建材发展导向２０１４年１月 施工技术 浅析非开挖施工技术在市政管道施工中的应用 赵辉 （云南云铜锌业股份有限公司６５００００） 摘要：随着我国市场经济的不断发展，以及城市化脚步的不断加快，越来越多的建筑物涌现出来，并且相应的地下管 道工程也越来越多，伴随着这种现象，使得市政工程中非开挖施工技术就被广泛的应用起来，并且其地位日益显得比较重 要。非开挖施工技术具有施工速度快、综合成本低的优势，能够获得较好的经济效益和社会效益。在相同的条件下，非开挖 施工法（铺设、更换和修复）的综合施工成本均低于开挖施工的成本，且当管径和埋深越大时越明显，本文就非开挖施工技 术在市政工程当中的应用做了简单讨论。 关键词：市政工程；非开挖；施工技术 中图分类号：ＴＵ９９０．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—１６７５（２０１４）０１—００９３—０２ 引言 减少了对交通、环境、周边建筑物基础的破坏和不良影响；在传 随着全球经济的持续发展和人口数量的迅速增长，现代化进 统施工方法无法施工或不允许开挖施工的场合，可用非开挖技 程的不断加快，原有管线的设计容量和运行能力已不能满足发 术从其下方穿越铺设，并可将管线设计在工程量最少的最佳位 展的要求，管线需要不断进行新建、改建、修复和原位更换。如果 置穿过；同时可以高精度地控制地下管线的铺设方向、埋深、并 如巨石和地下构筑物）； 采用传统的明挖法施工将造成交通堵塞、环境污染、绿地和园林 可使管线绕过未曾发现的地下障碍物（毁坏，有时还因为河道水网、大江、港湾、铁道、高速公路、机场及 在可比性相同的情况下，非开挖管线铺设、更换、修复的综合成 建筑物的存在，根本不允许开挖施工。正是在这样的背景下，孕 本均低于开挖法施工。并且由于城市管线埋深有加大的趋势。开 育和产生了地下管线建设的技术革命——非开挖地下管线建设 挖施工的成本随埋深、管径的加大而急剧提高，非开挖施工的优 越性更为显著。 术。 ３非开挖技术的应用 １非开挖施工技术在市政工程中施工中的概述 ｌ＿１．１关于非开挖施工技术 非开挖技术，即非开挖地下管线施工技术，它是指在地表不 开挖的情况下，利用岩土钻掘方法，铺设、修复或更换各种地下 管道和缆线的一种高科技实用新工程技术。从材质看，非开挖地 下建设的管线可以是钢管、多类塑料管、缆线，也可以是铸铁管、 钢筋混凝土管、强化陶管等。 非开挖技术广泛应用于穿越公路、铁路、建筑物、河流水域以 及在闹市区、古迹保护区、农作物和植被保护区等不允许或不宜 开挖条件下对诸如供水、煤气、天然气、污水、电力、电信电缆等 公用事业管线的建设，具有不污染环境、不影响交通、对地层结 构破坏小、施工安全可靠、周期短、无需运输和堆放杂土、成本 低、社会效益与经济效益显著等优点。 非开挖技术是对传统地下管线开挖铺设、更换、修复的一次 革命，自正式进入工程施工市场至今，在较短的时期内，以其独 到的技术特征与优势，日益受到人们的重视，取得了很好的社会 和经济效益。 目前国内外所采用的非开挖铺设新管的主要技术方法有水 平定（导）向钻进法、微型隧道法、夯管法、水平螺旋钻进法、和顶 管法等，可用来铺设直径４０～２５００ｍｍ的各种地下管线，距离可 达上千米。如图１所示为夯管法。 １．４我国非开挖技术的发展 我国在非开挖施工技术与设备的开发研制起步比较晚，较国 外发达国家差距还比较大，然而最近二十多年，我国在非开挖施 工技术上的发展速度逐渐加快。我国在２Ｏ世纪８０年代中期之 前属于传统的非开挖施工技术阶段，在２０世纪８０年代的中期 之后的十年引进了国外现代非开挖技术与装备，在２０世纪９０ 图１夯管法 年代中期之后到现在，我国在不断引进国外先进设备与技术的 对于已有旧管也可以用非开挖方法（内衬法、缠绕法、喷涂 同时也自行研发了非开挖施工装备技术。 法、浇注、管片法、注浆法、补钉和机器人法等）进行修复，或用非 ２非开挖施工技术的应用 ２．１非开挖施工技术在管道铺设当中的应用 在进行市政管道施工中，首先要对地下管线进行现场查明， 开挖方法（爆管法、裂管法、吃管法和扩孔法等）进行更换。 １．２非开挖地下管线建设技术的主要优点 非开挖及时可以解决传统开挖施工对居民正常生活的干扰， ・９３・ 施工技术 建材发展导向２０１４年１月 管线在地面上的投影位置和埋深，同时应查明管线类别、材质、 在松散和强水敏地层中，时常发生坍塌、缩径、垮孔，以致于 力特别大，严重影响非开挖工程的施工效率、成功性和安令性。 