非開挖技術(shù)是指通過導(dǎo)向、定向鉆進(jìn)等手段，在地表小部分開挖的情況下(一般指入口和出口小面積開挖)，敷設(shè)、換和修復(fù)各種地下管線的施工新技術(shù)，對地表干擾小，因此具有較高的社會經(jīng)濟(jì)效果。主要包括水平定向鉆進(jìn)、頂管、微型隧道、爆管、沖擊等技術(shù)方法。該技術(shù)源于20世紀(jì)70年代，并于90年代傳入我國，目前被廣泛應(yīng)用于給水、排水、電力、通信、燃?xì)獾阮I(lǐng)域的新管道建設(shè)和舊管道修復(fù)，也可以應(yīng)用于文物、古建筑的保護(hù)等方面。
 

(1)引入了管線軌跡的測量和控制;

(2)大大提高了鋪管能力(長度2000m，直徑3m);

(3)高效;

(4)增強(qiáng)了在復(fù)雜地層條件下施工的能力;

(5)使管道的原位修復(fù)成為可能。
 

非開挖技術(shù)措施按施工工藝可分為：導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)、遁地穿梭矛鋪管技術(shù)、頂管掘進(jìn)機(jī)鋪管技術(shù)、頂管鋪管技術(shù)。
 

1.1導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)
 

(1)施工優(yōu)點(diǎn)
 

①導(dǎo)向儀導(dǎo)向，高效準(zhǔn)確;②鉆孔方向易控制，施工場地要求簡單;③導(dǎo)向探測與管線探測相結(jié)合有效調(diào)整鉆頭，避開管線，適合復(fù)雜地層條件下施工。
 

(2)適用范圍
 

用于鋪設(shè)電力、通信、煤氣和自來水管線，鋪管直徑、長度和材料范圍較寬，適合1000mm以下管徑，主要有PE管鋪設(shè)和鋼管鋪設(shè)。
 

1.2遁地穿梭矛鋪管
 

(1)施工方法
 

①拉管法; ②頂管法。
 

(2)施工優(yōu)點(diǎn)
 

①沖擊力大，穿透性強(qiáng);②速度快，工期短;③可穿越流泥流沙和卵石帶;④適宜各種管材。
 

(3)適用范圍
 

①適宜于鋪設(shè)各類13～150mm;②小管徑長度<50m或距離較長的; ③鋼管或鑄鐵管較大口徑可達(dá)1.5m較大長度可達(dá)100m。
 

1.3頂管掘進(jìn)機(jī)鋪管技術(shù)
 

(1)優(yōu)點(diǎn)
 

①高功率、高效率;②采用泥水平衡掘進(jìn)施工法，可進(jìn)行大管徑長度施工;③噪音小、無污染。
 

(2)適用范圍
 

隧道、涵洞和大口徑管道。
 

1.4頂管鋪管技術(shù)
 

(1)設(shè)備
 

①導(dǎo)向探測儀;②導(dǎo)向鉆機(jī);③液壓頂管機(jī)。
 

(2)施工方法
 

①導(dǎo)向鉆孔定向;②液壓頂進(jìn)、人工挖掘。
 

(3)優(yōu)點(diǎn)
 

①造價低;②定向準(zhǔn)確、精度高、安全、無噪音污染;③可適用于各種地質(zhì)條件;④適用于大口徑小場地各種管道施工。
 

(4)適用范圍
 

適用于鋪設(shè)3000mm以內(nèi)鋼管、混凝土管、鑄鐵管、其它材質(zhì)管道可采用套管法鋪設(shè)。
 

施工方法
 

①導(dǎo)向鉆管法的施工工藝
 

地質(zhì)勘察→穿越曲線設(shè)計→測量磁方位角→鉆機(jī)就位→鉆導(dǎo)向孔→擴(kuò)孔→回拖→環(huán)境保護(hù)→地貌恢復(fù)
 

