浅谈地下管道安装的新技术应用

Abstract: With the economic development, the advancement of technology, traditional pipe installation has been unable to meet the needs of the times, it needs to update technology in order to adapt to the development. This article discussed the use of modern pipe installation from the non-excavation technology and electronic technology.

Key words: underground pipe installation; trenchless technology; electronic technology

随着城市化进程的进一步发展，现代化步伐的加速，人们对影响生活质量的各种信息、资源、能源的需求也大大的提高了，尤其是对信息、能源的需求量在不断的增加。为了满足人们对各种资源的需求，在城市的建设和发展中，就需要建设一系列相配套的设施，以满足信息、能源等输送的需要。而管道的安装，是这些运输设施中重要的组成部分，管道的安装的技术水平以及使用水平，就成了影响城市建设和人们生活质量的重要因素，因此必须重视城市管道的安装，在了解其安装特点的前提下，保证其技术的先进性和使用的合理性。

一、电子技术在管道安装中的应用

(一)应用背景

21世纪是电子科技高度发达的时代，社会生产生活各方面都开始普遍使用高科技，以此来提高生产水平和生活质量。在城市管道改造、翻新、维修和扩建中，对高科技的运用也是势在必行。没有高科技做支撑，就无法顺利的完成城市管道的安装，没有高技术的支持，就无法保证管道安装的质量。因此，在当前的管道安装技术与运用中，高新科技的运用至关重要，当前在管道安装中可以大胆使用的电子科技比比皆是。

(二)技术应用

1、GPS RTK技术。GPS RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术相结合而构成的组合系统, 是以载波相位观测量为依据的实时差分GPS测量技术。它是在基准站安置一台GPS双频接收机, 对所有可见的GPS卫星进行连续观测, 并将连续观测所得信息和基准站自身的信息通过无线电传输适时传送出去。在流动站上, GPS接收机上除接收卫星信号外, 同时还接收来自基准站的数据信息, 并通过仪器内置软件实时解算出三维坐标信息及精度信息。GPS RTK 实时三维定位精度可以达到厘米级,已经广泛应用到控制测量、工程测量、地形及地籍测量中。GPS RTK 具有精度高、测量时间短、全天候、高度集成和自动化、无需通视及远距离测量等优点。

对管道安装而言，利用GPS RTK技术的遥感定位，通过精确的数据监测和传递，可以为管道的安装地段、具体地点、基本路线等各方面的数据测量，提供高精度的数据支持，为城市的管道安装实现智能化、数字化提供了基础条件。对大规模的管道安装而言，必须要考虑城市整体的建设规划和布局，考虑施工地段和具体地点的安排，又必须考虑到交通路线等问题，而利用GPS就可以在长时间的跟踪记录相关数据后，为管道安装的设计提供交通流量、人口流量、施工点密度、等相关数据，为施工管道路线测绘和地段路线的选择提供精确数据支持。

2、建立和完善地下管线信息系统。管道施工是城市建设的一部分，对城市长远的发展影响重大，因此必须加强对管道安装网的正确设计，保证日后维护的系统有效。而要做到这些，就必须在管道安装时，就积极的利用网络计算机电子技术。首先要把管道安装的整个工程统一起来，包括对设计和日后的维护，建立一个系统的城市管道安装网络计划，利用计算机的合理计算，合理的安排管道施工的地段地点和长度等，实现管道安装的智能化，科技化、网络化。同时，要建立一个数据库，对管道安装过程中的数据及时记录，并储存，形成强大的数据中心，在设计施工已经维护时，作为参考资料，这样就更有利于管道安装的合理和科学性。该系统应具备以下功能：

(1)地形图库管理功能;

(2)管线数据输入与编辑功能;

(3)管线数据检查功能;

(4)管线信息查询、统计功能;

(5)管线信息分析功能;

(6)管线维护更新功能;

(7)输出功能。

二、管道安装非开挖技术

(一)使用背景

随着城市化进程的深入，城市人口的增加，城市需要不断的建设、改造，以适应城市的发展，以及人们对各种公共服务设施的需求，特别是随着城市居民的剧增，给城市的资源、能源、信息供应，尤其是天然气等能源和通信的供应，造成了巨大的压力。为了缓解这些供应的压力，城市建设部门需要对输送管道进行更新、维修，或者增加新的输送管道。而目前我国大多数城市的管道改造、翻新，或者扩建，都是采取传统的开挖沟道进行管道安装施工来完成的。这种管道安装的技术在很长的一段时间内，都得到了广泛的运用，为我国城市的各种管道的安装给予了很大的帮助，对城市信息资源和能源的输送做出了贡献。但是，随着科技的发展，这种传统的管道安装技术，已经出现了种种弊端。

