這種方法要求的覆土厚度較大(大于2倍的管外徑),但施工效率比普通手掘式頂管提高1倍以上。上世紀(jì)80年代以來發(fā)展更為迅速,頂管施工技術(shù)無論在理論上,還是在施工工藝方面,都有了長足的發(fā)展。1984年前后,我國的北京,上海,南京等地先后開始引進(jìn)國外先進(jìn)的機(jī)械式頂管設(shè)備。使我國的頂管技術(shù)上了一個(gè)新臺(tái)階。尤其是在上海市政公司引進(jìn)了日本伊勢機(jī)(ISEKI)公司的800mm直徑的Telemale頂管掘進(jìn)機(jī)之后,國外的頂管理論,施工技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)也進(jìn)入我國,如土壓平衡理論,泥水平頂管的各種試驗(yàn)和相關(guān)的一些理論研究。當(dāng)時(shí)。口徑在2m的鋼筋混凝土管的一次推進(jìn)距離可達(dá)120m,后在1988和1992年研制成功我國好的臺(tái)多刀盤土壓平衡掘進(jìn)機(jī)(DN2720mm)和好的臺(tái)加泥式土壓平衡式掘進(jìn)機(jī)(DN1440mm)。

其中土壓式居多。由于當(dāng)時(shí)的頂管掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)還停留在比較原始的階段,既沒有完整的設(shè)計(jì)施工理論和工藝作指導(dǎo)。也不考慮具體的地層條件,所以當(dāng)時(shí)的頂管掘進(jìn)機(jī)還不夠完善。土壓式頂管機(jī)當(dāng)時(shí)分為上部出土和下部出土兩種,但都沒有引入土壓力的概念。其中,也搞了一些水沖頂管的試驗(yàn)。1967年前后,上海已研制成功人不必進(jìn)入管子的小口徑遙控土壓式機(jī)械頂管機(jī),口徑有700mm-1050mm多種規(guī)格。在他們的施工實(shí)例中,有穿過鐵路,公路的,也有在一般道路下施工的。這些掘進(jìn)機(jī),全部是全斷面切削,采用皮帶輸送機(jī)出土。同時(shí),已采用了液壓糾偏系統(tǒng),并且糾偏油缸伸出的長度已用數(shù)字顯示。1978年前后,上海又研制成功適用于軟粘土和淤泥質(zhì)粘土的擠壓法頂管。
非開挖技術(shù)未來發(fā)展及作用:
20世紀(jì)90年代中期后,非開挖技術(shù)開始用于電力、通訊電纜套管等市政工程建設(shè),目前已擴(kuò)展到燃?xì)狻⒔o排水、熱力等管線非開挖鋪設(shè)上,特別是在城市地下管網(wǎng)極其復(fù)雜的情況下跨路接駁管道時(shí),其精度高、施工周期短等技術(shù)優(yōu)勢得到更充分的體現(xiàn)。
隨著城市高度現(xiàn)代化和人民生活水平不斷提高,城市和鄉(xiāng)村對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的總體要求越來越高。地下管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前,城市地下管網(wǎng)的發(fā)展規(guī)模、管線鋪設(shè),維修和更換過程中對(duì)城市交通、環(huán)境的影響及對(duì)人們生活、工作的干擾,已成為衡量一個(gè)城市基礎(chǔ)設(shè)施完善程度和城市管理水平的重要標(biāo)志。
傳統(tǒng)的挖槽埋管地下管網(wǎng)施工技術(shù)由于對(duì)地面交通影響較大,使本來就擁擠的城市交通如雪上加霜,同時(shí)給市民工作、生活帶來許多不便,特別是在人口稠密的城市和交通擁擠的地區(qū)以及不允許開挖的地段,這個(gè)矛盾就更加突出。
在城市中的地下管網(wǎng)工程,如采用傳統(tǒng)的開挖施工技術(shù),新老道路總是處于挖了填,填了再挖的尷尬局面,不論從經(jīng)濟(jì)角度還是從社會(huì)角度來看都有其局限性。非開挖技術(shù)是近二十年來國際上的一種對(duì)環(huán)境無公害的地下管網(wǎng)施工技術(shù),指利用巖土鉆掘手段在地面不開挖溝槽的情況下,鋪設(shè)、修復(fù)和更換地下管線。
目前,非開挖技術(shù)在國際上已被廣泛應(yīng)用于穿越公路、鐵路、建筑物、河流,以及在鬧市區(qū)、古跡保護(hù)區(qū)、農(nóng)田和環(huán)境保護(hù)區(qū)等不允許或不能開挖條件下進(jìn)行煤氣、電力、供排水、電訊、有線電視線路、天然氣管道等的鋪設(shè)、更換和修復(fù)。近十年來,在市政給排水、通信電纜、燃?xì)夤艿兰半娏﹄娎|等地下管網(wǎng)工程中得以廣泛應(yīng)用,由此可見,非開挖技術(shù)會(huì)在未來的城鎮(zhèn)建設(shè)中起到至關(guān)重要的作用。