②導(dǎo)向鉆管法的工作原理
 

水平導(dǎo)向鉆機(jī)的工作原理是：在施工時，按照設(shè)計的鉆孔軌跡(一般為弧形)，采用可從地表鉆進(jìn)的鉆機(jī)先鉆一個近似水平的導(dǎo)向孔，然后在導(dǎo)向鉆頭后換上大直徑的擴(kuò)孔鉆頭和直徑小于擴(kuò)孔鉆頭的待鋪設(shè)工作管線，然后進(jìn)行反向擴(kuò)孔，同時將待鋪管線回拉入鉆孔內(nèi)，當(dāng)全部鉆桿被拖回時，鋪管工作同時也就完成了。此工程根據(jù)地質(zhì)情況計劃采用分級擴(kuò)孔，共分2級擴(kuò)孔，再回拖管線的方法，進(jìn)行穿越施工。
 

③設(shè)備就位、安裝、調(diào)試
 

鉆機(jī)就位前對機(jī)施工場地進(jìn)行平整(20m×30m)，設(shè)備通行及進(jìn)出場。設(shè)備及材料存放場地須高出自然地面不小于15cm，推平、碾壓，并設(shè)斷面不小于0.3m×0.3m的邊溝。打好軸線后，根據(jù)入土點(diǎn)、入土角度結(jié)合現(xiàn)場實際情況使鉆機(jī)準(zhǔn)確就位。
 

鉆機(jī)設(shè)備、泥漿設(shè)備、固控設(shè)備安裝完成后，對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試、檢查、測試，確保設(shè)備安全運(yùn)行。控向設(shè)備儀器安裝完成后，對其進(jìn)行調(diào)試，確保導(dǎo)向孔的精度。入土端泥漿儲運(yùn)坑(2m×4m×2m)及出土端泥漿儲運(yùn)坑(2m×3m×2m)。多余泥漿由吸污車集中清運(yùn)。漿儲運(yùn)坑(2m×4m×2m)及出土端泥漿儲運(yùn)坑(2m×3m×2m)。多余泥漿由吸污車集中清運(yùn)。

④鉆導(dǎo)向孔
 

本穿越工程穿越段地質(zhì)條件暫按Ⅱ類土考慮，根據(jù)地層情況，選擇并設(shè)計出導(dǎo)向孔軌跡曲線。鉆導(dǎo)向孔的成功與否關(guān)鍵在于如何防止塌方的問題，故此在鉆導(dǎo)向孔時按照地質(zhì)構(gòu)造的不同詳細(xì)出合理的泥漿配比方案，規(guī)定在不同的地質(zhì)情況下選用不同的泥漿配方，該工程中需加適量大分子聚合物及一些多功能處理劑，增加泥漿的粘度、降低泥漿的失水，使其性能控制在密度1.02～1.05g/cm。左右、粘度45～55s、失水10mL，以利于好的保護(hù)孔壁，提高泥漿在孔洞中的懸浮攜帶能力。在造斜段使用的泥漿中添加適量的潤滑劑，降低孔壁的摩擦系數(shù)，從而可以防鉆具粘卡。
 

為預(yù)擴(kuò)孔及回拖工作的順利進(jìn)行，鉆導(dǎo)向孔時要求造斜段應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計曲線鉆進(jìn)。經(jīng)過對軸線及鉆機(jī)就位情況進(jìn)行校準(zhǔn)，檢查無誤后方能開始鉆進(jìn)施工。探頭裝入探頭盒后，標(biāo)定、校準(zhǔn)后再把導(dǎo)向鉆頭連接到鉆桿上，轉(zhuǎn)動鉆桿測試探頭信號是否正常，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)2m后方可開始按照設(shè)計軌跡進(jìn)行穿越。控向設(shè)備宜采用有纜控向系統(tǒng)，以提高鉆進(jìn)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)向孔完成后經(jīng)檢查合格后方可進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔。
 

