黏土进行分割，通过高压水枪的水力促使多处小孔形成。其主要优势在于操作简单，设置容易，不用采取探坑手段；喷射的水柱把管道内部冲刷平整光滑，减少阻碍因素。主要劣势在于长时间的盘绕方式容易引发金属怠倦，进而管材使用年限被缩短，一定时间内就需要更换。
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②流体协助机械分割法。是指采用机械钻头把地表层分割，使用过程主要依靠倾斜勘测头与中压低流量的钻头技术相结合，把泥浆顺利流入管道。其主要优势在于整体结构不复杂，易于学习使用，而且自身运作时能有效躲避障碍物，不用进行繁琐的探坑工作。其主要劣势在于电磁接触系统不完善，对管线深度勘测不准确，工作开始时要仔细查验所有设备情况。
（3）顶管和公用工程隧道法。顶管和公用工程隧道法与其他方法有很大区别，因为施工人员要完全进入管道内进行工作。工作区域在固定的铰接机构体内，施工人员在工作时，盾构系统能保障人员安全和施工安全，钻孔也始终始是敞开状态，方便顶管入位。顶管和公用工程隧道法的区别在于内衬的不同，在顶管技术中管道就是内衬，在公用工程隧道技术中，内衬则是横竖交错的材料。其主要优势在于使用范围广泛，而且在工作中容易发现问题并及时解决，对开挖工作的有序性有重要影响，造成地面下降可能性小。主要劣势在于开挖进程需要多方协作，对井向的变化有强烈要求，对所有管道的抗压力性能要求高。
（4）微型隧道法。微型隧道法是由日本发明的，二十世纪末期日本小松公司首先向世界问世了微型隧道铺管设备。随后全球各地积极引进新设备，逐步见证了微型隧道法的科学性，并在美国佛罗里达州的排水管道铺设中成功试验。微型隧道法就是指靠远程控制增加顶管抗力，同时在开挖地表层满足强有力支点，最大特点就是采用激光勘测角度和坡度。其主要优势在于使用范围广泛，准确度极高；对于复杂的地层情况开展工作游刃有余，尤其是深处作业更没有阻力，顶管可以快速进入，不需要另设管道。主要劣势在于设备维护费用高，施工成本也随之增加。
3.2 管道置换
在社会发展变迁中，地下管道线也根据需要的不同而发展变化。如果出现原有管线承载不了当前容量的情况，就要及时实行管道的更换，主要包括爆管法和管道割除两种方法。
（1）爆管法。又叫做击碎法或胀管法，是用爆破工具从选取区域到入管口，使用钻杆的径向力从管道内壁实行爆裂，再用扩充器把以前的管道周围的废渣推到其他地方，同时迁入新管道。使用优势在于非开挖工程不影响上方区域的正常运作，置换新旧管道可同时开展，总体来说就是施工周期短、对地表影响弱。主要劣势在于：如果就管道埋藏深度不一或是敷设在不可挤压的土层中，会造成地表的膨胀凸起；由于爆破就管道的废弃物丢弃范围不在控制范围内，对以后新管道的使用也存在危害，更不适用于拐弯处的维护。
（2）割除法。是指使用独特的隧道挖掘设备，把旧管道作为施工目标，将旧管道和附近的土层一并击碎，形成相同宽度或更大宽度的钻孔，再迁入新管道，一起进行管道更换。主要优势在于对地表和土层有极少的干扰，能在更繁杂的环境中工作；能改变管道的方向和偏离角度，而且在工作中不影响正常管道的运行。主要缺点在于工作时需要挖掘两个施工坑，地表区域要有预留。
3.3 管道修缮
在长时间的工作运行中，难免管道出现老化等问题，如何做好后期保养工作也是重中之重。管道修缮行为主要是指对管道内部长时间污垢黏着和腐化进行清理，而且要优化旧管道的流动量和管道结构的变更，最大限度提高管道使用寿命。具体的修缮方式有：
（1）实时修复管道法。就是运用水力、空气压力或是绞盘、缆索的机器设备进行引入一种穿透性的物质，在达到一定高温后进行反向输送到旧管道，利用高温定格的原理把新旧管道相结合，有翻滚法和脚拉法等。它的优势在于不受时间限制而开展工作，而且工作效率高、工期短；还有衔接部位没有痕迹，十分光滑，对保持高流动性有较好帮助。主要缺点是对施工技术要求较高，一般工作人员无法胜任操作设备的使用；还有定格化过程较长，使得规模小的修缮工作相对成本偏高。
（2）滑动平移内衬法。是指把略小于旧管道直径的新管道直接穿入已腐化的主管道，新旧管道相穿形成环面空间，利用水泥浆进行高压填充。目前的内衬法施工技术有很大改善，它的施工原理是通过新管道的优良材质性能来改造，适应旧管道的口径形状，然后利用加热压缩或自然力的推力形成和旧管道相一致的状态，以求顺利通过旧管道复杂路径。其优势在于施工迅速，对于流断面造成的损害小，适合高曲率半径的弯型异型管道，能适应长距离修缮。主要缺点在于到分管道接洽处需要开挖工作，偏重适用于修缮圆形管道，如果旧管道原貌遭到严重的损坏，会阻碍施工进程。
（3）贴身契合法。是指把新管道在铺设准备前进行规律变形，以便变化到旧管道以前的状态，并和旧管道贴身契合在一起。其优势在于能够节省开挖时间，能共同利用以前的坑井，容纳大曲率的弯道部分；管径大小可随时改变，以适应不同的管径内壁；处理过程相对较短，核算成本偏低等。主要劣势在于对工作人员素质要求较高，通过流断面有一定破坏，适用范围宜在无棱角的管道修缮工程。
（4）点滴式修善法。这种方法局限性大，只适用在管道整体状态优良，仅局部有损坏的状况。这一方式包含多种专有性，如使用机器人自动检修、喷灌、涂层等。其优势在于施工过程迅速，对其他管道没有影响；对渗漏现象较好的制止，能当做遗漏管道的替补。主要劣势在于只适用无棱角的管道修缮。
4.结语
随着社会不断向前发展，传统施工模式都在经历新一轮的洗牌，市政工程的发展也面临着新挑战。以往开槽施工的弊端愈来愈显现，非开挖施工技术手段愈来愈适应时代需求。不仅能对城市化进程有所帮助，而且对生态保护、交通畅通和环境改善都有很大好处，这将成为市政工程施工发展的指向标，也将成为市政管道施工非开挖技术史上的一个里程碑。
参考文献
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[5]张付生.非开挖技术在城市基础设施建设中的应用[J].山西建筑,2009,(35).
论文作者:张乐
论文发表刊物:《建筑知识》2017年12期
论文发表时间:2017/7/12
标签：管道论文; 钻孔论文; 技术论文; 非开挖论文; 钻头论文; 工作论文; 施工技术论文; 《建筑知识》2017年12期论文;