污水干管水平牵引工艺与顶管工艺对比

摘　要：顶管工艺，一直以来都是污水管道工程的主要施工手段，但是随着时代的向前发展，一直在电力电信部门广泛沿用的水平牵引工艺，也同样适用于污水干管和其他重力管线的铺设施工中。本文针对污水干管水平牵引工艺与顶管工艺，在基本概念，施工步骤，干管材料等多个方面进行比较、分析。

关键词：对水平牵引工艺与顶管工艺对比 ；水平牵引工艺优势；总结
　　水平牵引工艺：也叫非开挖水平定向钻孔技术是从石油钻井领域发展演变过来的一项适用于快速铺设地下管线的先进非挖施工技术。
顶管工艺：顶管技术也被称为液压顶管技术。该施工方法的实质就是，所要顶进的管道在主顶工作站的作用下(有时需要中间站或中继站辅助)，由始发并始发，顶进至目标井。
　　一、水平牵引工艺与顶管工艺对比
　　（一）工艺原理
　　1、水平牵引工艺主要原理：在水平牵引工艺在天然气、自来水、电力和电信部门的管线铺设工程领域，已得到广泛认可。但是随着科技手段的不断进步，施工设备精度上不断提高，水平牵引工艺也被引入到污水干管和其他重力管线的铺设施工当中，并在当前污水干管铺设工程的施工过程中，有比较良好的应用前景。水平牵引工艺主要原理是，在避开地上的建筑物的前提下，用钻头在地下开一个孔，然后再根据管道规格要求，利用较大的钻头进行多级扩孔工作，最后把管道拖入已经钻好的空洞中，从而完成管道的铺设工作。
　　 2、 顶管工艺主要原理：在污水干管铺设工程施工过程中，利用位于第一节管道的可控顶管机(或盾构机)，将污水干管以直线方式或曲线方式顶进。通常情况下，顶管机的操作和控制可以直接在地下的工作现场由操作人员来完成，特殊情况下(如微型隧道施工技术)，顶管机的操作和控制是通过位于地表的控制台进行遥控。
　　（二）工艺流程
　　1、 水平工牵引艺的主要流程：
　　（1）.水平工牵引技术要求施工前：做好相应的准备工作、测量先关数据进行放线工作、机器工具就位、安装导向扩孔钻头和探测针。
　　（2） .水平工牵引技术施工过程中，进行钻进工作、出土、然后再换装反向孔钻、往返多级扩孔、完成孔道部分工作。
（3）进行水平牵引、管道就位，检查管道是否符合要求并进行砌筑。
　　2.顶管工艺流程：做好施工前的准备工作、机头入土，机头与管连接，注浆、顶进、测量、排浆、纠偏，更换顶铁，混凝土管连接，注浆、顶进、测量，排浆、纠偏，顶管就位，拆除设备，管内做口。
　　（三）管材的选择
　　1、水平牵引工艺选用的管体材料，主要以高密度聚乙双绕管为主，该管的内壁和外壁都很光滑，中高密度聚乙双绕管间是空的。高密度聚乙双绕管，是中间空洞的工字结构管材。高密度聚乙烯双绕管本身具有抗拉伸的特性，这种抗拉伸的特性强度刚好可以满足水平牵引力对管材本身的拉伸要求。高密度聚乙烯双绕管，还兼具一定柔韧性，所以作为污水干管的主要材料，大大提升可使用寿命，增大了污水干管的更换周期。不但如此高密度聚乙烯双绕管还是可以回收再利用的环保管材。
　　2、 顶进管一般选用钢筋砼管，如果工程本身对管体没有腐蚀要求可选用钢管作为主材。顶进工艺对管体的长度、直径都有着严格的要求。顶管的直径选择应结合工程本身实际需要决定。内径主要参考工程需要进行选择。管的壁厚度要根据工程本身要求的受荷负载决定管壁厚度决定了，外径也就确定了。顶进管的长度，是影响工程可控性以及工程的成本投入的主要因素。在进行顶管铺设过程中，使用较长的管可以降低装管的次数，能得到比较理想的干管铺设效果，但是对较长的管进行顶进施工的过程中，一旦管在顶进过程中发生方向的偏离就会使回复正确路线的难度大大增加。但是短管在铺设施工中的顶进工作也很容易出现呢问题，因为短管在顶进过程中容易发生向周围土层的挤入，这就导致管线铺设过程中发生扭曲，从而降低了顶进工艺的可控性。
　　（四）污水干管铺设施工过程中的要点
