非开挖技术综述PPT课件
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非开挖技术.
在不具备开挖条件的地区非开挖具有绝对优势城市桥梁、 楼房、隧道建成后，开挖铺设管线已不可能。有些虽具有 地表开挖条件，但由于管道埋设太深、地下水位较高，非 开挖便成为首选方法。水平定向/导向钻进技术的最新应用 领域是环境治理工程。诸如一些大的垃圾处理场、工业废 料场、机场和空军基地的飞机燃料库、地下燃料储存库、 炼油厂、加油站等的污染物在雨水的作用下向地下渗透， 污染了地下水和土壤。采用水平定向/导向钻进技术在被污染的区
非开挖技术的优越性
1、在管线施工时无需对路面和地表“开膛破 肚”，解决了长期以来困扰城市地下管线建设工 程的难题：阻断交通、破坏环境、影响商店、医 院、学校和居民的正常生活和工作秩序。 2、施工速度快、综合成本低，具有较好的经济 效益和社会效益。在相同的条件下，非开挖施工 法（铺设、更换和修复）的综合施工成本均低于 开挖施工的成本，且当管径和埋深越大时越明显。
非开挖技术
先知的宝
什么是非开挖技术？
非开挖技术（Trenchless Technology or No-Dig）是指 利用岩土钻掘、定向测控等技术手段, 在地表不挖槽和 地层结构破坏极小的情况下, 穿越河流、湖泊、重要交 通干线、重要建筑物，实现对诸如供水、煤气、天然气、 污水、电信电缆等公用管线的检测、铺设、修复与更换 的施工技术。 在城市化的过程中，非开挖技术是一种适 时的、有力的、不可代替的先进手段，是完成城市水、 气、电、通讯等生命线工程施工的必备技术，也是地下 空间利用必须掌握的基本技术之一，是对地下工程施工 常规工法的重要补充，有时也是唯一的选择，是我国建 设部、美国、欧洲、日本和俄罗斯等国家鼓励和优先推 广技术。近二十年来，非开挖技术的发展与城市的兴荣 息息相关。
非开挖技术应用
现代非开挖技术发展虽然仅20多年的时间，但 其施工工艺技术的先进性、优越性所带来的经济 效益和社会效益已举世瞩目，同时也激励了非开 挖技术的不断更新，其应用领域不断拓展。 1穿越江河、机场、铁路、公路、建筑等铺设各 种地下管线。 2隧道的管棚支护、微型钻孔桩施工等。 3水平注浆、水平降水、地下污染层处理。 4煤层瓦斯抽排放孔施工。 5修复置换旧管线。 6探测查找地下管网
非开挖管道施工技术精品PPT课件
23
5、气动夯锤顶管
工作原理:
气动夯锤以压缩空气为动力，驱使夯锤反复 向前冲击，从而将力传递给钢管并将钢管夯入地层 中，视作业坑条件许可，决定每节被夯管的长度， 每夯入一节钢管后卸下夯锤击夯环，按照并焊好下 一节钢管，然后重新安装夯锤及夯环并夯击。如此 反复，待被夯钢管抵达终止坑后，清理钢管内残土 即完成埋设。
非开挖管道施工技术
1
本章主要内容
第一节 非开挖管道施工技术 第二节 穿越河流施工
2
第一节 非开挖施工技术
指利用各种岩土钻掘的设备和技术手段，在地表不开 挖沟槽的条件下，铺设、更换和修复各种地下管线的施工 技术，国外叫做TT技术（Trenchless Technology）。
3
第一节 非开挖施工技术
26
导向钻施工过程(1)
27
施工工序：
施工准备
钻孔和管道组焊工 序并列就位一次完成。 具体作法是在河流一岸 设置钻机钻孔，另一岸 进行管段组焊、检验、 试压和防腐，钻机按设 计管位钻完导向孔、扩 孔后再回拖穿越管段。
征地 测量放线 修便道 三通一平
设备进场
组装调试
控向系统调试
钻孔导向
扩孔
管道组焊
12
2、土压式掘进机顶管
在被顶进的管道前端安装上 机械钻进的掘土设备，配置挖土 和皮带运土机械以代替人工挖运 土，当管前方土体被掘削成一定 深度的孔洞时，利用顶管设施， 将连接在钻机后部的管子顶入孔 洞。
对粘土、砂土及淤泥等土层 均可顺利进行顶管。但运土与掘 进速度不易同步，出土较慢。遇 到含水土层或岩石地层时因无法 更换机头，所以不能使用。
在跟踪测量路线上有地面障碍物、周围环境有明显 磁性干扰的情况下选用。
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5、气动夯锤顶管
工作原理:
