非开挖施工技术在市政管线建设中的应用
市政工程是城市运行的基础工程,与城市居民的生活生产密切相关,对城市的综合发展起着非常重要的推动作用。管道工程是市政工程的重要组成部分,具有建设周期长、工程量大、投入成本高、涉及人员和设备多等施工特点。传统的市政管线工程采用开挖施工方式,不仅会影响周边的交通和商业活动,还会影响周边居民的正常生活。在我国建筑业和施工技术不断发展的背景下,非开挖施工技术越来越广泛地应用于市政管线工程建设中。这种施工方法对路面破坏小,还能在一定程度上保护地下管线,延长其使用寿命,具有良好的经济效益和社会效益。
2非开挖施工技术概述
非开挖技术是利用先进的岩土钻探技术和设备,改变传统管道施工中大规模开挖土壤的方式,通过导向和定向钻孔的方式完成地下管道的更换、铺设和修复,不会影响施工环境周围的交通、植被、商业和居民的正常生活,具有良好的社会效益。常用的施工方法有水平定向钻法、顶管法、微型隧道法等。施工步骤通常是以下三个步骤。
首先,调查施工前要做细致的调查,包括施工环境的土质情况,周边管线的布置,周边建筑物、构筑物的施工等。,然后根据市政管线的施工要求和勘测结果,制定科学的地下钻探施工方案,为市政管线施工提供要的数据参考。
二,安装机械设备。根据井下钻孔施工方案中制定的钻孔路线,在预定的开口位置安装相关机械设备,然后开挖事故作业坑,做好要的防护、支护、加固和排水,安装钻孔设备。
第三,钻孔施工。非开挖施工环节主要分为两个环节:一是斜潜、开孔、直潜施工是破土的主要方向;其次,根据工程施工要求严格控制开孔直径,根据不同等级要求扩大
孔,要时加固加厚孔壁,完成扩孔。
3非开挖技术的应用价值
首先,与传统的市政管线挖掘技术相比,非开挖技术主要是利用先进的钻孔机械设备在地下环境中进行钻孔和铺设管线,较少依赖人力和大型挖掘设备,可以大大降低人工成本和设备租赁成本,减少资金投入,获得较好的经济效益。
其次,非开挖技术由于在施工中不使用大型挖掘设备,可以大大提高施工的灵活性,即使在狭窄的环境中也可以进行,Z大限度地减少了对周围居民正常生活的影响,具有良好的社会效益。
Z后,在市政管线施工中采用非开挖施工技术,可以得到更准确的管线坑,大大提高市政管线施工质量,避免与周围建筑物接触,确保管线施工符合设计要求。
非开挖技术不仅可用于市政工程中地下给排水管道的铺设、维修和更换,还可用于地下电缆线路的改造,具有很好的应用价值。然而,非开挖技术的使用高度依赖挖掘设备。目前国内建筑行业的非开挖技术还没有达到一个成熟的水平,离成熟国家还有很大差距。但发展中国家对非开挖技术重要性的认识在不断提高,我国对非开挖技术的研究也在不断深入,在市政工程中的应用范围也在不断扩大。
4非开挖技术的具体应用方式
4.1顶管施工技术首先开挖工作坑,然后在工作坑内安装顶进设备。利用设备产生的顶推力将管道按设计坡度顶进土中,将顶出的土方运走。还需要在两个工作坑中埋设工具管或挖掘机软管。具体施工方法有人工顶管、水射流顶进和挤压顶进、机械加压等。具体施工要根据施工现场的实际环境、管道的直径和长度、土质、经济等因素综合确定。目前大部分管道在直线敷设、混凝土管、粘土的条件下,600mm~4000mm管道采用机械顶管施工。机械顶管施工法是目前管道工程施工中广泛采用的非开挖技术,其中混凝土管道施工技术较为成熟。
4.2顶管施工的施工原则施工开始后,先在管道一侧挖一口井,在挖好的基坑内安装导轨。
通常情况下,轨道会安装在木材或混凝土技术上,管道会安装在轨道上此外,顶管施工测量应提前做好,以获得准确的测量数据,并根据测量数据严格控制顶管的中线、标高和坡度。用液压千斤顶将预制好的钢筋混凝土管推入土中,保持工具管以水平推力为核心。钢筋混凝土管道推入土中前,应对管道表面和内部进行充分清理,确保内部无杂质,并在管道推入过程中及时排出进入管道的泥土,直至顶管作业完成。顶管施工过程中,废渣分为干渣和湿渣,应根据废渣的不同类型进行处理和预防。如果地形距离较长或复杂程度较高,须采用吊装施工方法,并辅以要的绿色建材保护措施,如泥浆夹套润滑、激光校正等,以保证施工质量。在顶管施工中,不仅要详细勘察施工环境,还要综合考虑井筒沿线的地质条件。在保证顶管满足长度要求的前提下,尽可能减少工作井和接收井的数量,减少工程量,减少开挖工作井对周围环境的影响。施工时,施工井应尽可能设置在顶管的中部,以方便施工时的移动。