　　1、水平牵引工艺：
　　（1）施工之前首先，要将地下管线情况做到彻底的排查，防止地下一些电缆信号干扰探测棒的信号。其次，对铺设污水干管的土地进行勘探调研，考察其是否符合水平牵引的工艺环境的要求。在铺设干管过程中一旦发现坚硬的岩石，必须提前进行碎石工作保证水平牵引的顺利开展。
　　（2）施工过程中：施工过程中要时时监控和排查设备的运作情况，考察设备的运作情况。对导航仪的正常运作情况要加大监控力度，以保障污水干管的水平牵引工作顺利展开。当钻头扩孔之前，根据扩孔头的自身重力设定一个偏差系数，防止扩孔头自身重力，引起的干管位置的标准高度的误差，使我们更准确的控制扩孔头的标准高度。在进行管材的焊接工作的时侯，主要采用电热焊接作为主要的焊接方式，并用PE焊接作为辅助焊接方式，使管材通过焊接达到整体密闭的根本目的。干管管材的规格，必须综合考虑施工地区的土质特性进行选择。污水干管水平牵引工艺，可以用检查井作为御压井，这样有效避免了施工本身对周围环境的污染。
　　2、顶管工艺：
　　顶管工艺施工过程中要加强测量力度，及时纠正施工过程中的偏差。通过激光经纬仪和接收靶盘等高科技设备，定时检测顶进情况，即使反映出顶进过程中的偏差，激光经纬仪和接收靶盘等高科技设备，也能为纠正检测提供数字依据。由于污水干管顶进铺设工程本身性质，决定施工方式必须为连续施工方式，所以要对施工人员、施工器材加强现场的组织管理。施工同时还要及时观测地面变形情况，以保证施工地段道路不受破坏。在施工过程中，还要控制机头下沉情况等。
　　二、 水平牵引工艺优势：
　　顶管技术一直被市政建设广泛应用，污水管道的管线铺设，也一直以顶管技术为主要施工依据，但是人们通过对水平牵引技术在污水干管管线铺设工程的应用发现，水平牵引工艺对污水干管的管线铺设施工的效果更加符合人们的预期效果。本文通过以污水干管水平牵引工艺和顶管工艺的对比为例，分析出水平牵引技术的优势，主要体现在以下几个方面：
　　（一）.水平牵引工艺的施工周期比顶管牵引工艺的施工周期更短，而且水平牵引工艺不需要较高的工作井和接收井，节省了占地面积。
　　（二）.水平牵引工艺在污水干管的铺设施工中的应用，大大节省了施工费用，不但如此，水平牵引技术所应用的管材管 径规格，超出了顶进工艺技术所应用的管径规格，从而加强了污水在管内的容积。
　　（三）.水平牵引工艺克服了顶管工艺不能穿越河道的局限。
　　（四）.水平牵引工作主要都是地面上，这在施工方面的安全性就大大提高了，对施工人员的人身安全又一定的保障，减少了施工过程中的伤亡事故的发生。
　　（五）.水平牵引工艺主要应用的管材材质是高密度聚乙双绕管，因其本身的重量轻、可弯性大、摩擦力和阻力小、耐腐蚀、寿命长、可回收、连接快等优势，都决定了水平牵引工艺更方便与施工。
总结： 工程施工对城市生活或多或少都会造成一定影响，但是非开挖技术在工程施工中的应用，将工程施工对城市交通的影响降到最小，与次同时对周围环境的危害也大大降低，所以可以基本实现在城市当中常年施工的这一要求。顶管工艺技术本身具备安全、高效、成本低、耗时周期短等优点，在国内的市政建设中得到广泛认可，但在新的设备条件和新的技术手段的支持下，水平牵引工艺被引进到了城市市政建设领域，水平牵引工艺对传统的顶管工艺本身是一种挑战，因为水平牵引工艺克服了顶管工艺的一些局限性，并对一些新的领域进行了开发和探索。虽然水平牵引技术自身拥有很多优势，但是水平牵引工艺的控制方法和控制手段还不是十分完善，施工过程中对水平牵引技术予以采纳的同时还要不断加强其工艺本身的不断完善。完善水平牵引工艺的自身局限，不但有利于污水管道管线的铺设施工，而且对我国的市政建设和社会发展都有着积极意义。
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