非開挖技術(shù)之所以受到越來越多的應(yīng)用和重視,既有其固有的技術(shù)優(yōu)勢,也有社會(huì)發(fā)展帶來的巨大渴求,主要表現(xiàn)在:地下穿越是社會(huì)發(fā)展的必然要求。
無論是各行業(yè)部門規(guī)劃不到位,協(xié)調(diào)不好,還是基建發(fā)展需要,新的地下設(shè)施總在不斷增加,這時(shí)要么開挖,要么非開挖,必然選擇其
由于非開挖的優(yōu)勢逐漸被人們認(rèn)同,非開挖技術(shù)日趨成熟,非開挖施工成本逐年降低,所以非開挖的應(yīng)用在逐年增長。
地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,電纜管、上下水管網(wǎng)、熱力(動(dòng)力)管道同地下鐵道一起,被稱為城市的生命線,隨著社會(huì)的發(fā)展,地下管線的長度持續(xù)增加,另一方面,我國人均管道的占有量遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國家,非開挖技術(shù)之所以受到越來越多的應(yīng)用和重視,既有其固有的技術(shù)優(yōu)勢,也有社會(huì)發(fā)展帶來的巨大渴求,主要表現(xiàn):
(1)地下穿越是社會(huì)發(fā)展的必然要求。無論是各行業(yè)部門規(guī)劃不到位,協(xié)調(diào)不好,還是基建發(fā)展需要,新的地下設(shè)施總在不斷增加,這時(shí)要么開挖,要么非開挖,必然選擇其一。由于非開挖的優(yōu)勢逐漸被人們認(rèn)同,非開挖技術(shù)日趨成熟,非開挖施工成本逐年降低,所以非開挖的應(yīng)用在逐年增長。地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,電纜管、上下水管網(wǎng)、熱力(動(dòng)力)管道同地下鐵道一起,被稱為城市的生命線,隨著社會(huì)的發(fā)展,地下管線的長度持續(xù)增加,非開挖市場存在巨大的生長空間。
(2)在不具備開挖條件的地區(qū)非開挖具有絕對(duì)優(yōu)勢城市橋梁、樓房、隧道建成后,開挖鋪設(shè)管線已不可能。有些雖具有地表開挖條件,但由于管道埋設(shè)太深、地下水位較高,非開挖便成為方法。水向/導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域是環(huán)境治理工程。諸如一些大的垃圾處理場、工業(yè)廢料場、機(jī)場和空軍基地的飛機(jī)燃料庫、地下燃料儲(chǔ)存庫、煉油廠、加油站等的污染物在雨水的作用下向地下滲透,污染了地下水和土壤。采用水向/導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)在被污染的區(qū)域內(nèi)鉆進(jìn)水平井,并在其內(nèi)鋪設(shè)過濾等,以抽出被污染的地下水,阻止污染物的進(jìn)一步擴(kuò)散。此外,還可采用以下幾種治理方式:噴氣和土層氣化物抽出;回收游離產(chǎn)品(輕質(zhì)或重質(zhì)非溶相液體);生物治理(注入培養(yǎng)基,以加速污染物的分解速度);抽出浸洗和化學(xué)穩(wěn)定;土層監(jiān)測和取樣。地面路網(wǎng)縱橫,地下設(shè)施交錯(cuò),城市區(qū)塊功能劃分成為常規(guī)工程施工不可逾越的障礙,對(duì)非開挖技術(shù)有強(qiáng)烈需求。市政施工中可能穿越的障礙有:現(xiàn)有的地下市政管網(wǎng)、地鐵網(wǎng)、公路網(wǎng)、地下空間及地下設(shè)施、建筑物、河流、文物保護(hù)地等。用傳統(tǒng)的施工方法幾乎已無法完成,非開挖方法責(zé)無旁貸。
(3)非開挖具有環(huán)保宜居等競爭優(yōu)勢。一個(gè)城市的開挖量超過一定比例,必然影響交通和市民正常生活。而非開挖施工不阻礙交通、不污染環(huán)境、不破壞植被、不影響周邊建筑物、不影響居民的一切正常生活和工作秩序。
(4)在有些工程中非開挖具有比較優(yōu)勢非開挖施工隨深度增加時(shí)成本增加不是太多,而且還可以按的合理路徑穿越河流、湖泊、鐵路、公路、城市建筑物等,施工效率高,節(jié)約材料消耗,降低施工費(fèi)用,所以在某些工程中非開挖具有比較優(yōu)勢。
(5)在有些工程中非開挖具有比較優(yōu)勢非開挖施工隨深度增加時(shí)成本增加不是太多,而且還可以按的合理路徑穿越河流、湖泊、鐵路、公路、城市建筑物等,施工效率高,節(jié)約材料消耗,降低施工費(fèi)用,所以在某些工程中非開挖具有比較優(yōu)勢。

