非开挖顶管施工的原理以及适用场景

非开挖顶管施工的原理以及适用场景

非开挖顶管施工是一种先进的管道铺设技术，它能够在不开挖或只开挖少量作业坑的条件下，利用岩土钻掘技术进行管道的铺设、修复和更换。这种技术具有高效、成本适中、对环境友善等优点，已经成为城市市政施工的主要手段之一。

技术特点

非开挖顶管施工最显著的特点就是不需要大面积开挖地面，减少了对交通和周边环境的影响。该技术能够穿越公路、铁路、河流、建筑物以及各种地下管线等复杂环境，具有很强的适应性。利用顶进设备产生的顶力，可以快速将管道顶入土中，缩短了施工周期。虽然初期投资可能较高，但综合考虑交通影响、环境恢复等因素，整体成本往往更低。

施工原理

非开挖顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，紧随工具管或掘进机后的管道被埋设在两井之间，实现非开挖敷设地下管道的施工方法。

平衡理论

在顶管施工中，为了保持施工过程中的稳定，通常采用以下三种平衡理论：

• 气压平衡：通过向管道内注入压缩空气，使管道内外压力平衡，减少土壤对管道的挤压。
• 泥水平衡：在掘进过程中，不断向切削面注入泥水，以平衡土壤压力，并将切削下来的泥土通过泥浆泵排出。
• 土压平衡：利用掘进机的刀盘和螺旋输送机，将切削下来的泥土直接输送到工作井外，同时保持掘进机前方的土壤压力与掘进机内部的压力平衡。

应用场景

非开挖顶管施工广泛应用于城市地下管道工程中，包括：

• 市政道路管道：如煤气、电力、电讯、有线电视线路等管道的铺设和维修。
• 给排水管道：城市的给排水管道维修和更新。
• 电力通讯管道：随着城市电力通讯设施的不断升级，非开挖顶管技术得到广泛应用。
• 市政隧道工程：包括城市隧道工程和城市地铁隧道工程中的隧道补强和地铁通道建设。

优缺点

优点：

• 施工占地面积小，对交通影响小。
• 施工安全，对周边环境影响小。
• 适应性强，能够穿越复杂环境。

缺点：

• 施工难度高，特别是在大直径管道上，工期较长。
• 造价较高，工作井施工难度大。
• 在软土层中容易发生偏差，且纠正偏差比较困难。

结论

非开挖顶管施工是一种管道施工技术，具有广泛的应用前景。随着城市化进程的加快和地下空间利用的增加，该技术将在城市市政施工中发挥越来越重要的作用。同时，也需要不断改进和完善施工技术，提高施工效率和质量，降低施工成本，以更好地满足城市建设的需要。