[科普中國]-非開挖頂管施工

隨著國家現(xiàn)代化的進程，城市建設(shè)腳步越來越快，各種市政管線在地下縱橫交錯、層疊密布，地面上的市政建筑越來越多，開挖施工使道路質(zhì)量變差、破壞環(huán)境，同時給人們的生活、工作帶來諸多不便，施工成本越來越高。為了解決現(xiàn)有市政設(shè)施與施工的矛盾，誕生了一項新的施工技術(shù)—非開挖技術(shù)。

非開挖技術(shù)是指在不開挖或只開挖少量作業(yè)坑的條件下，利用巖土鉆掘技術(shù)進行鋪設(shè)、修復和更換管道，它高效、優(yōu)質(zhì)、成本適中、對環(huán)境友善，具有不影響交通、不污染環(huán)境等優(yōu)點，在許多情況下，比開挖法施工周期短、綜合成本低、安全性好?，F(xiàn)已經(jīng)成為城市市政施工的主要手段，廣泛應用于穿越公路、鐵路、建筑物、河流以及在鬧市區(qū)、古跡保護區(qū)、農(nóng)作物和植被保護區(qū)等不允許或不能開挖的條件下進行煤氣、電力、電訊、有線電視線路、石油、天然氣、熱力、排水等管道的鋪設(shè)。

施工注意事項在頂管施工過程中常會遇到如下值得注意的問題：

1.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件沿管線土層變化頻繁，所以在頂管施工前必須了解土層的變化情況：此外對于要經(jīng)過回填土地段，需要提前加固處理，以防頂管施工后地表有過大的下沉。

2、有毒氣體的檢測與防護頂管施工的地層一般會通過淤泥層，腐爛動、植物體會在地下形成有毒氣體聚集體，危害施工人員的健康和生命，所以有人員在頂管內(nèi)操作的情況下，需要定時監(jiān)測管內(nèi)有毒氣體含量，采用通風裝置予以解決。

3、超前探查地下管線盡管先進的頂管設(shè)備具有在施工時探查前進路線不遠距離管線的能力，但是采用在地面提前查明地下管線仍是值得開展的，這對于保證通訊、電力、上水、排水、煤氣等其它管線安全運營，確保公眾正常生活仍有必要。

4、穿越建筑時對基礎(chǔ)的探查頂管在建筑物基礎(chǔ)下施工時，需要明確施工施工路線上所遇到的基礎(chǔ)類型，對于部分基礎(chǔ)頂管頂進前可采取托換、加固措施。

5、頂進計算頂進計算其一包括準確計算頂進推力，根據(jù)計算結(jié)果選定相應的油缸類型和確定中繼間的分布；其二是工作井設(shè)計，根據(jù)計算得到的最大頂力，提出工作井的加固方案1。

非開挖技術(shù)優(yōu)越性非開挖技術(shù)的特點與其它技術(shù)相比，非開挖技術(shù)起步較晚。但是值得注意的是在最近20多年中，非開挖技術(shù)無論在理論上，還是在施工工藝方面，都有了突飛猛進的發(fā)展。非開挖技術(shù)是極為重要的一種都市鋪設(shè)管道的施工手段，采用非開挖技術(shù)鋪設(shè)管道具有若干得天獨厚的優(yōu)勢。
非開挖技術(shù)在國外已廣泛使用，在國內(nèi)也逐漸普及。不開挖地面就能穿越公路、鐵路、河流，甚至能在建筑物底下穿過，是一種能安全有效地進行環(huán)境保護的施工方法。非開挖技術(shù)不開挖地面，故而被鋪設(shè)管道的上部土層未經(jīng)擾動，管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生段差變形，其管道壽命亦大于開挖法埋管。采用房下非開挖技術(shù)能節(jié)約一大筆征地拆遷費用，減少動遷用房，縮短管線長度，有很大經(jīng)濟效益2。

非開挖頂管施工的原理頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作井內(nèi)穿過圖層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設(shè)在兩井質(zhì)檢，以期實現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。

在頂管施工中最為流行的有三種平衡理論：氣壓平衡、泥水平衡和土壓平衡理論。

頂管施工最突出的特點就是適應性問題。針對不同的地質(zhì)情況、施工條件和設(shè)計要求，選用與之適應的頂管施工方式，正確地選擇頂管機和配套鋪助設(shè)備，對于頂管施工來說將是非常關(guān)鍵的1。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學