⑤預(yù)擴(kuò)孔及磨孔
 

a.預(yù)擴(kuò)孔采用一臺FDP—30型導(dǎo)向鉆機(jī)進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔，邊擴(kuò)孔邊打入泥漿，視旋轉(zhuǎn)壓力及回拉壓力逐漸加大擴(kuò)孔級別。預(yù)擴(kuò)孔采用導(dǎo)向鉆機(jī)進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔，邊擴(kuò)孔邊打入泥漿，視旋轉(zhuǎn)壓力及回拉壓力逐漸加大擴(kuò)孔級別。
 

b.擴(kuò)孔次數(shù)需視鉆機(jī)回轉(zhuǎn)壓力及回拖壓力而定。擴(kuò)孔級別如下：
 

使用φ320mm螺旋擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)一遍。

使用φ450mm螺旋擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)一遍。
 

c.擴(kuò)孔前要做好泥漿循環(huán)系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作，F(xiàn)DP—30型導(dǎo)向鉆機(jī)配套的泥漿系統(tǒng)工作性能，每小時的較大工作流量為5m3，則泥漿泵每一個工作日的較大循環(huán)流量為120m3，在入土點(diǎn)、出土點(diǎn)旁各開挖一個泥漿坑，并配有清運(yùn)泥漿的專用設(shè)備。施工現(xiàn)場的清潔衛(wèi)生，做到文明施工。

⑥拖管
 

a.拖管采用專門的回拖器，同時采用邊打泥漿邊旋轉(zhuǎn)回拖的方法。從而鋼管防腐層不被破壞。

b.旋轉(zhuǎn)分動器采用特制的結(jié)構(gòu)。

c.扶正器與工作管的連接要牢固，并要求工作管與拉管器的連接要牢固、安全、密封，作到可靠。

d.采用小比重高粘度泥漿，加入適合地質(zhì)結(jié)構(gòu)的泥漿處理劑和管孔潤滑劑等措施以減少回拖時的阻力，減小鉆機(jī)工做負(fù)載。

e.在φ273×9鋼管回拖前，驗證擴(kuò)孔后孔內(nèi)是否有充足泥漿，以便回拖中起到護(hù)壁潤滑作用。

f.經(jīng)確認(rèn)鋼管焊接、防腐合格后，將鋼管拖人端與回拖器連接牢固，檢查所有回拖系統(tǒng)(含設(shè)備、工藝**措施)是否處于較佳狀態(tài)。

g.回拖前，在待回拖φ273×9鋼管下，每間隔20m擺放1個托輥，并用吊車配合，以防止在回拖中擦傷鋼管外壁。

h.回拖啟動后，要作到平穩(wěn)、勻速(回拖中不能停留)，速度控制在0.08m/s。操作手時刻觀察回拖壓力變化，及時上報，以便采取必要措施，使鋼管順利回拖成功。

i.拖管時，大部分泥漿將循環(huán)使用，需挖兩個坑暫存，一個為泥漿倒坑一個為凈化好的泥漿坑。
 

⑦地形地貌的恢復(fù)
 

工作管回拖完畢后，清理現(xiàn)場并撤出所用施工設(shè)備，恢復(fù)場地的地形地貌。
 

該工程的順利完成，創(chuàng)造了中山市有史以來較大的以定向鉆非開挖方式過河的管道煤氣工程歷史，將使石岐河以北的城區(qū)及港口鎮(zhèn)居民和工商企業(yè)能夠用上安全、清潔、方便及源源不斷的港華代氣，促進(jìn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高人民生活水平，并為明年氣的到來奠定了基礎(chǔ)。
 

上述的非開挖技術(shù)，不但減少路面開挖，降低施工費(fèi)用及解決一些在傳統(tǒng)開挖術(shù)不能施工的問題，而且在修復(fù)舊管道及安裝難度高的工程時;在西氣東輸、廣東LNG工程中大規(guī)模的管道管網(wǎng)的鋪設(shè);氣作為清潔環(huán)保能源的普及使用，使其在氣置換工程時;為向客戶供氣不致大幅間斷，和安裝分區(qū)調(diào)壓閥及管道時;在環(huán)型管網(wǎng)完成后，如需要新舊有的煤氣管道時，發(fā)揮了相當(dāng)大的優(yōu)勢。非開挖技術(shù)代替土建施工(挖槽埋管法)，這不但燃?xì)馐┕ぜ夹g(shù)上又一躍進(jìn)，還體現(xiàn)了施工技術(shù)的高速發(fā)展和科技現(xiàn)代化。

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