王新濤

（綏化電業(yè)局朗鄉(xiāng)供電局，黑龍江 綏化 152000）

1 非開挖技術(shù)的特點(diǎn)

與其它技術(shù)相比，非開挖技術(shù)起步較晚。但是值得注意的是在最近20多年中，非開挖技術(shù)無(wú)論在理論上，還是在施工工藝方面，都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。非開挖技術(shù)是極為重要的一種都市鋪設(shè)管道的施工手段，采用非開挖技術(shù)鋪設(shè)管道具有若干得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

非開挖技術(shù)在國(guó)外已廣泛使用，在國(guó)內(nèi)也逐漸普及。不開挖地面，就能穿越公路、鐵路、河流，甚至能在建筑物底下穿過(guò)，是一種能安全有效地進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的施工方法。

非開挖技術(shù)不開挖地面，故而被鋪設(shè)管道的上部土層未經(jīng)擾動(dòng)，管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生段差變形，其管道壽命亦大于開挖法埋管。

采用房下非開挖技術(shù)能節(jié)約一大筆征地拆遷費(fèi)用，減少動(dòng)遷用房，縮短管線長(zhǎng)度，有很大經(jīng)濟(jì)效益。

2 非開挖方法

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

2.1.1 地下現(xiàn)狀管線勘查

根據(jù)工程所能提供的工程現(xiàn)場(chǎng)地下管網(wǎng)資料，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地下管網(wǎng)進(jìn)行復(fù)查，準(zhǔn)確掌握地下各種管線和其他基礎(chǔ)設(shè)施的分布及埋深，為導(dǎo)向孔軌跡提供準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)依據(jù)。

2.1.2 地形地貌測(cè)量

根據(jù)市政管理部門審批的路由，按施工區(qū)域地形及路線定出鉆孔軸線，沿軸線的地表走向標(biāo)定地面有效標(biāo)定點(diǎn)的距離和方位以及各個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的地面標(biāo)高（或高差），為導(dǎo)向孔施工時(shí)地面跟蹤監(jiān)測(cè)提供準(zhǔn)確依據(jù)。

2.1.3 現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查

掌握鉆孔工作區(qū)地層特征，為成孔工藝提供鉆探參數(shù)。

2.1.4 設(shè)計(jì)理論導(dǎo)向參數(shù)表

畫出設(shè)計(jì)敷管路由圖及設(shè)計(jì)敷管軌跡斷面圖，將以上勘測(cè)結(jié)果反映在圖上，制訂工藝方案。

2.2 施工場(chǎng)地準(zhǔn)備

2.2.1 施工場(chǎng)地

文明施工，施工區(qū)域要安裝防護(hù)圍欄，施工機(jī)械、機(jī)具和材料要按規(guī)范安裝和堆放，需占用道路或人行道的區(qū)域應(yīng)設(shè)置明顯的施工安全標(biāo)識(shí)，引導(dǎo)車輛和行人合理分流，夜間要設(shè)立反光標(biāo)識(shí)和警示燈，施工區(qū)域分為機(jī)械作業(yè)區(qū)和下管作業(yè)區(qū)。

2.2.2 作業(yè)工作坑

根據(jù)施工工藝要求開挖入射作業(yè)坑及下管作業(yè)坑，同時(shí)做好作業(yè)坑的支護(hù)和降水工作。

2.2.3 機(jī)械進(jìn)場(chǎng)及安裝

施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)就位需調(diào)用汽車和吊車，通常要臨時(shí)占用道路；吊裝現(xiàn)場(chǎng)須設(shè)好臨時(shí)路障等安全設(shè)施；鉆機(jī)、動(dòng)力站和施工器具就位要充分利用現(xiàn)有場(chǎng)地空間，合理布局；安裝鉆機(jī)的地基必須堅(jiān)實(shí)、平整，對(duì)松軟地基必須進(jìn)行加固后才能安裝鉆機(jī)，鉆機(jī)安裝在入射點(diǎn)處，調(diào)整鉆機(jī)傾角為設(shè)計(jì)入射角后固定鉆機(jī)；連接動(dòng)力站，連接泵站。

