現(xiàn)代方法與傳統(tǒng)方法相比有以下特點(diǎn)：

　　(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)快速高效；

　　(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。

　　1 非開挖技術(shù)分類(按施工工藝)

　　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)

　?、賹?dǎo)向儀導(dǎo)向，快速高效準(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

　?、倮芊?； 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

　?、龠m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鋼管或鑄鐵管最大口徑可達(dá)1．5m最大長(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)行大管徑超長(zhǎng)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

　?、賹?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

　?、賹?dǎo)向鉆孔定向；②液壓頂進(jìn)、人工挖掘。

　　(3)優(yōu)點(diǎn)

　?、僭靸r(jià)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(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)。

　　2 工程實(shí)例

　　我司常用的非開挖技術(shù)采用導(dǎo)向鉆管法，以下以東明河頂管工程實(shí)例詳細(xì)介紹導(dǎo)向鉆管的技術(shù)。

　　(1)工程概況

　　岐江河?xùn)|明大橋西側(cè)穿越工程位于中山市東明大橋西側(cè)，穿越地點(diǎn)選在東明大橋側(cè)河道，離南岸橋支墩38m位置，兩岸河堤之間寬度為112m，水深5m。由于石岐河水位受漲潮退潮影響，航道需正常通航，不能封航，因此工程采用定向鉆技術(shù)，以非開挖方式進(jìn)行煤氣管道穿越。該工程為一條φ273×9鋼管穿越，穿越長(zhǎng)度約為280m，最大穿越深度：自然地面以下10m；鉆機(jī)入土點(diǎn)位于河南側(cè)，出土點(diǎn)位于河北側(cè)。入土角度為10°，出土角度6°，鉆進(jìn)曲率半徑為488m。該工程為小型穿越，定向鉆技術(shù)具有相對(duì)成本較低，工期短，不阻礙交通等優(yōu)點(diǎn)，隨著工藝的不斷改進(jìn)，該種施工工藝在管道燃?xì)?、自來水、電力和電信部門已開始普遍使用。現(xiàn)以上例子介紹一下其具體操作過程及注意事項(xiàng)。

　　(2)編制依據(jù)

　?、佟遁斢洼敋夤艿谰€路工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》SY0401—98；②《水平定向鉆進(jìn)管線鋪設(shè)工程技術(shù)規(guī)范》CSTT；③《石油天然氣管道穿越工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》SY／T4079—2003；④《長(zhǎng)輸管道線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》SYJ4001—98；⑤《原油和天然氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范穿越工程》SY／170015．1—98；⑥《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50251—94；

　　(3)現(xiàn)場(chǎng)條件

　　施工場(chǎng)地平坦，穿越地段高低不平，鉆機(jī)場(chǎng)地位于河南側(cè)，出土端位于河北側(cè)。此地段交通運(yùn)輸較為方便，便于鉆具的運(yùn)輸。電源采用自備發(fā)電機(jī)解決。

　　(4)機(jī)械性能和相關(guān)參數(shù)

　　FDP—30鉆機(jī)具有優(yōu)越的鉆進(jìn)性能，加上特制的輔助助力裝置，使回拉能力達(dá)到80t，扭矩1．6萬N·m。主機(jī)配有先進(jìn)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，泵閥采用世界上最先進(jìn)的力士樂產(chǎn)品，回轉(zhuǎn)動(dòng)力采用世界上最先進(jìn)的波克蘭電機(jī)，動(dòng)力源采用進(jìn)口的康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)。優(yōu)良的設(shè)備加上高素質(zhì)的員工，是我們順利完成該條非開挖管線施工任務(wù)的保證。

　　(5)施工方法

　?、賹?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。

　?、墼O(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)，保證設(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)。

　?、茔@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)制定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，以利于更好的保護(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。

　　為保證預(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)過對(duì)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(dòng)鉆桿測(cè)試探頭發(fā)射信號(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?？叵蛟O(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．?dāng)U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．?dāng)U孔前要做好泥漿循環(huán)系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作，FDP—30型導(dǎo)向鉆機(jī)配套的泥漿系統(tǒng)工作性能，每小時(shí)的最大工作流量為5m3，則泥漿泵每一個(gè)工作日的最大循環(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。保證施工現(xiàn)場(chǎng)的清潔衛(wèi)生，做到文明施工。

　?、尥瞎?/span>

　　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。從而保證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、工藝保障措施)是否處于最佳狀態(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。

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　　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。

　　施工過程圖詳見圖1。

　　該工程的順利完成，創(chuàng)造了中山市有史以來最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天然氣，促進(jìn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，提高人民生活水平，并為明年天然氣的到來奠定了基礎(chǔ)。

　　3 結(jié)語

　　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(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)；天然氣作為清潔環(huán)保能源的普及使用，使其在天然氣置換工程時(shí)；為保證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，如需要更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。

　　圖1 歧江河?xùn)|明大橋西側(cè)穿越工程穿越曲線

注：(1)本圖所注單位為m；(2)曲率半徑488m。最大深度10m；(3)入土點(diǎn)在河南側(cè)，入土角α=10°(4)出土點(diǎn)在河北側(cè)，出土角β=6°(5)水平穿越長(zhǎng)度280m。

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