气动夯锤以压缩空气为动力，驱使夯锤反复 向前冲击，从而将力传递给钢管并将钢管夯入地层 中，视作业坑条件许可，决定每节被夯管的长度， 每夯入一节钢管后卸下夯锤击夯环，按照并焊好下 一节钢管，然后重新安装夯锤及夯环并夯击。如此 反复，待被夯钢管抵达终止坑后，清理钢管内残土 即完成埋设。
非开挖管道施工技术
1
本章主要内容
第一节 非开挖管道施工技术 第二节 穿越河流施工
2
第一节 非开挖施工技术
指利用各种岩土钻掘的设备和技术手段，在地表不开 挖沟槽的条件下，铺设、更换和修复各种地下管线的施工 技术，国外叫做TT技术（Trenchless Technology）。
3
第一节 非开挖施工技术
26
导向钻施工过程(1)
27
施工工序：
施工准备
钻孔和管道组焊工 序并列就位一次完成。 具体作法是在河流一岸 设置钻机钻孔，另一岸 进行管段组焊、检验、 试压和防腐，钻机按设 计管位钻完导向孔、扩 孔后再回拖穿越管段。
征地 测量放线 修便道 三通一平
设备进场
组装调试
控向系统调试
钻孔导向
扩孔
管道组焊
12
2、土压式掘进机顶管
在被顶进的管道前端安装上 机械钻进的掘土设备，配置挖土 和皮带运土机械以代替人工挖运 土，当管前方土体被掘削成一定 深度的孔洞时，利用顶管设施， 将连接在钻机后部的管子顶入孔 洞。
对粘土、砂土及淤泥等土层 均可顺利进行顶管。但运土与掘 进速度不易同步，出土较慢。遇 到含水土层或岩石地层时因无法 更换机头，所以不能使用。
在跟踪测量路线上有地面障碍物、周围环境有明显 磁性干扰的情况下选用。
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第六章 非开挖施工技术
10
施工所用的机具和设备
• （1）管道 • 平口/企口/双插口/钢承口
施工所用的机具和设备
• （2）工具管
（3） 顶管机
11
施工所用的机具和设备
• （4）中继站——长距离顶管 • （5）附属机具
（三）机械掘进法顶管
• 机械法顶管采用专门的机械化掘进机头破 碎管前岩土，取得进尺。
• 压力是由位于主工作坑内的液压顶进油缸 产生，并通过管道传输至前部掘进机头。
钻具定向系统
• （1）惯性定向系统
• 采用三轴加速度计作为探测仪器，测量信 息采用无线或有线传输方式。
• （2）磁性定向系统
• 人工磁源+三轴磁力定向仪
• （3）常规随钻测量与定向系统
• 其他领域定向钻进中的成熟方法与仪器。
5
4.水平定向钻进设备及器具
• （1）钻机 • （2）钻具 • 导向钻具、扩孔器、导向仪
2
（二）水平螺旋钻进法
• 缺点
• 不可控制方向 • 施工精度有限 • 在坚硬土层或卵砾石层施工困难 • 对螺旋钻头无法破碎的岩层不能施工
1.水平定向钻进铺管工艺原理
• （1）钻进导向孔 • 导向孔钻进采用专门的人工弯曲钻孔器
具，从钻孔入土点（坑）到出土点（坑） 进行定向钻进，按照设计的铺管轨迹钻出 一个对穿的导向钻孔。 • 可以采用两侧导向孔，中部对接的方法。
是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘 进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道 施工机械；
（二）人工掘土法顶管
• 人工掘土法顶管的管内操作人员从管道尾 部进入，到达挖掘面，依靠人工挖掘土方 （或者机械辅助挖掘），形成孔洞，然后 借助工作坑内的顶进设备，把预铺设的管 道按照设计轨迹顶入的过程。
施工所用的机具和设备
• （1）管道 • 平口/企口/双插口/钢承口
施工所用的机具和设备
• （2）工具管
（3） 顶管机
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施工所用的机具和设备
• （4）中继站——长距离顶管 • （5）附属机具
（三）机械掘进法顶管
• 机械法顶管采用专门的机械化掘进机头破 碎管前岩土，取得进尺。
• 压力是由位于主工作坑内的液压顶进油缸 产生，并通过管道传输至前部掘进机头。
钻具定向系统
• （1）惯性定向系统
• 采用三轴加速度计作为探测仪器，测量信 息采用无线或有线传输方式。
• （2）磁性定向系统
• 人工磁源+三轴磁力定向仪
• （3）常规随钻测量与定向系统
• 其他领域定向钻进中的成熟方法与仪器。
