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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(yīng)的城市化發(fā)展也在不斷加快，在市政工程的建設(shè)上，需要進(jìn)行各種相關(guān)管道的地下作業(yè)，就會運(yùn)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(yīng)運(yùn)而生，它避免了傳統(tǒng)開挖技術(shù)所帶來缺點(diǎn)，并節(jié)約了施工成本，加快了施工進(jìn)度，被越來越廣泛的應(yīng)用于市政工程。本文就非開挖技術(shù)在市政工程中的運(yùn)用進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：市政工程；非開挖；施工技術(shù)
經(jīng)濟(jì)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(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。將非開挖技術(shù)運(yùn)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(shè)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(jì)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(diǎn)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(shí)際可以分為三個階段：（1）地下挖掘后再進(jìn)行管道鋪設(shè)。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(jī)械挖掘施工、鋪設(shè)管道階段。技術(shù)上有局限性，無法準(zhǔn)確的控制管道鋪設(shè)方向，如果鋪設(shè)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(shè)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(diǎn)。相較中國非開挖施工技術(shù)的應(yīng)用和相關(guān)設(shè)備的開發(fā)落后一步。于20世紀(jì)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(jī)，建立了開發(fā)基地，擁有了自己的設(shè)備設(shè)計(jì)。但是與西方發(fā)達(dá)國家相比，還有很多問題。隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和對環(huán)境保護(hù)意識的逐步加強(qiáng)，對道路挖掘進(jìn)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(jìn)入21世紀(jì)以來，非開挖工程量和設(shè)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(shè)正在進(jìn)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(shè)，所以我國非開挖技術(shù)的應(yīng)用具有一個良好的社會環(huán)境，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)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(jìn)的技術(shù)和設(shè)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(hù)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(jì)效益。因?yàn)榉情_挖技術(shù)的使用可以不對地面進(jìn)行挖掘，所以可以節(jié)約施工完成后對地面和植被的恢復(fù)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(jì)效益得到保證�？偟膩碚f,非開挖技術(shù)在經(jīng)濟(jì)開發(fā)中的應(yīng)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(jìn)行地下施工，避免了修復(fù)開挖地面和恢復(fù)植被工作，節(jié)約了時間，有效避免了對其他市政管道設(shè)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(yīng)用前景。非開挖技術(shù)不僅可以應(yīng)用在傳統(tǒng)開挖技術(shù)應(yīng)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(xiàng)目的順利完成。
3非開挖技術(shù)的應(yīng)用
3.1管道鋪設(shè)中的應(yīng)用
在管道鋪設(shè)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(dǎo)向鉆進(jìn)法、小型隧道施工法和沖擊矛法可鋪設(shè)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(jī)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(shè)在兩坑之間的施工方法。（2）導(dǎo)向鉆進(jìn)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(shè)小口徑的地下管線。主要利用導(dǎo)向鉆機(jī)等相關(guān)機(jī)械沿著預(yù)先計(jì)劃好的鋪設(shè)路線先打一個導(dǎo)向孔，然后一邊對導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)寬一邊再回拉要鋪設(shè)的管線[5]。導(dǎo)向鉆進(jìn)法以斜面鉆頭來控制鉆孔方向，鉆頭運(yùn)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(shí)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(jìn)行遙控和導(dǎo)向的頂管施工方法，適用于鋪設(shè)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(jìn)行鉆進(jìn)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(jìn)需要鋪設(shè)的管道，這種施工方法的鋪管方向是可以通過激光導(dǎo)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(shè)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(jìn)行活塞運(yùn)動，使得沖擊矛不斷在土層中前進(jìn)同時，帶動直徑小于矛體的管線完成管道鋪設(shè)[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(zhǔn)確性，施工前進(jìn)行數(shù)據(jù)的校正就顯得尤為重要。
3.2管道更換中的應(yīng)用
所有的管道都有使用壽命，或者也會因?yàn)槠渌蛱崆捌茡p，又或者隨著現(xiàn)代城市的高速發(fā)展，需要進(jìn)行線路改建，這些情況的發(fā)生都需要對管道進(jìn)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(jìn)入將要被更換的管道，使管道破碎并將碎片擠壓進(jìn)土層中，再牽引進(jìn)新的管道完成整個更換過程，這種方法近幾年開始也被應(yīng)用于各個方面；（2）吃管法主要用于更換埋設(shè)深度較深的非加筋管道，通過使用特制的小型隧道鉆機(jī)，以需要被更換的管道作為導(dǎo)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(diǎn)的管道完成管道的更換[7]。
3.3管道修復(fù)中的應(yīng)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(jìn)行修補(bǔ)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(jī)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(fù)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(jìn)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(yīng)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(jìn)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(yùn)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(xué)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(jìn)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(fù)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(yàn)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(shè)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(shè)備大多采用德國、日本等發(fā)達(dá)國家的進(jìn)口設(shè)備,我國對于非開挖設(shè)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(jìn)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(dá)到最佳的施工效果[8]。但是目前在進(jìn)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(shè)施缺乏科學(xué)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(yīng)廣泛運(yùn)用非開挖技術(shù)并不斷改進(jìn)，以提高其社會經(jīng)濟(jì)效益，各級主管部門也應(yīng)加強(qiáng)對非開挖技術(shù)的認(rèn)識，加大對非開挖技術(shù)的推廣力度，這對加快城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和保護(hù)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(shè)備研制力度要加大，結(jié)合國外的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，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(shè)中，如何加大對城市地下空間的合理利用將是市政建設(shè)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(shè)中擔(dān)任重要的角色。
參考文獻(xiàn)：
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