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市政工程非開挖技術(shù)研究論文
摘要：隨著世界人口的增多，相應的城市化發(fā)展也在不斷加快，在市政工程的建設上，需要進行各種相關(guān)管道的地下作業(yè)，就會運用到開挖技術(shù)。傳統(tǒng)的開挖施工通常會有施工噪聲大、環(huán)境污染多、施工路線具有局限性等問題，給居民的工作生活帶來不便的影響，所以非開挖技術(shù)應運而生，它避免了傳統(tǒng)開挖技術(shù)所帶來缺點，并節(jié)約了施工成本，加快了施工進度，被越來越廣泛的應用于市政工程。本文就非開挖技術(shù)在市政工程中的運用進行了探討。
關(guān)鍵詞：市政工程；非開挖；施工技術(shù)
經(jīng)濟全球化的迅速發(fā)展，使得人們的生活水平質(zhì)量不斷提高，對于自身居住的環(huán)境也有了一定的追求。市政工程施工過程中，傳統(tǒng)的開挖施工由于破壞了地面，容易造成交通堵塞、建筑垃圾、毀壞綠化等問題，影響到了居民的生活環(huán)境和日常出行。鑒于此問題帶來的諸多不好影響，能保證不破壞原有路面和建筑物的非開挖技術(shù)走入人們的視野中，成為市政工程施工的新方法[1]。與傳統(tǒng)的開挖施工相比，非開挖技術(shù)具有不影響交通、社會效益高、工期短、成本低、應用范圍廣等優(yōu)點。將非開挖技術(shù)運用到市政工程中，不但可以滿足人們對于生活環(huán)境的需求也為良好的市政工程建設提供了良好的保證。
1非開挖技術(shù)的發(fā)展
非開挖施工技術(shù)起源于20世紀70年代，1986年世界非開挖協(xié)會在倫敦建立后，有26個和地區(qū)會員舉辦了20多次專業(yè)展覽在，非開挖技術(shù)是一種地下管道施工的技術(shù)革命，在各個國家的眼中都占據(jù)著重要的地位，憑借自身的技術(shù)特點和廣闊的市場前景，逐漸發(fā)展成一個新興的產(chǎn)業(yè)。開挖施工技術(shù)的發(fā)展實際可以分為三個階段：（1）地下挖掘后再進行管道鋪設。一般僅適用于短距離的工程，效率不高，而且安全性得不到好的保障；（2）常規(guī)鉆、掘機械挖掘施工、鋪設管道階段。技術(shù)上有局限性，無法準確的控制管道鋪設方向，如果鋪設較長的管道會容易出現(xiàn)問題[2]；（3）現(xiàn)代非開挖管道施工技術(shù)。該技術(shù)采用專屬的施工設備和技術(shù)，具有施工效率高、工程質(zhì)量好，工期時間短等特點。相較中國非開挖施工技術(shù)的應用和相關(guān)設備的開發(fā)落后一步。于20世紀后期引入的現(xiàn)代非開挖技術(shù)，盡管已經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)擁有了新的工業(yè)樣機，建立了開發(fā)基地，擁有了自己的設備設計。但是與西方發(fā)達國家相比，還有很多問題。隨著中國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和對環(huán)境保護意識的逐步加強，對道路挖掘進行管道施工引起的社會問題，交通問題和環(huán)境污染問題已引起我國越來越多的關(guān)注，在進入21世紀以來，非開挖工程量和設備的投入數(shù)量以每年40％的速度增加，中國的市政工程建設正在進入到一個飛速發(fā)展階段，而市政工程離不開地下管道的建設，所以我國非開挖技術(shù)的應用具有一個良好的社會環(huán)境，其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益都將是巨大的[3]。
2非開挖技術(shù)的優(yōu)勢