2.2.4 導(dǎo)航儀器標(biāo)定

將探頭裝入導(dǎo)向鉆探頭盒中，將導(dǎo)向鉆頭放置在無(wú)其他信號(hào)干擾的場(chǎng)地內(nèi)，打開導(dǎo)航儀，檢查導(dǎo)航儀工作情況并進(jìn)行標(biāo)定。

2.3 施工步驟

2.3.1 導(dǎo)向孔施工

施工準(zhǔn)備：將導(dǎo)向鉆頭安裝連接，檢查探頭發(fā)射的各個(gè)參數(shù)是否正常，探頭電池容量是否足夠。

開孔：為保證入射角的準(zhǔn)確和穩(wěn)定，開孔時(shí)須保持連續(xù)鉆進(jìn)至少2.5m，同時(shí)宜采用低鉆速、小泵量、慢進(jìn)尺。

造斜鉆進(jìn)：調(diào)整鉆頭工具面向角至需要角度，鉆機(jī)頂進(jìn)形成造斜段，導(dǎo)航儀跟蹤監(jiān)控鉆頭仰角的變化，根據(jù)不同的土層，頂進(jìn)結(jié)合鉆進(jìn)，勿使仰角的變化超過(guò)鉆桿的最小曲率半徑。

保直鉆進(jìn)：鉆機(jī)勻速回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，給進(jìn)速度盡量快，使導(dǎo)向孔直線段更平直。

設(shè)計(jì)導(dǎo)向鉆進(jìn)參數(shù)表。

2.3.2 回拉擴(kuò)孔

孔徑設(shè)計(jì)：根據(jù)敷設(shè)管道的直徑和根數(shù)計(jì)算需要成孔的最小直徑，既不能過(guò)大，也不可過(guò)小，成孔直徑過(guò)大，敷設(shè)管道周圍土層坍塌易造成路面下陷，成孔直徑過(guò)小，會(huì)使拉管阻力增大，引起脫管或管道變形。

分級(jí)擴(kuò)孔：各級(jí)擴(kuò)孔分別為一級(jí)φ200mm、二級(jí)φ250mm、三級(jí)φ300mm、四級(jí)φ400mm、五級(jí)φ500mm 等。根據(jù)設(shè)計(jì)的成孔直徑，由小到大分級(jí)擴(kuò)孔，直至擴(kuò)到工藝要求的孔徑。

孔壁加固：擴(kuò)孔的同時(shí)通過(guò)擴(kuò)孔鉆頭向孔中注入泥漿，泥漿的濃度根據(jù)不同的土層條件來(lái)配制。泥漿滲透到孔壁中，通過(guò)擴(kuò)孔鉆頭的擠壓和磨擦，起到對(duì)孔壁的維護(hù)和穩(wěn)定作用。

回拉敷管：拉管過(guò)程中的回拉力要克服管道與孔壁摩擦力，成孔的質(zhì)量與導(dǎo)向孔的曲線形狀以及擴(kuò)孔工藝有著密切關(guān)系，正常情況下敷設(shè)PVC 或PE 管的回拉力不應(yīng)超過(guò)5kN，拉力過(guò)大會(huì)造成管材斷裂或變形。

3 施工設(shè)備

非開挖設(shè)備主要由以下幾部分組成。

導(dǎo)航系統(tǒng)：用于在鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)鉆頭進(jìn)行定位，以確定鉆頭的傾斜角度和鉆進(jìn)方向。由發(fā)射器、接收器、控制臺(tái)、搖控顯示器、電源等組成。包含有軟件系統(tǒng)的導(dǎo)航部分，不僅能繪制施工圖，還能對(duì)工程進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析、實(shí)時(shí)記錄設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、打印施工資料等。目前雷達(dá)導(dǎo)航的非開挖高端技術(shù)在國(guó)內(nèi)已有采用，計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)已被普遍使用。

主機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、機(jī)載泥漿泵、動(dòng)力鉗、鉆 ?及其裝卸系統(tǒng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。它用于提供鉆進(jìn)、回旋的動(dòng)力以及對(duì)鉆進(jìn)的控制。目前，國(guó)產(chǎn)的非開挖機(jī)在鉆頭100r/min 的轉(zhuǎn)速下，扭矩已達(dá)15～20kNm。

