关键词：非开挖；地下管线；管线铺设
引言：地下管线是城市建设中的一项重要基础设施，地下管线主要包括市政给排水管道、电缆管线、热力管线和燃气管线等。随着城市规模的扩大，地下管线的长度也在不断增加，非开挖施工技术相对于开挖施工具有明显优势，目前得到了广泛普及和应用。
1非开挖铺设地下管线工程技术的特点
非开挖施工技术是一种不通过开挖地表进行地下基础设施铺设、更换和修复的技术手段，相比于开挖施工技术，对于周边环境的影响较小，适用于道路、建筑物和市区等多种条件。其具体优势表现为以下几方面。
第一是采用非开挖施工技术对于城市交通和环境的影响较小，不影响交通线路的正常运行，同时在穿越公路、铁路与河流的工程施工中也具备明显的应用优势，施工过程中能够有效减少噪声和粉尘污染，有利于城市环境保护。第二是非开挖施工技术对施工场地的需求较小，在施工过程中对地表结构和建筑物的影响程度较低，因此能够应用于市中心地区和交通繁忙地带。第三是非开挖施工技术成本较低，施工效率高，相对于传统的开挖方法，非开挖施工过程中不需要进行基坑抽水、挖掘、填埋和拆迁等操作，有利于节省施工费用和人力资源。非开挖施工主要是运用自动化程度较高的机械设备，能够有效提高施工效率。第四是非开挖施工技术的安全性较高，施工人员不需要进入基坑中进行施工，有利于保障施工人员的安全。
2非开挖铺设地下管线工程技术的应用
2.1顶管铺管技术
顶管施工技术在自来水管、电缆和燃气管道等管线的铺设工作中应用广泛。在顶管的选择上，一般选择内径500mm以下的管道，管道长度的选择上，在长度/管径比值在1.10以内一般采用短管，在1.15时采用标准管，在2.10以上时采用长管。施工方法上一般运用密封机械式顶管的方式，目前钢筋混凝土管在顶管施工当中应用最为普遍。施工时首先在管道其中一端挖掘一定数量的工作井，在其中装好导轨，在导轨上安装管筒，并开展施工测量。施工过程中从施工完成的工作井开始，采用液压千斤顶将混凝土管向接收井推进，与此同时挖掘管内泥土，完成某段管道的铺设，其中又可具体分为敞开式、泥水平衡式、土压平衡式以及气压平衡式顶管施工。顶管施工技术的操作流程如下。
2.1.1测量放样及安装设备
测量放样的具体内容包括顶管轴线放样与设备安装标高两部分，为了合理控制顶管轴线放样的精度，可以采用井下投点以及确定后视点精度的方法。井下设备的安装主要包括导轨和千斤顶的安装，在安装过程中需要对标高的误差作出有效控制，可以运用减少轴线安装量的方法。地面设备的安装具体包括起吊设备与主顶泵站等，在安装过程中要保持与顶管轴线的合理距离。
2.1.2顶管机下井、出洞
首先利用起吊设备将顶管机起吊到导轨上，并安装千斤顶。然后在顶管出洞之前做好安全保障措施，比如可以在放进顶管机后封堵墙上的出洞，并对洞口外土体进行加固在洞口外设置一定的钢板桩，在洞口打开、出口器进入顶管机后将钢板桩拔出[1]。
2.1.3正常顶进控制
施工开始前首先检查顶铁的安装是否平衡，防止偏心荷载现象的发生。在开展顶进施工时，需要按照先挖后顶和随挖随顶的原则进行施工，施工过程中需要及时关注油泵压力表的变化，在压力快速增加的情况下要将油泵暂停。还应合理确定千斤顶活塞杆向外延伸的长度，确保不超过合理范围。最后要保证顶进施工的连续性，减少停顿时间。
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2.1.4顶管机进洞起吊与转移
放置顶管机时，要根据洞口实际位置、地质情况和地下水位确定位置，然后去除软眼封门，开展顶进工作，在顶管机进入接收机后去除机头和管道之间的连接。
2.1.5洞口密封及工程验收
在施工最后阶段转移顶管机、安装止水设备、封闭洞口。管道施工结束后进行管道清理工作，并对管道缝隙和受损位置进行修补。最后开展验收工作，重点检查管道轴线的误差情况和管道缝隙的密封情况。