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4.水平定向钻进设备及器具
• （1）钻机 • （2）钻具 • 导向钻具、扩孔器、导向仪
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（二）水平螺旋钻进法
• 缺点
• 不可控制方向 • 施工精度有限 • 在坚硬土层或卵砾石层施工困难 • 对螺旋钻头无法破碎的岩层不能施工
1.水平定向钻进铺管工艺原理
• （1）钻进导向孔 • 导向孔钻进采用专门的人工弯曲钻孔器
具，从钻孔入土点（坑）到出土点（坑） 进行定向钻进，按照设计的铺管轨迹钻出 一个对穿的导向钻孔。 • 可以采用两侧导向孔，中部对接的方法。
是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘 进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道 施工机械；
（二）人工掘土法顶管
• 人工掘土法顶管的管内操作人员从管道尾 部进入，到达挖掘面，依靠人工挖掘土方 （或者机械辅助挖掘），形成孔洞，然后 借助工作坑内的顶进设备，把预铺设的管 道按照设计轨迹顶入的过程。
非开挖技术的介绍
Pipe Jacking Process
顶管法施工过程
Auger Boring 螺旋横钻孔机
•Lengths of 12 - 150 m 施工长度：12－150米
•Diameters of 200 - 1500 mm 管径：200－1500毫米
•Applications: 应用 •relatively short crossings of pipes and conduits 短距离的管道施工
爆管法的过程 （气动工法)
Microtunneling 微型隧道法
•Lengths of 25 - 225 m 施工长度：25－225米 •Diameters of 250 - 3050 mm 管径：250－3050毫米
•Applications: 应用 •gravity sewer installations 下水管道的安装
Costs of Open Cut Pipe Replacement
开沟更换管道的成本
Pavement saw-cutting
开凿路面
Excavation 挖沟 Trucking spoil and dump fees 运土费和倒土费用 Backfill and transport
管道扫描和评估
• Methods include: 方法有： – Closed-circuit television (CCTV) 闭路电视 – Radar 雷达 – Sonar 声纳 – Eddy currents 涡流 • Applications: 应用 – inspection of infrastructure systems to gain a “snap-shot” of pipe condition 检查基 础管道设施的状况
非开挖技术的介绍共52页
拉
60、生活的道路一Байду номын сангаас选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
非开挖技术的介绍
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一Байду номын сангаас选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
非开挖技术的介绍
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
非开挖技术 概述
非开挖技术概述摘要本文对非开挖技术的简单叙述，对水平定向钻法、盾构法两种方法在施工中的技术规范、施工方式有所了解，以便在以后的施工中对于不同管径的管道采用更好的方法。
关键词非开挖平定向钻盾构法前言随着城市高度现代化和人民生活水平不断提高，城市和乡村对基础设施建设的总体要求越来越高。
地下管网是城市基础设施的重要组成部分。