规格、载体特征、电缆根数、孔数及附属设施等，绘制探查草图并 无法形成钻孔，还有可能毁坏地面及地下构物，而且在铺管时阻 在地面上设置管线点标志。 在进行市政工程的管道施工铺设时，施工方法的选择是根据 对此，首先应该建立水平孔孔壁力学计算模型，对不同复杂地层 管道直径的大小来确定的。通常这些施工方法中直径９００ｍｍ以 孔壁的稳定性状作出预测判断；在采取技术措施时，应配制专用 上的大口径管道铺设一般使用顶管施工的方法；直径９００ｍｍ以 成孔液、研制特殊钻具及工艺规程、采取必要的辅助工序等。 内的小口径管道的铺设使用导向钻进方法、微型隧道施工方法 ３中国非开挖技术发展趋势 近十多年来国内非开挖产业迅速发展，非开挖技术水平不断 以及冲击矛法等。顶管施工方法是一种比较早使用的非开挖施 工方法，它是利用千斤顶以及管道中继间千斤顶的推力来实现 提高，其趋势主要表现为：非开挖铺管工程的区域越来越ｆ ，服 挖掘施工；导向钻进法在非开挖施工技术中发展最快的一种，其 务目标趋向多元化；非开挖设备、仪器、工具、材料的研发均有不 主要用于铺设小口径地下管线；微型隧道铺管方法是一种遥控 同程度的发展；随着大量安全系数较低的旧管线的出现，非开挖 的且可导向的顶管施工方法，用于高精度的非进入通道；冲击矛 管线修复及更换技术面临大的市场；针对复杂地层等施工难的 法主要用于铺设直径小于２５０ｍｍ小口径的各种管线，它是在压 问题，研究开发更先进的工艺、技术，将使我国非开挖技术水平 力作用之下启动矛内的活塞来往复地运动，让矛头挤向周围的 提到新的高度。 土层。 ２．２管线特征点及间距设置 ４结束语 综上所述，在现代城市建设中非开挖施工技术发挥的重要性 管线点宜设置在管线的特征点在地面的投影位置上。管线特 越来越大。随着我国城市化进程的加快，市政工程非开挖施工技 征点包括交叉点、分支点、转折点、变材点、变坡点、变径点、起讫 术也将有更大程度的提高，非开挖施工技术无论是在管道的铺 点、上杆、下杆以及管线上的附属设施中心点等。 设中还是管道的置换与修复中都对推动城市建设发挥着积极意 城市地下管线普查和专用管线探测，直按相应比例尺设置管 义。 线点，管线点在地形图上的间距应小于或等于１５ｅｍ；厂区或住宅 小区管线探测，直按相应比例尺设置管线点，管线点在地形图上 参考文献 的间距应小于或等于１０ｃｍ；施工场地管线探测，宜在现场按小于 【１】胡艳群．顶管技术在城市给排水管道建设中的应ＮＯ］．价值工稃，２０１０： 或等于１０ｍ问距设置管线点；当管线弯曲时，管线点的设置应以 １２～１５． 能反映管线弯曲特征为原则。 ［２】李淑娟．非开挖技术在排水工程中的应用ｆＪ］．中国高新技术企业，２０１０： ２３－２７． ２．３非开挖施工技术在管道修复中的应用 城市建设非开挖管道施工技术研究【Ｊｊ．科技促进发展（应用 管道铺设完成之后经过长时间的使用，不可避免地因腐蚀等 【３】吴春久． 原因造成管道的破损，有可能导致管内的物质流失甚至污染到 版），２０１０：３４～３６．环境，因此，我们需要及时地对这些旧管道进行非开挖技术的管 道修复。一般经常用到的有内衬法、软衬法以及喷涂法等。内衬 收稿日期：２０１３—７—２３ ９６９一），男，工程师，大专，主要从事工程项目施 法就是使用比之前的管道的直径还小或者相等的塑料管道插入 作者简介：赵辉（１ 原来的管道之中，然后在新管道与旧管道的间隙间灌上浆来使 工管理工作。其稳固成一种管中管的管道结构，这样就使得塑料管道的防腐 性能以及金属材料机械的性能能够合二为一，从而能够有效改 进管道的工作性能；软衬法就是指在旧的管道的内壁之上衬～ 层热固性的物质，利用热气、热水等让它得以固化，这样来形成 与旧的管道紧密配合的薄衬管，然而管道的过流断面基本上没 有损失，还比较大地改善了流动性能。喷涂法是一种用于管道防 腐处理的有效方法，它是指将水泥浆液或者环氧树脂喷涂在原 来的管道内壁之上的方法。 ２．４复杂地层非开挖施工工艺的研究 非开挖工程中常见的复杂地层主要包括流沙、卵、砾石等松 散层，强水敏粘土和淤泥层、硬岩层。如何从工法、设备、钻具、材 料等方面提高复杂地层和硬岩非开挖施工的水平，已成为国内 非开挖界一项共同奋斗目标。 ・９４・