2.2导向钻进与水平定向钻进铺管技术
导向钻进铺管技术与水平定向钻进铺管技术在施工原理和采用的方法上基本类似，主要区别在于导向钻进一般指小型的定向钻进，水平定向钻进一般指大中型的定向钻进，二者所采用的设备具体有管线探测仪器与钻机等。主要技术原理为利用钻机和测量仪，沿着特定的轨迹钻进导向孔，而后在扩孔的同时回拉所铺设的管线。此种方法利用具有斜面的钻头控制钻孔方向，并利用手持式探测仪，通过电磁信号对钻头进行导航定位。主要施工流程为首先进行现场勘测，而后设计导向孔轨迹，利用钻机进行导向孔钻进，然后扩大钻孔并进行拉管，最后对地面进行恢复。
其中，导向钻进铺管技术适用于铺设直径较小的管线，适用范围在50-350mm以内。同时管线长度不超过300m，深度不超过15m。在管材的选择方面，适合导向钻进铺管技术的管材有钢管、PVC管、PE管等。在地质条件上，导向钻进施工技术不适合砂层以及砾石层。
水平定向钻进铺管技术与导向钻进铺管技术的差异性包括以下几方面，第一，该种施工技术运用螺杆马达与弯接头进行定向钻进，利用弯接头转动和停止实现直线钻进和斜向钻进。第二，在定位和导航上运用了有缆式随钻测斜仪。第三，在开展大型作业时可在导孔钻柱外部增设套洗钻柱，起到减少钻进阻力的作用[2]。水平定向钻进的适用范围较广，最高可以铺设直径1.2m、深度60m的管线。开展水平定向钻进所用的钻头主要为牙轮钻头、合金钻头、金刚石钻头等，对于地质条件的适用范围也比较广泛。
2.3其他类型铺管技术
2.3.1冲击矛铺管技术
冲击矛铺管技术是一种利用压缩空气进行驱动的施工方法，也称为气动矛铺管技术。冲击矛的组成部分包括活塞和钢制外套，通过压缩空气推动活塞的运动，使矛头对土层形成挤压，完成钻孔工作，使矛体不断前进。而后将直径小于矛体的管线放入钻孔，一次性完成铺设过程。如果需要使冲击矛向后运动，需要对送气管进行反转。冲击矛铺管技术具有操作简单、成本较低的优点，主要适用于铺设直径较小的管线，管线直径一般在40-200mm以内。并且由于铺管方向不可控制，管线长度应在30m之内。主要用于含水量不高的土层。如果需要用此种方法铺设直径较大的管线，需要在钻孔完成后对其进一步扩大。
2.3.2微型隧道铺管技术
微型隧道铺管技术的组成部分包括激光导向系统、钻掘系统、顶管系统、操作控制系统、泥浆润滑系统与出渣系统。该项技术适合各类地质条件，同时适合钢管、混凝土管、铸铁管和PVC管等多种管材。并且在管道铺设的直径与长度上也具有更大的适用范围，直径在250-3000mm、长度在90-200m的管道都可以应用此种技术。铺设长度最高能够达到500m以上。同时具有较高的施工精度，其中一项施工记录为铺设456m的管道偏差在25.4mm。但这一施工技术所需成本较高。
结论：非开挖铺设地下管线施工是一种应用广泛的施工方法，对施工现场周边环境的影响较小，并且具有较高的施工效率。为了促进非开挖铺设地下管线施工方法的更好应用，需要在具体施工过程中，根据管线铺设长度、直径和地质条件选择合适的施工技术。
参考文献：
[1]刘学振.市政工程非开挖顶管施工探析[J].建筑工程技术与设计，2018（18）:2796.
[2]彭绍蓉.非开挖铺设地下管线技术及其在给排水管线施工中的应用[J].环球市场，2017（13）:183.
作者简介：彭丽萍（1982.07--）；性别：女，籍贯：河南安阳，学历：专科，毕业于中国地质大学；现有职称：助理工程师；研究方向：工程管理。
论文作者:彭丽萍,王玉庆
论文发表刊物:《城镇建设》2019年19期
论文发表时间:2019/11/13
标签：管线论文; 施工技术论文; 顶管论文; 技术论文; 管道论文; 导向论文; 地下论文; 《城镇建设》2019年19期论文;