1、严重影响交通正常运行。

目前我国城市人口还在持续增长，城市人居密度越来越大，对交通的压力自然也随之增大，交通问题已经是我国大中城市城市建设和管理面临的最大最迫切，也是最严重的问题。而因为要在城市的管道上进行改造、建设和扩建，就必须在相关的城区内进行管道的安装，而要埋设这些大量的输送设施，就势必要在大范围内进行施工，而这些管道的安装施工，在采取开挖沟道时，就会影响到地面的交通，使该地段的交通处于半封闭，甚至是完全封闭的状态，这就大大的影响了该地区的交通状况，造成交通的拥挤、堵塞，甚至瘫痪，给该地段的人们生产生活造成交通的不便。同时，还会严重的影响消防设施和消防通道的畅通，当火险发生时，消防车辆无法及时到达，这就严重影响了市民的生命和财产安全。

2、造成城市环境污染

由于传统开挖技术的特点，因此无论是管道更新、维修还是扩建，都要在地面进行施工，而在开挖施工过程中，就会产生大量的粉尘和噪音，会对周围市民的生活造成极大的影响，造成城市的环境污染。在当前生态环境进一步恶化，人们环保意识逐步增强的情况下，加上城市自身的环境本就处于被污染状态的情况下，因为要安装管道，而造成的大量粉尘和噪音，势必会进一步加重城市的空气污染和噪音污染，会对市民的生活质量有大的影响。毕竟一个城市的发展，几乎就是每天都在建设，而在这过程中，就不免会出现大量开挖的现象。

3、影响城市遗产文物的保护

由于许多大城市都是历史悠久，在市区内有许多具有文物价值的建筑和设施，而假如管道安装的路线刚好经过，那可能就会由于施工单位缺乏文物保护意识，而造成文化的破坏，对我国文物保护工作影响极大。同时，也可能由于某些文物的价值巨大，不能破环，因此会造成管道施工路线的改动，而假如该地区都是属于文物保护区，那改线将会耗费巨大的人力和财力，而且会增加管道安装工程的难度和工期，这又进一步影响城市的交通和环境，引起恶性循环。

基于上述几个原因，传统的开挖沟道管道安装技术的运用，遭到了挑战，而非开挖技术的应用，可以有效的解决上述问题，为管道的安装实现新的技术突破，并有利城市生活的正常运行。

(二)非开挖管道安装技术的特点

非开挖技术(T r e n c h l e s s T e c h n o l o g y o r N o - D i g)是指利用少开挖或不开挖的方法对地下管线、管道进行铺设、维修或更换、探测的一门施工技术。目前广泛用于穿越高速公路、铁路、建筑物、河流、湖泊以及在古迹保护区、农作物和植被保护区等区域内进行地下管线的施工。非开挖管道安装技术主要分几种：

1、液压顶管作业，就是利用液压顶管机把大口径的水泥管、钢管等需要安装的管道，顺利的顶入设计位置，而不需要路面的开挖沟道。其对地质条件要求为粘土或者一般沙土层。

2、夯锤夯管作业，即是利用压缩空气和专用的夯管锤，把设计使用的管道按计划打入预定位置。

3、定向钻拉管，即利用定向钻机在地下按设计好的位置进行钻孔、扩孔后作业后，再把钻机将管材从钻好的孔洞中拉出，其施工速度快，而且定位精度很高。

4、盾构法(微型隧道法)。盾构就是一种在地下由前端掘进后端衬砌的施工设备，为钢制壳体，主要由三个部分组成，即前部的切削环、中部的支撑环和尾部的衬砌环。切削环可作为保护罩，能将其刃脚插进土层中，人工或机械在环内挖土、出土。在支撑环内安装有液压千斤顶等推动装置。千斤顶的前端固定在切削环上，当切削环内挖土工作完成后，它负责将整个盾构壳体向前移动。当千斤顶回程后端收缩后，就留出了衬砌环，在衬砌环内人工或机械衬砌预制砌块当砌完一环砌块后，千斤顶又可以将砌块傲为后背向前推动盾构壳体，开始下一个挖土和衬砌的循环。

(三)非开挖管道安装技术运用的优势

1、是保证施工路段交通正常运行。因为非开挖管道安装技术，不用像传统的开挖沟道安装管道技术一样，要断开管道埋设的街道等城市基础设施，在整个施工过程中能是路面保持通行。这样就可以避免因开挖沟道而引起的交通拥挤、堵塞和瘫痪，也能保证消防车等应急车辆安全通过，保护人民的生活、生命和财产。

2、快速施工，减少环境污染。因为非开挖技术独有的特点，使得其在管道的安装过程中，即做到施工迅速，工作效率高。有能大大的减少施工造成的粉尘量和噪音，不会造成严重的空气的污染和噪音污染，有利于城市环境的保护和稳定。

3、有利文物保护，降低工程造。非开挖管道安装技术可以有效的避免地面施工给城市文物建筑带来的破坏，同时因为施工迅速，所需的人力物力较少，大大的节约了整体工程造价费用。

总之，在管道安装技术上，要跟上时代的步伐，积极的运用高新科技，提高管道安装技术的水平，并推广运用，

三、结束语

经济的发展和社会的进步，需要城市不断的对现有的城市公共设施进行革新和扩建，以满足人们对信息、通信、能源等各方面的需求，而这就必须要做好城市的管道安装工作，才能保证人们所需要的信息、通信、能源等资源的顺利输送。而在管道安装的技术更新与使用上，必须要从时代的需求出发，加强对新技术的应用，才能适应现代社会的要求。