目前，城市地下管网的发展规模、管线铺设，维修和更换过程中对城市交通、环境的影响及对人们生活、工作的干扰，已成为衡量一个城市基础设施完善程度和城市管理水平的重要标志。
传统的挖槽埋管地下管网施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤的城市交通如雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别是在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出。
因此，在城市中的地下管网工程，如采用传统的开挖施工技术，新老道路总是处于挖了填，填了再挖的尴尬局面，不论从经济角度还是从社会角度来看都有其局限性。
非开挖技术是近二十年来国际上新兴的一种对环境无公害的地下管网施工技术，指利用岩土钻掘手段在地面不开挖沟槽的情况下，铺设、修复和更换地下管线。
目前，非开挖技术在国际上已被广泛应用于穿越公路、铁路、建筑物、河流，以及在闹市区、古迹保护区、农田和环境保护区等不允许或不能开挖条件下进行煤气、电力、供排水、电讯、有线电视线路、天然气管道等的铺设、更换和修复。
近十年来，在市政给排水、通信电缆、燃气管道及电力电缆等地下管网工程中得以广泛应用。
随着我国国民经济的高速发展和政府对环境的日益重视，自20世纪90年代中期以来，我国非开挖的工程施工量和投入的设备数量均以每年40%的高速度增长。
非开挖技术在我国已形成了一个新兴的产业，引起了各级政府和环境部门的高度重视。
在我国管道建设大发展的21世纪，非开挖技术将具有十分广阔的应用前景，经济效益和社会效益也将非常巨大。
据统计，全世界每年有100万公里的地下管线需要新建，总投资超过300亿美元；而发达国家现有各类地下管线总长约2000万公里，为更新、修复这些地下管线，每年还需要投资300～350亿美元。
非开挖工程施工PPT课件
貫入試驗
非开挖工程施工
取心鑽進
20
設計計算
• 覆蓋深度 • 推荐穿越的最小覆盖深度大于钻孔最终扩孔直径的6
倍以上；在穿越河床时，应在河床断面最低处之下5m 米以上。
非开挖工程施工
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設計計算
• 入、出土角和曲率半径
• 对地面始钻式，入土角和出土角应分别在6~20度之间
• 铺设钢管的最小允许弯曲半径可用下列公式计算
钢套管，跨越孔，水平降水井
钢、塑料 跨越孔 钢、混凝土 钢套管
冲击矛法
压力管道，电缆线，跨越孔
钢、塑料
夯管锤
钢套管，跨越孔，管棚，打入 桩
钢管套
冲击钻进法
非开挖跨工程越施孔工
钢管、混凝土管
6
水平定向鑽進
• 施工长度：15－1800米 • 管径25－1200毫米 • 应用
市政工程、管道设施、下水管道、 压力管道、治理污染的水平管群、 地质调查
非开挖工程施工
5
非開挖技術分類
• 管線鋪設
施工方法
典型应用
管材
顶管法
各种大口径管道，跨越孔 混凝土、钢、铸铁
隧道施工法
各种大口径管道
小口径顶管法 小口径管道，管棚，跨越孔 混凝土、钢、铸铁
管 水平定(导)向钻进 压力管道，电缆，短跨越孔
线
螺旋钻进
刚套管，跨越孔
铺 设
顶推钻进
压力管套，钢套管
水平钻进
• 以最小的地表开挖量进行各种地下管线探查、铺设、 更换和修复的施工技术-中國非開挖協會
非开挖工程施工
3
前言
• 應用領域 • 非開挖技術現今已被广泛应用于给水、排水、电力、
通信、燃气等领域，也可以应用于文物、古建筑的保 护等方面。 • 應用地點 • 用于穿越河流和水渠、街道、高速公路、铁路、机场 跑道、海滩、岛屿、建筑物拥挤的地方、管线通道和 运河等。
非开挖施工技术简介 ppt课件
非开挖施工技术简介
非开挖施工技术简介
课程：机械工程学科前沿 学号：120120805 姓名：余 楠
精品资料
你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为
老师的教学方法需要改进？ 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？
教师的教鞭 “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学
顶管施工是继盾构施工
