不开槽施工

不开槽施工

冬季安全知识-柚子功效

2023年2月18日发(作者：思政课包括什么)

常见不开槽管道施工方法综述

常见不开槽管道施工方法综述

Asummaryofpipelineconstructionmethodswithoutslotting李任池1

RenChiLi

〔1.贵州大学土木工程学院,贵州贵阳〕

摘要

不开槽管道施工常用于穿越城市道路及穿越复杂地形的管道工程.不开槽管道施工方

法有很多种,最常见的有顶管施工法,盾构施工法,浅埋暗挖施工法,夯管施工法,地表式水

平定向转施工法等.不同的施工方法有不同的适用范围及不同的优缺点,本文通过对常用不

开槽管道施工优点及技术要点的论述使大家对不开槽管道施工有一个全新的了解.

关键词：不开槽施工,管道,盾构法,顶管法

ABSTRACT

Themethodsofpipeconstructionwithoutslottingiscommonlyusedinthepipelinecrossingthecity

dpipeconstructionmethodhasmany

kinds,themostcommonisthepipejackingconstructionmethod,shieldmethod,shallowsubsurface

excavationmethod,piperammingconstructionmethod,surfacetypehorizontaldirectionalturn

entconstructionmethodshavedifferentscopeanddifferentadvantagesand

paperthroughthediscussionofcommonlyusedslottedpipeconstruction

advantagesandtechnicalpointsenableeveryonetoanewunderstandingoftheslottedpipeconstruction.

KEYWORDS:Nonslottedpipeconstruction,pipeline,shield,jacking

0引言

管道的不开槽施工是指不开挖地表的条

件下完成管线的铺设、更新、修复、检测和

定位的工程施工技术.它具有不影响交通、

不破坏环境、土方开挖量小等优点,同时,它

能够消除冬季和雨季对开槽施工的影响,有

较好的经济效益和社会效益.在大多数情

况下,尤其是在繁华市区和管线埋深较深时,

不开槽施工时明挖施工的极好的替代方法；

在特殊情况下,例如无破坏性地穿越公路、

铁路、河流、建筑物等,不开槽施工时唯—

—种经济可行的施工方法.管道不开槽铺设

施工的管材采用较多的时抗压强度高、刚度

好的预制管道,如钢管、钢筋混凝土管,也可

采用其他金属管、塑料管、玻璃钢管和各种

复合管；断面形状多采用圆形,也可采用方

形、矩形和其他形状山.管道的不开槽施工

方法很多,运用较广泛的有顶管施工法,盾

构施工法,浅埋暗挖施工法,夯管施工法等.

1顶管法

1.1概念及特点

顶管法施工顾名思义就是在工作区内

借助于顶进机械设备产生的推进

力,克服管道与周围土壤的摩擦力,将钢筋

混凝土管或其他材质的管材沿设计好的角

度和坡度顶入地下,并将多余土方输送走.

后一段管材沿前一段的坡度继续顶进施工

土层以两管中继间的推进力为动力,把顶进

设备或连接设备一起穿越工作区直至接收

坑,然后将顶进机等机械设备取出,这样管

路就埋设在工作区了乜.相比开挖敷设技

术,投资和工期大幅度缩短,同时顶管技术

对居民生活环境影响较小,减轻对人口密集

区的交通压力和地面的破坏.他能穿越河

流、铁路、桥梁、隧道和其他几乎所有的

地面建筑物,不影响正常公民的生活、不

破坏环境,施工不受气候和环境影响,施工

管道可弯曲,可以在很深的地下或水下敷

设.使用该技术敷设管路,能有效的节省拆

迁费用、降低施工周期.

1.2主要设备

顶管法施工主要设备如表1所示.

表1顶管法施工主

要设备

设备作用

挖掘隧道

导轨稳定位置、导引管节

油泵供油

顶铁临时传力构件

起重设备下管、提升一方

1.3施工工序及要点

施工工序为：

测量中央线、放边线桩一工作基坑开挖一

后背制作一设备安装一地下构筑物、管线

保护与监控一管

道式顶进一正式顶进一顶进中测量监控

一结束顶进一检查周围无异常后撤除支护

结构一工作坑回

复.

施工要点：施工中应重点对基坑围护

变形与位移进行监控,假设超过一定范围时

应加密监控且采取限制举措(对于一级基坑

其地表沉降允许偏差不得大于0.15%且不

得大于30mrp围护水平位移不得大于0.

