非开挖施工方法分类

非开挖技巧的定义为在地表开挖量来完成各类地下管线的铺设，改换，修复，检测和定位的工程施工技巧。

非开挖施办法大致可分为三类：

管线铺设：铺设新的地下管线。

管线改换：在原位改换旧管线。

管线修复：修复现有管线的部分缺陷或改善其功能。

经历统计，在全部铺设的各类地下管线中，直径在250mm以下的大约占84%，直径在250～900mm之间的约占15%，直径在900mm以上的仅占1%。重要说明小口径的地下管线的非开挖的施工办法。目前，铺设，改换和修复地下管线的施工办法重要就是开挖和非开挖两种。两者比拟各有其长处。开挖施工法的长处是施工容易，间接本钱低，适用于在开阔的地表，不存在任何妨碍物（河流，街道，建造物等），施工不会影响交通的要求下铺设地下管线。在郊区，由于以下缘由，开挖施工法越来越遭到来自政治，经济和环境方面的压力和束缚：

施工引发的乐音，粉尘，振动和废气。

阻碍交通（梗塞，中缀或改线）；

毁坏环境（绿化带，公园和花园）；

影响市民生活和商店的营业；

平安性差；

综合施工本钱高。

非开挖施工法和其相比具有不毁坏环境，不影响交通，施工周期短，综分解本低，社会效益明显等长处，此外，它还可在少许没法施工开挖作业的地域（繁华的郊区，古迹维护区，农作物和植被维护区，以及穿越高速公路，铁路，建造物，河流，湖泊等）实行各类地下管线施工。

我国非开挖技巧的市场前景与古代化建立的进程亲密相干，为了加快根底设备和根底工业的建立是最根本的前提，因而对石油，煤气，电力，电讯，自来水，污水等各类地下管线的需求可望在较长的时刻内有较大幅度的增长，这为我国非开挖技巧的开展提供了有利的要求，市场潜力宏大。

为了避开现有的密集管网零碎，大城市管线埋深有加大的趋向，例如上海，北京等，有些管线的埋深已达10m左右。开挖施工的本钱随埋深的加大而进步，非开挖施工的杰出性更为明显。探讨标明，当埋管深度超越4m时，开挖施工的本钱开端高于非开挖施工的本钱，此外，随着设备应用率的进步，施工经历的丰厚，非开挖的施工的本钱也会逐步降低。

此外，随着古代文明认识和环抱认识的逐步增强，开挖路面实行地下管线施工招致的社会Issue(问题)，交通Issue(问题)和净化Issue(问题)已越来越遭到人们的关心。城市束缚开挖施工的法规将持续出台，其适用面将逐步扩展，这对非开挖工程的推行使用无疑会发生极大的推进作用。例如，为了维护城市路途，增加地下管线施工招致的交通梗塞，国务院于1996年10月1日发布的《城市路途管理条例》规则，新建路途5年内不准开挖；修复路途3年内不准开挖。

总的来说，非开挖地下管线施工技巧由于具有不净化环境，不影响交通，施工周期短，综合施工本钱高等长处，无疑会在地下管线施工中取得较普遍的使用。

施工工艺

1、机头选型：

根据地质报告，并结合本公司的施工经验，顶管机头决定采用气压平衡网格（水冲）式机头进行施工。该机头在顶进过程中，通过气压平衡正面土压稳定机头，减少外部土体对周围地面的影响。

2、顶进设备及顶进工艺

（1）主顶：

采用4台200吨/台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.4米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井，前端顶进分压环，顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性，与管端面接触相对平整，无变形。

（2）中继间：

在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时，须设置中继间分段接力顶进。本顶管工程在顶进长度超过100米时，考虑在机头后设置一只中继间，并采用触变泥浆注浆工艺。