�。�1）良好的社會效益。通過使用先進的技術(shù)和設備，不對地面造成破壞，這樣避免對地面的交通造成阻礙，確保了人們的正常出行，減少了可能會造成的社會問題，它還保護了植被和環(huán)境，保障社會生活和諧和生產(chǎn)秩序穩(wěn)定；（2）良好的經(jīng)濟效益。因為非開挖技術(shù)的使用可以不對地面進行挖掘，所以可以節(jié)約施工完成后對地面和植被的恢復成本，與此同時，對周圍居民生活環(huán)境的影響也降到最低，間接經(jīng)濟效益得到保證�？偟膩碚f,非開挖技術(shù)在經(jīng)濟開發(fā)中的應用可以起到提高總體水平和效益最大化的作用[4]；（3）施工時間短效率高。相比較而言，由于進行地下施工，避免了修復開挖地面和恢復植被工作，節(jié)約了時間，有效避免了對其他市政管道設施可能造成的破壞，提高了市政工程的工作效率，同時也減少了工程前期和后期輔助工作的勞動成本；（4）廣泛的應用前景。非開挖技術(shù)不僅可以應用在傳統(tǒng)開挖技術(shù)應用的場所，對于不適宜傳統(tǒng)開挖技術(shù)使用的場所，非開挖技術(shù)也能良好的解決可能遇到的技術(shù)問題，確保項目的順利完成。
3非開挖技術(shù)的應用
3.1管道鋪設中的應用
在管道鋪設中，可根據(jù)管徑選擇不同的施工方法。直徑大于900mm的管道施工通常采用頂管施工法，導向鉆進法、小型隧道施工法和沖擊矛法可鋪設直徑小于900mm的管道。（1）頂管法是城市道路管道施工中最常用的施工方法之一，是第一個在中國采用的非開挖施工法，主要是利用機械的推力把管道從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑，同時，將緊隨其后的管道埋設在兩坑之間的施工方法。（2）導向鉆進法是非開挖施工技術(shù)中發(fā)展最快的一種施工方法，適用于在地質(zhì)相對松軟的土層中鋪設小口徑的地下管線。主要利用導向鉆機等相關(guān)機械沿著預先計劃好的鋪設路線先打一個導向孔，然后一邊對導向孔進行擴寬一邊再回拉要鋪設的管線[5]。導向鉆進法以斜面鉆頭來控制鉆孔方向，鉆頭運動方向的看管一般是由手持式地表探測器和孔底探頭來實現(xiàn)。這種方法施工速度快，能較好地控制施工方向。（3）小型隧道施工法微是一種可以進行遙控和導向的頂管施工方法，適用于鋪設精度要求較高管道工程。主要是通過安裝在管道前端的鉆掘系統(tǒng)對土層進行鉆進的同時，由出渣系統(tǒng)將產(chǎn)生土屑向外排出，而后可以推進需要鋪設的管道，這種施工方法的鋪管方向是可以通過激光導向和操作系統(tǒng)糾偏來調(diào)節(jié)的。（4）沖擊矛法是一種多用于鋪設直徑小于250mm管道的施工方法，主要通過在力的作用下，沖擊矛內(nèi)部進行活塞運動，使得沖擊矛不斷在土層中前進同時，帶動直徑小于矛體的管線完成管道鋪設[6]。目前雖然有可控沖擊矛的出現(xiàn)，但是大多情況下的沖擊矛仍然是不可控的，所以為了確保施工精度的準確性，施工前進行數(shù)據(jù)的校正就顯得尤為重要。
3.2管道更換中的應用
所有的管道都有使用壽命，或者也會因為其他原因提前破損，又或者隨著現(xiàn)代城市的高速發(fā)展，需要進行線路改建，這些情況的發(fā)生都需要對管道進行更換，常用的方法有兩種：爆管法和吃管法。（1）爆管法又稱脹管法，通過使用工具進入將要被更換的管道，使管道破碎并將碎片擠壓進土層中，再牽引進新的管道完成整個更換過程，這種方法近幾年開始也被應用于各個方面；（2）吃管法主要用于更換埋設深度較深的非加筋管道，通過使用特制的小型隧道鉆機，以需要被更換的管道作為導向，將其與周圍的泥土一同切削粉碎，粉碎后的廢料由螺旋鉆桿帶出，同時會頂入新的直徑相同或稍大一點的管道完成管道的更換[7]。
3.3管道修復中的應用