之后而发展起来的一种地 下管道施工方法，它不需 要开挖面层，并且能够穿 越公路、铁道、河川、地 面建筑物、地下构筑物以 及各种地下管线等。顶管 施工借助于主顶油缸及管 道间中继间等的推力，把 工具管或掘进机从工作井 内穿过土层一直推到接收 井内吊起。与此同时，也 就把紧随工具管或掘进机 后的管道埋设在两井之间 ，以期实现非开挖敷设地 下管道的施工方法。
水平定向钻进铺管的施工顺序为：地质勘探、规划和设计钻 孔轨迹、配制钻液、钻先导孔、回拉扩孔、回拉铺管、管端处理 。
定（导）向钻进铺管法
定（导）向钻进铺管法
施工长度：50-1500m(一般) 管径：300-800mm,大于1m的最好用顶管的 方法 适用管材：PE管、钢管 应用：广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、 天然气、石油等管线铺设施工工程中。
• 按一次顶进的长度（指顶进工作坑和接收工作坑之间的距离）分：普通 距离顶管和长距离顶管。顶进距离长短的划分目前尚无明确规定，过去 多指100m左右的顶管。目前，千米以上的顶管已屡见不鲜，可把 500m以上的顶管称为长距离顶管。
• 按顶管机的类型分：手掘式人工顶管、挤压顶管、水射流顶管和机械顶 管（泥水式、泥浆式、土压式、岩石式 ）。手掘式顶管的推进管前只是 一个钢制的带刃口的管子（称为工具管），人在工具管内挖土。掘进机 顶管的破土方式与盾构类似，也有机械式和半机械式之分。
非开挖施工技术简介
课程：机械工程学科前沿 学号：120120805 姓名：余 楠
精品资料
你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为
老师的教学方法需要改进？ 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？
教师的教鞭 “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学
顶管施工是继盾构施工
之后而发展起来的一种地 下管道施工方法，它不需 要开挖面层，并且能够穿 越公路、铁道、河川、地 面建筑物、地下构筑物以 及各种地下管线等。顶管 施工借助于主顶油缸及管 道间中继间等的推力，把 工具管或掘进机从工作井 内穿过土层一直推到接收 井内吊起。与此同时，也 就把紧随工具管或掘进机 后的管道埋设在两井之间 ，以期实现非开挖敷设地 下管道的施工方法。
水平定向钻进铺管的施工顺序为：地质勘探、规划和设计钻 孔轨迹、配制钻液、钻先导孔、回拉扩孔、回拉铺管、管端处理 。
定（导）向钻进铺管法
定（导）向钻进铺管法
施工长度：50-1500m(一般) 管径：300-800mm,大于1m的最好用顶管的 方法 适用管材：PE管、钢管 应用：广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、 天然气、石油等管线铺设施工工程中。
• 按一次顶进的长度（指顶进工作坑和接收工作坑之间的距离）分：普通 距离顶管和长距离顶管。顶进距离长短的划分目前尚无明确规定，过去 多指100m左右的顶管。目前，千米以上的顶管已屡见不鲜，可把 500m以上的顶管称为长距离顶管。
• 按顶管机的类型分：手掘式人工顶管、挤压顶管、水射流顶管和机械顶 管（泥水式、泥浆式、土压式、岩石式 ）。手掘式顶管的推进管前只是 一个钢制的带刃口的管子（称为工具管），人在工具管内挖土。掘进机 顶管的破土方式与盾构类似，也有机械式和半机械式之分。
非开挖技术综述PPT课件
11
水平定向(导向)钻进法
•优 点
– 对地表干扰少 – 施工速度快 – 可导向，施工精度较高（3 - 5％）
•缺 点
– 施工前要探明地下管线分布，以防触电和损坏相邻管线。
• 适用条件
– 管径为50 – 2000 mm； – 管线长度一般可达50 - 1500 m； – 管材为塑料管、钢管； – 一般适用于各类地层，主要为松软的土层
14
小口径顶管法
•优 点
– 对地表的干扰（交通、噪声，振动）小 – 埋深大时施工成本比传统的方法低 – 管线的方向和坡度可精确控制（偏差在±25 mm以
内）
•缺 点
– 需对地层条件进行详细勘查，大卵砾石等障碍物会影 响施工