2%且不得大于30mm)"L.

1.4技术施工运用分析

2001年,上海隧道股份在江苏常州完

成了2050m、直径2m的钢筋混凝土顶管施

工,是当时最长的顶管工程.2002年9月,

全长3600m埋深为23-25m、直径为1.8m的

钢制管,成功穿越黄河,无论从管路的顶进

长度、下管深度、和复杂的地理环境,还是

钢管直径大小在国内

尚属首次.其中最长的一段长达1259m要穿

越黄河而且土质还是较厚的砂砾层,既是我

国非开挖技术创新突破的关键工程,也是目

前世界上复杂地质条件下大直径钢管一次

性顶进距离最长的顶管工程.2021年,中铁

十局十公司在长江引水工程中采用国产直

径2200mm钢管,双管齐下同步顶进2500m

工.这些例子说明我国的顶管施工技术已经

到达了一个全新的里程碑,与世界先进水

平不相伯仲.顶管施工中,顶进管一般选用

钢筋混凝土管和钢管,其中钢管要求没有腐

蚀的情况下可以敷设.在选择顶进管材料

后,要对其长度和直径进行设计和计算,一

次性使用越长的管,其相对的经济本钱就越

低,可调控性也越高；而直径方面,由于有

工人在上面施工作业,所以内径不小于

500mm,然后根据顶进管所受荷载和工程性

质来确定管壁厚度,进而计算出外径.

2盾构法

2.1概念及特点

盾构施工法是利用大型盾构机械进行

暗挖施工,目前主要是泥水式盾构和土压式

盾构.其优点为:(1)机械化程度高；(2)隧洞

形状准确;(3)对地面结构影响可能性最小；

(4)对工作人

员较平安,劳动强度低,进度快；(5)对环境无

不良影响,地下水位可保持:(6)

、土压(泥水压)排土量、盾构方向、位

置、衬砌、注浆量、注浆压力、浆

质量高,衬砌经济.缺点为:(1)盾构的

液特性等进行限制；注意限制土压

规划、设计、制造和组装时间长；(2)(泥水压),对于土压式盾构应注意

施工工艺复杂,熟练操作机器需要时

土的塑流化改进,对于泥水压式盾构

间长;(3)准备困难且费用高,只有长距离

掘进时才较经济；(4)当地层条件变化时,

实施有风险；(5)隧道断面变化的可能性

小,断面如需变化时,费用较高口.

2.2主要设备

应注意泥浆性能.应预防水土流失,盾构

衬砌与周围土体摩擦,盾构的纠偏与方向

修正,注浆量,注浆压力,注浆速度的限

制,盾构开挖应尽量避免对周围地层扰

动,从而保证开挖面的稳定.应注意对工

人职业病的防护,

顶管法施工主要设备如表2所示.不能只有照明、排风等举措,还应注

表2盾构法施工主意防尘、防噪、防震等举措,还应及时

施作地板结构与.

的加固距离比.从经济适用性的角度

2.3施工工序及要点讲,盾构法一般用于管径大于3m长

施工工序：工作基坑开挖度大于300m的不开槽管道施工.

备安装一开挖一确定线形一衬砌一注浆.

施工要点：施工中要对开挖面稳定3浅埋暗挖法

2.4技术施工运用分析

设备作用

刀盘开挖土方

马达动力

导轨稳定位置、导引管节

千斤顶顶管节前进

油泵供油

传输装置运输土石方

要设备

国外近年来成功地使用掘进机开

挖隧道的著名实例是英吉利海峡工

程、日本东京湾高速公路工程和荷兰

生态绿心隧道等.经大量实践证实:

盾构法适于软弱含水地层,其前提条

件是具有用于施工的工作井,隧道与构

筑物之间应保证垂直方向至少有

1.5m加固距离,水平方向至少有1m

3.1概念及特点

浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下

进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方

法.在城镇软弱围岩地层中,在浅埋条件下

修建地下工程,以改造地质条件为前提,以

限制地表沉降为重点,以格栅〔或其他钢结

构〕和喷锚作为初期支护手段,根据十八字

原那么进行施工,称之为浅埋暗挖法.浅埋

暗挖施工方法是一种实用性强的不开槽施

工方法,其施工距离长,适于各种图层,但

其施工速度慢,本钱高.所以浅埋暗挖法施

工方案的选择应根据实际的工程设计〔隧

道的断面及其结构形式,管道埋深及其长

度〕,工程所在地水文地质条件、施工现场

和周围环境平安等要求,经过技术经济比

较后确定口.市区内地下障碍物较复杂地

段,采用浅埋暗挖施工方法进行不开槽管

道施工会是较好的选择.