地下管線長期處于地下環(huán)境中，隨著時間的推移不可避免會發(fā)生管道被腐化現(xiàn)象，這時如何對管道進行修補就顯得尤為重要，目前比較常用的方法是內(nèi)襯法、軟襯法和噴涂法。（1）內(nèi)襯法也稱為插管法，通過采用稍小直徑的管道或者直接使用機械將管道變形比原始管道直徑略小，使其插入原始管道中，再將環(huán)形間隙填充或者給其加壓使恢復到原有形狀大小，這樣就會形成一個與原有管道緊密相連的管道；（2）軟襯法也稱為凝固法，通過將一種熱固性材料內(nèi)襯進原有管道中，再經(jīng)過加熱，使得材料固化成為與原有管道密不可分的薄襯管，這樣的話管段幾乎沒有損失，但流動性能有較大提高；（3）噴涂法常被應用于管道的防腐作業(yè)中，通過使用被牽引的噴頭，一邊后退一邊在管道內(nèi)部進行回轉(zhuǎn)噴涂，將具有防腐作用的水泥漿或環(huán)氧樹脂噴涂于內(nèi)壁上。
4我國非開挖技術(shù)運用存在的問題
�。�1）無專門的部門管理。雖然中國自1998年成立了中國地質(zhì)學會非開挖技術(shù)專業(yè)委員會，并于同年加盟國際非開挖技術(shù)協(xié)會，使我國成為26個國際會員國之一，但是仍未能有專門的政府部門來進行審理工作，也沒有明確的發(fā)展規(guī)劃，使得在跨部門、跨行業(yè)推廣非開挖技術(shù)時需要反復溝通，且難度較大；（2）施工質(zhì)量與安全隱患無法規(guī)范化。由于缺少相關(guān)政府制定的可供查詢的各種非開挖施工規(guī)范，對于如何驗收施工質(zhì)量，減少安全隱患無法保證，容易造成在鋪管施工過程中出現(xiàn)安全事故；（3）對非開挖設備的開發(fā)研發(fā)投入不足。目前大多數(shù)的非開挖工程,設備大多采用德國、日本等發(fā)達國家的進口設備,我國對于非開挖設備的國產(chǎn)化不夠，并且缺乏相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員；（4）非開挖技術(shù)的推廣與監(jiān)管缺乏有效的科技支撐平臺。在進行非開挖施工之前，需要對施工的地下情況有著清晰的了解，以達到最佳的施工效果[8]。但是目前在進行地下管線勘測的過程中，未能得到相關(guān)單位提供資料配合，地下設施缺乏科學有效的管理。這不僅給非開挖施工造成困難，也為所有地下工程施工造成極大障礙。
5結(jié)束語
非開挖技術(shù)對于城市管道工程施工中遇到的問題都可以合理有效的解決，所以在市政工程中應廣泛運用非開挖技術(shù)并不斷改進，以提高其社會經(jīng)濟效益，各級主管部門也應加強對非開挖技術(shù)的認識，加大對非開挖技術(shù)的推廣力度，這對加快城市基礎設施建設和保護城市環(huán)境都有著十分重要的意義。我國非開挖技術(shù)的相關(guān)設備研制力度要加大，結(jié)合國外的一些先進經(jīng)驗，盡快形成適合我國國情的施工規(guī)范和審核條例。未來城市建設中，如何加大對城市地下空間的合理利用將是市政建設需要考慮的重要內(nèi)容，作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的非開挖技術(shù)，將在未來的城市建設中擔任重要的角色。
參考文獻：
[1]李冉,朱麗珊,章廣斌.非開挖定向鉆牽引技術(shù)在市政工程中的應用[J].青島理工大學學報,2010,31(6):103-106.
[2]胡光巖.非開挖技術(shù)在市政供水管道工程中的應用及技術(shù)研究[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu),2013(2):60+69.
[3]許少宗.非開挖技術(shù)在市政給排水工程的應用探討[J].工程技術(shù)研究,2018(5):107-108.
[4]陳凱.非開挖施工技術(shù)在市政管道施工中的應用[J].建筑技術(shù)開發(fā),2018,45(13):36-37.
[5]陳家駿.非開挖技術(shù)在排水工程中的應用研究[D].同濟大學,2008.
[6]夏光林.市政給排水工程的非開挖拉管施工技術(shù)的應用研究[J].住宅與房地產(chǎn),2015(19):73.
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