– 设备投资大 – 对操作人员的技术和经验要求高
15
– 需开挖两个工作坑
小口径顶管法
12
小口径顶管法
• 顶管法是使用得最早的一种施工方 法，起源于美国。最初，顶管施工 法主要用于跨越孔施工时顶进钢套 管。随着技术的改进也用于无套管 的情况下顶进永久性公用管道，主 要是重力管道。顶进施工时，首先 选择工作坑的位置，开挖工作坑。 然后按照管线的位置和坡度，在工 作坑底部修筑基础，在基础上设置 导轨，并将管节安放在导轨上。顶 进前，在管端开挖导孔，再用千斤 顶将管节顶入，一节管顶进去后，
29内衬法内衬法30内衬法内衬法不需灌浆施工速度快过流断面的损失很小可适应大曲率半径的弯管支管接头需开挖进行旧管的结构破坏会导致施工困难适用范围管径为501200mm管线长度可达1000适合各类管道的修复31非开挖施工设备的新进展非开挖施工设备的新进展小口径顶管机高精度25mm长距离顶进500m或更长小型化最小管径为100mm可在1512m的管内施工适用各种地层含水层卵砾石地层各种口径一机多用各种管水平定向钻机系列化微型mini小型micro中型medi大型maxi和巨型mega自动化自动报警系统钻杆装卸自动化锚固定位硬地层钻进双管潜孔锤顶部冲击孔底马达导向装置操作简单直观实时三维显示超前预测无人跟踪32非开挖施工设备的新进展非开挖施工设备的新进展应用领域环境治理管棚施工工程施工等33可考虑采用非开挖施工技术的情况可考虑采用非开挖施工技术的情况管线埋深大于3米时柏林市为2米国内为4米穿越障碍物江河湖泊建筑物等交通要道高速公路铁路干道等环境敏感地区公园居住区绿化带古建筑区等市内繁华地区商业区工业区工程量大时34wpsofficemakepresentationmuchmorefunwps官方微博kingsoftwps35
水平定向(导向)钻进法
•优 点
– 对地表干扰少 – 施工速度快 – 可导向，施工精度较高（3 - 5％）
•缺 点
– 施工前要探明地下管线分布，以防触电和损坏相邻管线。
• 适用条件
– 管径为50 – 2000 mm； – 管线长度一般可达50 - 1500 m； – 管材为塑料管、钢管； – 一般适用于各类地层，主要为松软的土层
14
小口径顶管法
•优 点
– 对地表的干扰（交通、噪声，振动）小 – 埋深大时施工成本比传统的方法低 – 管线的方向和坡度可精确控制（偏差在±25 mm以
内）
•缺 点
– 需对地层条件进行详细勘查，大卵砾石等障碍物会影 响施工
– 设备投资大 – 对操作人员的技术和经验要求高
15
– 需开挖两个工作坑
小口径顶管法
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小口径顶管法
• 顶管法是使用得最早的一种施工方 法，起源于美国。最初，顶管施工 法主要用于跨越孔施工时顶进钢套 管。随着技术的改进也用于无套管 的情况下顶进永久性公用管道，主 要是重力管道。顶进施工时，首先 选择工作坑的位置，开挖工作坑。 然后按照管线的位置和坡度，在工 作坑底部修筑基础，在基础上设置 导轨，并将管节安放在导轨上。顶 进前，在管端开挖导孔，再用千斤 顶将管节顶入，一节管顶进去后，
29内衬法内衬法30内衬法内衬法不需灌浆施工速度快过流断面的损失很小可适应大曲率半径的弯管支管接头需开挖进行旧管的结构破坏会导致施工困难适用范围管径为501200mm管线长度可达1000适合各类管道的修复31非开挖施工设备的新进展非开挖施工设备的新进展小口径顶管机高精度25mm长距离顶进500m或更长小型化最小管径为100mm可在1512m的管内施工适用各种地层含水层卵砾石地层各种口径一机多用各种管水平定向钻机系列化微型mini小型micro中型medi大型maxi和巨型mega自动化自动报警系统钻杆装卸自动化锚固定位硬地层钻进双管潜孔锤顶部冲击孔底马达导向装置操作简单直观实时三维显示超前预测无人跟踪32非开挖施工设备的新进展非开挖施工设备的新进展应用领域环境治理管棚施工工程施工等33可考虑采用非开挖施工技术的情况可考虑采用非开挖施工技术的情况管线埋深大于3米时柏林市为2米国内为4米穿越障碍物江河湖泊建筑物等交通要道高速公路铁路干道等环境敏感地区公园居住区绿化带古建筑区等市内繁华地区商业区工业区工程量大时34wpsofficemakepresentationmuchmorefunwps官方微博kingsoftwps35