非開挖修復(fù)法對(duì)比傳統(tǒng)的開挖施工法的優(yōu)點(diǎn):
1、對(duì)環(huán)境、交通、擁擠的生活區(qū)、商業(yè)區(qū)干擾??;
2、利用原有管線的軌跡,無需控制施工方向;
3、可加大原有管道的過流能力;
4、施工時(shí)暴露面少,提高了性;
5、不需排屑,減少對(duì)路面損壞(開挖時(shí)路面的使用壽命會(huì)降低60%左右);
6、施工效率高。

非開挖技術(shù)在我國城市地下管線建設(shè)中開始得到應(yīng)用且受到重視,這正是得益于當(dāng)前國內(nèi)市場的需要和該技術(shù)本身帶來的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。據(jù)了解,非開挖技術(shù)在我國發(fā)展歷程有三個(gè)階段。前期為上世紀(jì)70年代末80年代中期,在城市管線施工中,往往會(huì)遇到不允許開挖路面的特殊情況,如東西街,這時(shí)工程的特殊性要求施工單位用不開挖方法鋪管,從而促進(jìn)了現(xiàn)代非開挖技術(shù)在我國的前期發(fā)展。中期是專門設(shè)備引進(jìn)期,為上世紀(jì)80年代中~90年代中期,改革開放的深入使我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入加大,各類管線特別是通信光纜、有線電視線路鋪設(shè)工程量的大大增加;各類跨越公路、鐵路、河網(wǎng)、溝渠的管線工程量日趨增多,逐漸出現(xiàn)了從國外引進(jìn)非開挖技術(shù)裝備的高潮,以適應(yīng)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢。
由于非開挖技術(shù)是在地下施工的,屬于隱蔽工程,所以一般對(duì)于工程管材的檢測都是在地面進(jìn)行的,主要是檢測管材的外觀、嚴(yán)密性以及防腐蝕等特性。一旦施工后,管道被埋在地下,就無法進(jìn)行直接的質(zhì)量測試了。首先是管道的外防護(hù)問題,在施工區(qū)域,定向鉆施工區(qū)域可能會(huì)有一些異物或者回填土,空洞壁上也可能會(huì)有尖銳的物質(zhì),這樣就很可能在回托過程中劃傷管道,影響管道運(yùn)行。非開挖鋪管,修管和換管技術(shù)速度快,而且效率高,不會(huì)影響人們的正常生活,也不會(huì)給環(huán)境帶來不良影響,所以非開挖技術(shù)優(yōu)勢明顯,受到了歡迎。
非開挖設(shè)備是包括水向鉆在內(nèi)的一系列產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的主要作用就是在不破壞路面的情況下進(jìn)行地下土層和巖層的管道施工作業(yè),其功效就是實(shí)現(xiàn)了地下管線的便捷鋪設(shè)。我國非開挖設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)多為民營企業(yè),規(guī)模小且產(chǎn)量有限。隨著徐工、中聯(lián)重科等企業(yè)的介入,這個(gè)行業(yè)逐漸有了較大范圍的改觀,產(chǎn)品的集中程度得以提升,行業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)模也呈現(xiàn)出層次感。市政施工時(shí)對(duì)路面進(jìn)行開挖作業(yè)非常普遍,這不但導(dǎo)致交通受到阻礙,對(duì)路面造成極大傷害,也由于工程浩大而導(dǎo)致擾民等問題的惡化。

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