中继间由前壳体、千斤顶及后壳体组成。前壳体与前接管连接，后壳体与后接管连接，前后壳体间为承插式连接，两者间依靠橡胶止水带密封，防止管道外水土和浆液倒流入管道内。

每只中继间安装10个、每个顶力为30吨的千斤顶，千斤顶沿圆周均匀布置。千斤顶的行程为28厘米，用扁铁制成的紧固件将其固定在前壳体上。钢壳体结构进行精加工，保证其在使用过程中不发生变形。中继间壳体外径与管节外径相同，可减少土体扰动、地面沉降和顶进阻力。

当管道顶通以后，拆除千斤顶及各种辅件，外壳与管节内壁之间的间隙用细石混凝土填充。

（3）接口：

管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。

橡胶止水带应保持清洁、无油污，并存放在阴暗处，防止老化。施工中，将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处，并粘贴牢固，在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻，防止止水带翻转、移位和断裂。

软木衬垫采用多层胶合板（厚度1cm左右），将其夹于前后管节钢套环间，以均匀管节间的相互作用力，减少接口损坏。管道顶通后，管道须作内接口处理，将管节间的胶合板凿至同样深度（深度2～3cm即可），并用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。

（4）注浆工艺：

在长距离（大于100米）管道顶进过程中，必须采用注浆工艺，利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力，并填充流失的土体，减少土体变形、沉降和隔水。

触变泥浆由膨润土和水搅拌而成，配合比为1：8。触变泥浆经搅拌后存入储浆箱，通过注浆机经管道输送至混凝土管注浆孔，注入土体形成泥浆套。

定向钻与顶管施工费用的对比分析

摘要：文章通过实际的案例，对比在施工工艺允许的条件下，定向钻穿越和顶管穿越的施工费用，并得出由此选择穿越工艺的一种思路。

0 前言

由于自然条件的限制，在敷设燃气管道的建设中，不可避免的要穿越铁路、公路、河流、城市街道等特殊地段，这使得非开挖穿越技术的正得到越来越广泛的应用。崇明岛为冲积平原，水网发达，土壤含水量较高，有流沙层，在崇明岛排管过程中非开挖工艺的使用更加广泛。

管道非开挖施工方法一般有3 种：

(1)顶管法；

(2)定向钻法；

(3)盾构法。

其中盾构法施工造价十分昂贵，一般只有在管道需要穿越大型河流或者河流入海口、甚至就是海域范围时，才会考虑采用盾构施工的方式。故在崇明岛上所采用的非开挖工艺主要是定向钻工艺和顶管工艺。为进行定向钻工艺和顶管工艺的比较，在此以崇明岛上鼓浪屿路、港东公路敷设的0.4 MPa 天然气管道为例，该段排管至一条规划河流时，因该河流为崇明岛上的通航河流，不允许开挖，燃气管线穿过该条河流时不得不考虑采用非开挖工艺。工程边界条件为：规划河道现状宽度为15 m，规划蓝线控制宽度40 m；道路与河流交叉处有雨水管、污水管等管线。在分析上述现场条件后，结合崇明岛实际情况可得出以下结论：

(1)通常认为0.4 MPa 主干管网可采用钢管也可采用聚乙烯管。但由于崇明岛为冲积平原，水网发达，土壤含水量较高，且为海水，含有盐分，容易造成钢管的腐蚀，故在此考虑采用聚乙烯管；

(2)从河道的规划条件分析，穿越长度大约需100 m 左右；

(3)根据崇明燃气规划，穿越管口径为D315 中压聚乙烯管；

(4)因崇明岛目前刚刚开始开发，大部分土地还在为农田，故规划河道两侧有较为开阔的施工场地。

在实际施工中，定向钻最深可以达到20 m，顶管最深可达10 m。上海崇明地区的土质情况：标高2.0 m 以上一般是现状填土；-1.0~2.0 m 为粉质粘土；-8.0~-1.0 淤泥质粉质粘土；-17.0~-15.0 m 砂质粉土。

根据上述条件，从工艺技术的角度看无论是采用顶管或者定向钻工艺，都可以进行穿越，故设计人员从施工费用角度比较，决定采用何种穿越方式更经济合理。