非开挖施工技术简介
非开挖技术的发展历程
1960-1985——现代非开挖技术的兴起和发展 1.生活水平的提高、交通的发展、传统施工方法成本的提高； 2.替代的方法,开发了各种非开挖铺设、更换和修复的方法和设备、 奠定了现代非开挖技术的基础； 1985-现在——现代非开挖技术的大规模应用 — 非开挖方法和设备的完善，交通、环保、法律意识的增加，成本 降低、政府支持 — 首选的方法（比例在10%左右） — 形成新的产业：设备制造商（约100家）、材料供应商（约400家 ）、工程承包商（6000-8000多家）、咨询公司、科研院所
• 旧管更换
– 爆管法
Pipe Bursting Pipe Splitting Pipe Eating
– 裂管法 – 吃管法
非开挖技术
H.D.D.水平定向钻进法
Pipe Jacking 顶管法
Pipe Bursting 爆(裂)管法
Microtunneling 微型隧道法
Auger Boring螺旋钻进法
非开挖技术的应用领域
1. 地下管线施工：各类管线（自来水、污水、雨水、石油、 天然气等 管道， 以及通讯、动力和信号等电缆线）的铺设、更换、 修复； 2. 管棚支护：地下人行过道、地铁、地下车库等工程的结构性支护； 3. 环境治理：在受污染的地下水和地层中设置水平环境治理井； 4. 其它：基础工程（钢管桩、微桩、土钉）、边坡、路基、大坝等 工
顶管施工是继盾构施 工之后而发展起来的一种 地下管道施工方法，它不 需要开挖面层，并且能够 穿越公路、铁道、河川、 地面建筑物、地下构筑物 以及各种地下管线等。顶 管施工借助于主顶油缸及 管道间中继间等的推力， 把工具管或掘进机从工作 井内穿过土层一直推到接 收井内吊起。与此同时， 也就把紧随工具管或掘进 机后的管道埋设在两井之 间，以期实现非开挖敷设 地下管道的施工方法。
非开挖施工技术讲稿
非开挖施工技术讲稿
目录
• 引言 • 非开挖施工技术概述 • 非开挖施工技术原理及工艺流程 • 非开挖施工技术优势分析 • 非开挖施工技术挑战与对策 • 非开挖施工技术发展趋势及前景展望
01 引言
目的和背景
阐述非开挖施工技术的重要性
随着城市化进程的加速和基础设施建设的不断发展， 非开挖施工技术作为一种高效、环保、经济的施工方 法，越来越受到人们的关注和重视。本次讲稿旨在介 绍非开挖施工技术的基本原理、特点、应用范围和未 来发展趋势，以便更好地推广和应用该技术，满足社 会发展和人民生活的需要。
特点
相比传统开挖施工，非开挖施工 技术具有施工速度快、对地面交 通和周边环境影响小、成本低等 优点。
发展历程及现状
发展历程
非开挖施工技术起源于20世纪70年 代，随着材料科学、导向技术和施工 机械的不断发展，逐渐成为一种成熟 的施工技术。
现状
目前，非开挖施工技术已经在全球范 围内得到广泛应用，成为城市基础设 施建设的重要技术手段。
管理挑战
项目管理难度大
非开挖施工项目涉及多个部门和单位，需要协调各方资源，确保施 工进度和质量，对项目管理人员的管理能力和协调能力要求较高。
施工质量难以控制
非开挖施工存在较多隐蔽工程，质量检查和控制难度较大，需要建 立完善的质量管理体系和检查制度。
成本控制压力大
非开挖施工成本较高，包括设备购置、人员培训、材料消耗等，需要 采取有效的成本控制措施，降低项目成本。
报告范围
介绍非开挖施工技术的基本原理和特点
本次讲稿将详细介绍非开挖施工技术的基本原理和特点，包括导向钻进技术、扩孔技术、清孔技术等关键技术的原理 和应用，以及该技术的优点和局限性。
探讨非开挖施工技术的应用范围和实例
目录
• 引言 • 非开挖施工技术概述 • 非开挖施工技术原理及工艺流程 • 非开挖施工技术优势分析 • 非开挖施工技术挑战与对策 • 非开挖施工技术发展趋势及前景展望
01 引言
目的和背景
阐述非开挖施工技术的重要性
随着城市化进程的加速和基础设施建设的不断发展， 非开挖施工技术作为一种高效、环保、经济的施工方 法，越来越受到人们的关注和重视。本次讲稿旨在介 绍非开挖施工技术的基本原理、特点、应用范围和未 来发展趋势，以便更好地推广和应用该技术，满足社 会发展和人民生活的需要。
