非开挖顶管技术在沿海滩涂地区施工的技术难点浅析

非开挖顶管技术在沿海滩涂地区施工的

技术难点浅析

摘要

非开挖顶管技术因其对环境的影响小、施工速度快、施工成本低等优点，已经得到广泛应用。然而，在沿海滩涂地区使用非开挖顶管技术进行施工，存在许多技术难点，如土层复杂度高、防水问题等。本文针对这些难点，通过分析非开挖顶管技术的原理和应用现状，探究了非开挖顶管在沿海滩涂地区施工中存在的技术难点，并提出了相应的解决方法和改进方案。具体包括选用适宜的顶管材料和组合形式、制定合理施工方案，减少对土层的干扰以及采用有效的防水措施和管道连接方式等。这些改进可以提高非开挖顶管技术在沿海滩涂地区的施工质量和效率，对于相关行业具有重要意义。

关键词：非开挖顶管，沿海滩，技术难点

1.引言

随着城市化进程的加速，地下管道建设和维护愈发重要。然而，传统的开挖式施工方式会对城市环境、交通等带来诸多不良影响，因此非开挖顶管技术日益流行。这种技术得到了广泛应用，但是在沿海滩涂等特殊条件下的施工中仍存在许多技术难点。例如，土层复杂度高、防水问题等，这些都制约着非开挖顶管技术的应用。本文的研究背景与意义在于：一方面，非开挖顶管技术具有实际可行性和经济性，能够有效避免传统开挖施工方式所带来的负面影响；另一方面，沿海滩涂等特殊环境下的非开挖顶管施工面临许多的困难和挑战，需要进行深入研究和探索。因此，本文的研究问题为：非开挖顶管在沿海滩涂地区施工中存在哪些技术难点，如何解决这些难点，并提出优化方案以提高施工质量和效率。通过对这些问题进行研究，旨在为相关领域提供有价值的理论和实践参考。

