非開挖技術(shù)是指通過(guò)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(duì)地表干擾小，因此具有較高的社會(huì)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(guó)，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(cè)量和控制;

(2)大大提高了鋪管能力(長(zhǎng)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(chǎng)地要求簡(jiǎn)單;③導(dǎo)向探測(cè)與管線探測(cè)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(lái)水管線，鋪管直徑、長(zhǎng)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?zèng)_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(zhǎng)度<50m或距離較長(zhǎng)的; ③鋼管或鑄鐵管較大口徑可達(dá)1.5m較大長(zhǎng)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(zhǎng)度施工;③噪音小、無(wú)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(cè)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(jià)低;②定向準(zhǔn)確、精度高、安全、無(wú)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(chǎng)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(jì)→測(cè)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(shí)，按照設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)將待鋪管線回拉入鉆孔內(nèi)，當(dāng)全部鉆桿被拖回時(shí)，鋪管工作同時(shí)也就完成了。此工程根據(jù)地質(zhì)情況計(jì)劃采用分級(jí)擴(kuò)孔，共分2級(jí)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(duì)機(jī)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整(20m×30m)，設(shè)備通行及進(jìn)出場(chǎng)。設(shè)備及材料存放場(chǎng)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(chǎng)實(shí)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(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試、檢查、測(cè)試，確保設(shè)備安全運(yùn)行?？叵蛟O(shè)備儀器安裝完成后，對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，確保導(dǎo)向孔的精度。入土端泥漿儲(chǔ)運(yùn)坑(2m×4m×2m)及出土端泥漿儲(chǔ)運(yùn)坑(2m×3m×2m)。多余泥漿由吸污車集中清運(yùn)。漿儲(chǔ)運(yùn)坑(2m×4m×2m)及出土端泥漿儲(chǔ)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(jì)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(wèn)題，故此在鉆導(dǎo)向孔時(shí)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(rùn)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(shí)要求造斜段應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn)。經(jīng)過(guò)對(duì)軸線及鉆機(jī)就位情況進(jìn)行校準(zhǔn)，檢查無(wú)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(dòng)鉆桿測(cè)試探頭信號(hào)是否正常，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)2m后方可開始按照設(shè)計(jì)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(tái)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(jí)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(jí)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(jí)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(shí)的較大工作流量為5m3，則泥漿泵每一個(gè)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(gè)泥漿坑，并配有清運(yùn)泥漿的專用設(shè)備。施工現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(dòng)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(rùn)滑劑等措施以減少回拖時(shí)的阻力，減小鉆機(jī)工做負(fù)載。

e.在φ273×9鋼管回拖前，驗(yàn)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(rùn)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(gè)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(dòng)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(shí)刻觀察回拖壓力變化，及時(shí)上報(bào)，以便采取必要措施，使鋼管順利回拖成功。

i.拖管時(shí)，大部分泥漿將循環(huán)使用，需挖兩個(gè)坑暫存，一個(gè)為泥漿倒坑一個(gè)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(chǎng)并撤出所用施工設(shè)備，恢復(fù)場(chǎng)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(lái)較大的以定向鉆非開挖方式過(guò)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(lái)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(wèn)題，而且在修復(fù)舊管道及安裝難度高的工程時(shí);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(shí);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(shí);在環(huán)型管網(wǎng)完成后，如需要新舊有的煤氣管道時(shí)，發(fā)揮了相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。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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