3.2主要设备

其主要设备有：刚拱架、千斤顶、钢管.

3.3施工工序及要点

施工工序：辅助功法施工、开挖、

初期支护、二次筑模.

施工要点：〔1〕初期支护钢拱架安

装；〔2〕二次筑模时注意外界因素

对混泥土的影响.浅埋暗挖施工方法严禁

有水作业,施工中应严格注意防水、排水

举措.浅埋暗挖法应对围岩进行支护、加

固,对围岩开挖时应预支护、预加固前方

可开挖一段,开挖一段后应立即加固〔支

护与开挖面距离不得超过5m〕且封闭成

环.

3.4技术施工运用分析

实践证实,为保证隧道的结构使用功

能和实际运行的平安,浅埋暗挖法应掌握

衬砌及防水要求.施工时的防水方法主要

是堵水和排水两类.施工前应依据水文地

质勘探资料预计可能出现的地下水情况,

估计水量,选择防水施工方案.排水的施工

方法主要是在衬砌背后设排水盲管或暗沟

和在隧道底设中央排水盲沟.止水的方法

主要是注浆或喷涂防水层.浅埋暗挖施工

方法隧道内与隧道外都应进行预加固,最

常见的预加固举措为：小导管注浆加固与

管棚超前加固,施工时应保证其技术参数

符合要求.小导管注浆加固法应使用直径

30mm〜50mm长3m〜5m的无缝钢管或焊

接钢管,其搭接长度不应小于1m,水平向间

距不得大于300mm〜500mm管棚注浆加固

法应使用直径为70mm-180mm〔勺无缝钢

管,其搭接长度不得小于3m水平距离应依

据施工条件与水文地质条件确

定,且不得大于2倍〜2.5倍管棚直径,当

隧道通过公路或隧道时管棚应连续铺设

❷.

4.夯管法

4.1概念及特点

夯管施工法是利用夯锤的锤击力使管

道穿越地下土层从而到达不开槽埋管的目

的.由于夯管锤的锤击力不易限制,所以夯

管施工法限制精度低且仅适于钢管.但其

设备简单,使用方便,施工速度较快,本钱

较低,所以夯管施工法在特定的场所具有

一定的优越性,适宜在城市中穿越宽度较

窄道路的地下管道施工工程.

4.2主要设备

其主要设备有：

1.夯管锤：用于夯打推进管道；

2.空气压缩机：压缩空气；

3.空气泵：输送高压空气

4.钢质切削管头：预防变形.

4.3施工工序及要点

施工工序：降排水举措、测量放线、

工作井开挖、设备安装、夯进施工.

施工要点：(1)防护举措：根据地勘报

告,边坡开挖高度8m左右,边坡岩性主要

为重粉质壤土和粘土岩,施工开挖边坡采

用1:1.5,必要时采取支护举措.鉴于现场

靠近昭平台干渠的边坡,考虑到干渠保护,

对于边坡容易塌方的地方,采取打钢板桩

挡土板或临时支撑的方法以保证操作坑内

的施工平安.

(2)导轨安装、摆放位置与夯管精度密

切相关,因此在安装导轨时要保证与设计

轴线的吻合,并且在施工过程中,密切关注

导轨是否发生偏差并及时进行修正.

(3)第一根套管的铺管精度及焊接第

一道接口决定了整个穿越的成功与否.因

此第一根套管的人士点及安装角一定要准

确,不可出现斜口,否那么将会导致夯偏.

夯人第一根套管时,如果超出偏差允许范

围,应及时采取纠偏举措：用人工在轴线偏

差的相反方向将套管周围的土去除,在轴

线偏差的方向钢管外壁打楔子.

(4)套管前进阻力较大时进行人工清

土.退出夯管锤,卸掉击帽,将套管内的积

土去除干净后再安装击帽和夯管锤继续夯

进.