4.3顶管施工技术随着非开挖技术的不断发展,顶管施工技术在建筑行业
的应用范围不断扩大,特别是在大型过江工程、市政管线工程、环境保护等方面的施工,都凸显了其独特的技术优势[4]。这种施工方法是通过计算机进行引导和测试,用相同的曲线进行设计和挖洞,将管道移出引导孔,从而完成整个管道工程的施工。目前,顶管施工技术被广泛应用于地下管道施工中。与顶管施工方法相比,这种施工方法由于惯性矩较小,对于管径较小的管道工程施工效果更好。因此,拔管施工技术多用于长距离、小管径等特点的管道工程的施工中,因为这类工程容易因距离长而出现管道压缩误差。
4.4拔管施工工艺拔管施工需要在施工前用埋管探测仪探测埋管位置,确定
孔洞的深度和位置,确保孔洞能按照设计方案进入[5]。要严格控制埋地管线与地下管线的安全距离,确保符合设计标准。而排水、下水管道一般都是非金属水泥做的,探测器探测不到。所以,如果要确定排水管道的直径、深度和走向,就需要雷达进行辅助探测。通过雷达辅助探测,还可以避免拔管施工时碰到地面的定向孔,保证施工安全。详细的施工过程是将探头放在导管末端,将钢管连接在导管端,然后通过管道对导管施加压力,使导管带动管道钻出地面。安装在导管端的钻头没有特殊的形状要求,弯钻和竖钻都可以。钻头上的导向器可以随时获得钻孔的深度和方向,便于钻头在钻进过程中遇到公路、河流、铁路或障碍物时及时调整钻进方向。如果需要向前调整钻头的深度和方向,可以通过调整导向头的方向来完成,这样就可以在地下形成一个圆形的洞穴。孔板的中线位于保护罩内。仓位一旦形成,就会扩张解锁仓位,接受仓位的旋转反转。不同施工环境的土质情况不同,钻孔时产生的泥浆也不同。因此,应科学控制失水,采取护壁措施。钻孔完成后,管道也连接到要求的长度,即两端的管道可以合拢,与钻头连接并拖入钻孔,管道工程的施工就完成了。
4.5拔管施工技术特点:拔管施工技术在施工过程中不会影响地面交通,也不会
大规模影响居民的正常生活,有效改善了传统市政管线施工对周边居民的影响[6]。管签施工技术能有效处理长距离电弧波,满足地下切屑埋深的设计要求。同时,该施工工艺不会影响河道的通航,施工过程中不会破坏河道两侧的河床结构。对施工时间没有限制和要求。与传统的开挖施工技术相比,工程量大大减少,工程周期短,安全系数高,成功概率高。与其他施工技术相比,顶管施工技术具有进场速度快、施工效率高、开挖面积小、施工成本低等优点。
4.6夯管施工工艺夯管施工工艺与拔管施工工艺的工作原理完全相反。
这种施工技术是利用夯具产生的冲击力将管道直接夯入土中[7]。夯管施工技术对施工环境的土质地质要求低,施工前的准备工作
也比较简单。只需要在需要铺设管道的区域,每隔一段时间挖出机械作业所需的基坑。同时,夯管施工工艺的设备相对简单,主要包括三个部分:风管锤、发动机和空气压缩机,可以有效的完成夯管施工。采用夯管施工技术的设备虽然结构相对简单,但对设备的性能要求较高,需要夯管设备结合不同的施工要求产生强大的冲击力。目前该类型设备在国内还没有量产,行业内使用的大部分设备都是从国外进口的。
4.7夯管施工工艺的操作流程夯管施工工艺的操作流程是,首先将钢管放入预先挖好的
基坑内,用夯锤将钢管底部锤实,在夯锤的强冲击下将钢管打入预设的管道内[8]。由于这种施工方法施工前的准备工作比较简单,对施工区域的地质条件没有进行详细的调查,在夯击过程中管道容易与土壤中的岩石和障碍物发生碰撞,在一定程度上制约了夯管施工技术的应用效果。为了在施工中尽量避免这种现象,业内对夯管施工工艺的操作流程提出了更严格的要求。通过分区设置管坑,Z小化了管道与障碍物的碰撞概率,取得了较好的应用效果。
5结论
综上所述,非开挖技术在市政工程管道施工中具有诸多优势,具有良好的社会效益和经济效益,对提升我国市政工程建设水平具有重要意义。但国内非开挖技术与发达国家还有一定差距,相关设备需要从发达国家进口,一定程度上增加了施工成本。相关人员应加大非开挖技术的应用研究,根据工程实际情况灵活选择不同的非开挖技术手段,提高市政管线施工质量,促进城市快速发展。