鉆具由鉆頭、回?cái)U(kuò)鉆頭、鉆桿等組成。不同的施工需要和不同的地質(zhì)要選用不同的鉆頭。非開挖工程使用的鉆桿與地質(zhì)勘探的鉆桿有所區(qū)別，有很大的彈性、韌性和抗扭強(qiáng)度、耐磨損。鉆具在航道鉆通以后，還要對(duì)通道回?cái)U(kuò)和牽引管線，使電纜便于穿過(guò)。

泥漿攪拌系統(tǒng)可增加鉆頭的潤(rùn)滑作用，降低鉆進(jìn)阻力和鉆頭的工作溫度，提高管壁的強(qiáng)度等。泥漿還減小鉆頭磨損、軟化地層、易于鉆進(jìn)以及利用泥漿的的流動(dòng)性和粘結(jié)力使鉆孔產(chǎn)生的巖粒、砂粒處于懸浮狀態(tài)，以利于護(hù)壁和清孔，由泥漿罐和高壓輸送泵及高壓連接管構(gòu)成。該技術(shù)可用來(lái)鋪設(shè)直徑40mm 至2500mm 的各種地下管線，距離可達(dá)十幾m 至幾km。直徑2.5m 的非開挖管線足足勝過(guò)常規(guī)的電纜隧道，在老城城網(wǎng)升壓改造工程中得到充分利用。該項(xiàng)技術(shù)與傳統(tǒng)的“挖槽埋管法”相比，具有不破壞環(huán)境、不影響交通、施工精度高、施工安全性好、周期性短、成本低、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。

4 管材粘接及安裝

使用PVC 管材須提前24小時(shí)將管材粘接好，以保證接頭的抗拉強(qiáng)度。下管作業(yè)要根據(jù)不同材質(zhì)的特點(diǎn)做成斜坡，防止坑下管角度過(guò)大折斷管材。連接管材和鉆桿的分動(dòng)器安裝之前要仔細(xì)檢查，防止拉管過(guò)程中出現(xiàn)卡鉆。拉管時(shí)孔中須注滿泥漿或水，以減小拉管阻力。

5 施工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

5.1 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

沿管線土層變化頻繁，所以在非開挖技術(shù)施工前必須了解土層的變化情況。此外對(duì)于要經(jīng)過(guò)回填土地段，需要提前加固處理，以防非開挖技術(shù)施工后地表有過(guò)大的下沉。

5.2 有毒氣體的檢測(cè)與防護(hù)

非開挖技術(shù)施工的地層一般會(huì)通過(guò)淤泥層，腐爛物、植物體會(huì)在地下形成有毒氣體，危害施工人員的健康和生命，所以有人員在非開挖技術(shù)內(nèi)操作的情況下，需要定時(shí)監(jiān)測(cè)管內(nèi)有毒氣體含量，采用通風(fēng)裝置予以解決。

5.3 超前探查地下管線

盡管先進(jìn)的非開挖技術(shù)設(shè)備具有在施工的探查前進(jìn)路線不遠(yuǎn)距離管線的能力，但是采用在地面提前查明地下管線仍是值得開展的，這對(duì)于保證通訊、電力、上水、排水、煤氣等其它管線安全運(yùn)營(yíng)，確保公眾正常生活仍有必要。

5.4 穿越建筑物時(shí)對(duì)基礎(chǔ)的探查

非開挖技術(shù)在建筑物基礎(chǔ)下施工時(shí)，需要明確施工路線上所遇到的基礎(chǔ)類型，對(duì)于部分基礎(chǔ)非開挖技術(shù)頂進(jìn)前可采取托換、加固措施。

5.5 頂進(jìn)計(jì)算

頂進(jìn)計(jì)算：其一包括準(zhǔn)確計(jì)算頂進(jìn)推力，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選定相應(yīng)的油缸類型和確定中繼間的分布；其二是工作井設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算得到的最大頂力，提出工作井的加固方案。

[1]舒旭孟.非開挖技術(shù)在變電所防雷接地工程中的應(yīng)用[J].浙江電力，2007-06-20.