(5)夯管作业开始后,应连续进行,尽

量减少作业间歇时间,且不宜中途停止.由

于间歇时间过长,会造

成土层和管外壁粘在一起,增大摩擦力,从

而使夯进阻力增大,另外假设地下水位较

高,停止作业后水位上升,会给施工带来不

便.

(6)可采取在管外壁涂抹润滑油脂的

方式减小摩擦力.

(7)严格遵守现场施工平安规定,保证

施工人员人身平安.

4.4技术施工运用分析

(1)地层适应性方面：用夯管法在含卵

砾石地层或回填地层中铺管时,比管径小

的卵砾石或石块可进人管内,比管径大的

砾石或漂石可经管靴击碎后一局部进人管

内；流砂层或软地层中夯人的钢管起到支

护孔壁的作用.因此,夯管法铺管几乎适应

除岩层以外的所有地层,特别是在用其它

技术难以施工的建筑垃圾回填层中,大多

数情况下都能用夯管法铺管解决问题.

(2)铺管精度方面：夯管法铺管因属不

可控向铺管,在铺设较长管道(长度超过管

径的100倍)时,铺管精度不如导向钻进铺

管高,但由于它是以冲击方式将管道夯人

地层,在管端无土楔形成,其偏斜的可能性

远比不出土水平顶管和无控向水平螺旋钻

进铺管小得多.

(3)对地表影响方面：夯管法铺管由于

切削下来的土心进人管内,因此即使铺管

深度很浅时地面也不会产生隆起或沉降现

象.

(4)适用管径范围方面：夯管法铺管适

合铺设管道的管径小到50mm大到2000

mm,覆盖的管径范围是其它方法难以企及

的.

(5)适合铺管长度方面：夯管法铺管适

合较短长度管道的铺设,为保证铺管精度,

一般单次铺管长度不应超过管彳的150

倍.但很明显,其适合的铺管长度要比不出

土水平顶管和无控向水平螺旋钻进铺管长

得多.

(6)对管道材料的要求：夯管法铺管要

求管道材料必须是钢管,要铺设其它材料

的管道,可先铺设钢套管,再将工作管道从

套管中导人.

(7)投资和施工本钱方面：因夯管法

铺管主要设备就是夯管锤,所用空压机是

工程中常用设备,大多数用户均采用租赁

方式解决,所以设备投资极少.由于夯管法

铺管设备投资少,施工操作又极为简单,材

料消耗少,所以施工本钱比其它施工方法

低得多[11]

0

5结语

由于受到经济等各方面因素的制约,

我国目前的管道施工大多仍旧采用的是

“铺完挖,挖完再铺〞的传统

方法.这种方法不但施工不便、投资打,而

且还常常对社会造成不良影响.但随着经

济的快速开展,人们的生活、素质水平不

断提升,人们对生态文明建设的理解也在

不断地深化.在地下综合管廊、海绵城市

等一大批国家扶持的可持续开展战略工程

的引领下,我国的管道施工技术将迎来变

革,相信在不久的将来,当我们走在大街小

巷时,我们再也不会望着马路中间的施工

牌感慨了.

参考文献

[1]孙林南.不开槽管道

施工优点及其技术要点

(J).山西建筑,2021,

(39)35:123.

[2]张勤、李俊奇、常

志续.水工程施工(M.

第1版,北京：中国建

筑工业出版社,2021.

[3]刘乔.浅谈顶管技术

在我国的开展(J).价值工

程,2021,(73)18:105-

106.

[4]王贵哲.浅论顶管技

术在市政给排水施工中

的有效应用(J).水利工

程,2021(12):271.

[5]赵剑伟.顶管技术在

市政工程中的应用研究

(J).价值工程,2021

(07):73-74.

[6]张振宇.盾构法施工

技术在我国的应用与开

展(J).武汉工程职业技

术学院学报,2005,(17)

4:26-27.

[7]吴笑伟.国内外盾构

技术现状与展望(J)建筑

机械,2021(08):69-72.

[8]袁光撒.TBM技术在

输水隧洞工程中的应用

(D).西安：西安理工大

学,2007.

[9]百度文本库.浅埋

暗挖法.2021

[10]慧中华.浅埋暗挖

施工方法及其设备

〔DB.2007.

[11]于小明.气动夯管

法在南水北调昭平台

干渠穿越工程中的应

用〔J〕.非开挖技术,

2021,2:49-52.