2.相关理论与前沿技术

2.1非开挖顶管技术原理

非开挖顶管技术主要应用于地下无法开挖或开挖困难的情况，例如在沿海滩

涂等特殊地质条件下进行水利、交通、燃气等设施的铺设。该技术通过钻孔、套管、顶管三个环节的配合完成施工任务，具有施工周期短、破坏性小、环保节能

等优点。其中，钻孔环节是实现整个顶管施工过程中最关键的一个环节，需要根

据地下管线的情况确定钻孔方向和位置。套管环节需要选用足够强度和耐腐蚀的

材料，并且安装套管时需遵循相关规范和标准，以保证套管不会发生变形、断裂

等问题。顶管环节则需要使用专业的机械设备和技术人员进行操作，确保管道铺

设的长度、高度、角度等各项参数符合设计要求。非开挖顶管技术是一种集机械、电子、材料等学科优势于一体的先进施工方式，其原理简单易行，施工效率高，

适用于各种地质条件下的地下管线铺设工程。

2.2沿海滩涂特殊环境下施工工艺

沿海滩涂是海岸线与内陆低洼地带之间的过渡地带，具有水位变化范围大、

土质松散、潮汐影响大等特点。非开挖顶管施工在这种特殊环境下需要考虑以下

因素：

（1）土层复杂度高：沿海滩涂的土层复杂，包括泥沙、淤泥和软土等多种

类型，在施工中需要针对不同类型的土层采用相应的套管和顶管材料，确保施工

过程的稳定性和顺畅性。

（2）防水问题：在非开挖顶管施工中，套管和顶管的密封性是关键因素之一。在沿海滩涂区域，由于地下水位和潮汐的影响，防水设计尤为重要。可以采

用加强管道连接处密封和使用防水材料等方法来保证管道系统不会泄漏。

（3）环保审批：在沿海滩涂地区进行非开挖顶管施工时，需要进行环保审批，严格按照相关法律法规要求进行施工。在施工期间，还需要采取相应措施对

施工造成的环境影响进行监测和评估，确保不会对周围的生态环境产生负面影响。

为了顺利开展非开挖顶管施工，需要采取一系列措施。首先进行详细的勘察

和设计，在设计过程中考虑到沿海滩涂区域的特殊条件，并选用适宜的防水材料

和密封胶等。其次，施工前要做好充分的准备工作，包括组织相关人员和设备、

清理现场等。施工期间还需严格遵守安全规范和标准，加强现场管理，防止事故

发生。

2.3非开挖顶管应用现状及存在问题

近年来，随着城市化进程的加速和基础设施建设的扩大，非开挖顶管技术得

到了越来越广泛的应用。然而，在实际应用中，该技术还存在以下问题：

（1）施工难度较大：非开挖顶管技术需要钻孔、铺设套管、顶管等多个环

节相互配合完成，对施工人员的技术水平和管理水平要求较高，因此施工难度较大。

（2）费用较高：相对于传统的开挖施工方式，非开挖顶管技术的成本较高，主要体现在设备购置、材料采购以及劳动力成本等方面。因此，在一些投资比较

敏感的工程项目中，非开挖顶管技术的应用受到限制。

（3）技术推广滞后：非开挖顶管技术在国内发展时间不长，技术水平和推

广普及程度相对较低。尽管该技术在其他国家已经有一定的应用和推广，但在我

国仍面临着推广和应用的局限性。

（4）环境适应性差：非开挖顶管技术在应对复杂地质和环境条件的能力相

对较低。例如，在沿海滩涂等特殊地貌条件下，需要结合现场情况选用适当的工

艺和材料，提高施工质量和效率。

3.沿海滩涂区域非开挖顶管施工工艺分析

3.1施工前准备工作

施工前的准备工作直接关系着非开挖顶管施工成败，因此需要十分注重。其中，勘探、设计和环保审批是三个重要环节。

对于勘探环节，首先需要根据所选地点的地质情况进行勘探，并确定土层情

况及套管路径。在勘探过程中需要采用适当的勘探方法和仪器设备，如三维激光

扫描技术、探地雷达技术等，确保勘探数据的准确性和完整性。通过勘探数据的

汇总和分析，可为非开挖顶管施工提供参考依据，减少施工风险，提高施工效率。

针对设计环节，需要制定合理的非开挖顶管施工方案和蓝图，包括孔径、孔长、套管长度以及套管与顶管直径等参数。制定施工方案应根据勘探结果确定套

管和顶管的精确位置及铺设方式，同时为了适应不同的地质环境和铺管需要，在

设计时还需充分考虑各种复杂条件下的应对方案，如水平定向钻孔、盾构机铺设等，以确保工程质量和施工效率。

在环保审批方面，由于非开挖顶管施工会对周边环境造成一定影响，因此需

提前进行环境评估和申请环保审批手续。环保审批流程包括环评报告书、环保手

续申请、环保审核和环保验收四个阶段。环评报告书中主要包括项目概况、环境

影响预测、环境保护措施等内容，需要全面准确地描述非开挖顶管施工的影响及

应对方案，以达到环境友好的目标。

3.2工程机械配置

在非开挖顶管施工中，工程机械的配置是关键之一。良好的工程机械配置可

以提高施工效率和质量，并降低工程风险。下面介绍几种常用的工程机械配置：

（1）螺旋式钻井机：该设备主要用于钻孔过程中的承载和转动工作，能够

对复杂的沿海滩涂地形进行适应。其特点是操作简单、安装方便，且可适应不同

地质条件下的钻探需求。

（2）导向系统：导向系统的作用是保证顶管的准确引导，精度较高。导向

系统可以实现准确定位和方向控制，确保顶管的精确位置和角度，避免出现偏差

或错位现象。

（3）拉圈机：拉圈机主要用于将管道或套管连接成等长的一组，并安装在

导向系统上，是施工过程中必不可少的一种机械设备。通过拉圈机的使用，可以

提高施工效率和管道连接的精度。