特点
相比传统开挖施工，非开挖施工 技术具有施工速度快、对地面交 通和周边环境影响小、成本低等 优点。
发展历程及现状
发展历程
非开挖施工技术起源于20世纪70年 代，随着材料科学、导向技术和施工 机械的不断发展，逐渐成为一种成熟 的施工技术。
现状
目前，非开挖施工技术已经在全球范 围内得到广泛应用，成为城市基础设 施建设的重要技术手段。
管理挑战
项目管理难度大
非开挖施工项目涉及多个部门和单位，需要协调各方资源，确保施 工进度和质量，对项目管理人员的管理能力和协调能力要求较高。
施工质量难以控制
非开挖施工存在较多隐蔽工程，质量检查和控制难度较大，需要建 立完善的质量管理体系和检查制度。
成本控制压力大
非开挖施工成本较高，包括设备购置、人员培训、材料消耗等，需要 采取有效的成本控制措施，降低项目成本。
报告范围
介绍非开挖施工技术的基本原理和特点
本次讲稿将详细介绍非开挖施工技术的基本原理和特点，包括导向钻进技术、扩孔技术、清孔技术等关键技术的原理 和应用，以及该技术的优点和局限性。
探讨非开挖施工技术的应用范围和实例
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– 替代的方法,开发了各种非开挖铺设、更换和修复的方法和设备、
奠定了现代非开挖技术的基础
4
非开挖技术的发展
• 1985 - 现在 —— 现代 非开挖技术的大规模应用 — 非开挖方法和设备的 完善，交通、环保、法律 意识的增加，成本降低、 政府支持
— 首选的方法（比例在
10%左右） — 形成新的产业：设备 制造商（约100家）、材 料供应商（约400家）、 工程承包商（60008000多家）、咨询公司、 科研院所
非开挖技术综述
王保成 范翱翔 沈佳虹
1
非开挖技术 • 1 非开挖技术概述 • 2 非开挖技术应用领域 • 3 非开挖施工技术 • 4 非开挖施工设备发展
2
非开挖技术的定义
• 非• 开挖技术是在不开 挖或少开挖的条件下， 利用地质工程等技术 手段(主要是钻掘技术 和物探技术)对地下各 类管线进行设计、铺 设、修复、更换、探 测和评估的一门新兴 的高新技术
• 适用条件 • ①管径150－1000 mm（实际上可以更大） • ②管线长度可达300 m或更长，一般为50 ～
150 m • ③管材可以是混凝土管、陶土管、玻璃钢管、
铸铁管、钢管等 • ④各种地层，包括含水地层，含卵砾石地层
（最大卵砾石块度不大于切削头直径的1/3）
16
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 冲击矛法
• 冲击矛因其形状似矛并以压缩空气驱动,故通常 称为气动矛。它由钢质外套和重型活塞组成。 在压气作用下,矛体内的活塞往复运动,不断冲击 矛头,矛头挤压土层成孔并带动矛体前进。欲铺 设的管线接在气动矛后,一次铺入。由于矛体与 土层摩擦力的作用以及活塞往复运动的冲击力 远大于回程时的反作用力,故气动矛可在土层中 自行移动。通过反转送气管,还可实现气动矛向 后运动。气动矛铺管法的特点是简便、易行、 效率高、成本低。
14
小口径顶管法
•优 点
– 对地表的干扰（交通、噪声，振动）小 – 埋深大时施工成本比传统的方法低 – 管线的方向和坡度可精确控制（偏差在±25 mm以
内）
•缺 点
– 需对地层条件进行详细勘查，大卵砾石等障碍物会影 响施工
– 设备投资大 – 对操作人员的技术和经验要求高
15
– 需开挖两个工作坑
小口径顶管法
5
非开挖技术的应用领域
• 地下管线施工
• — 各类管线（自来水、污水、雨水、石油、 天然气等管道， 以及通讯、动力和信号等电缆线）的铺设、更换、 修复
• 管棚支护
• — 地下人行过道、地铁、地下车库等工程的结构性支护
• 环境治理
— 在受污染的地下水和地层中设置水平环境治理井
•其 它
• — 基础工程（钢管桩、微桩、土钉）、边坡、路基、大坝等 工程（排渗孔、降水孔和注浆孔等）、以及降排水、地热 井施工、瓦斯的排放和煤层气开发等
11
水平定向(导向)钻进法
•优 点
– 对地表干扰少 – 施工速度快 – 可导向，施工精度较高（3 - 5％）
•缺 点
– 施工前要探明地下管线分布，以防触电和损坏相邻管线。
• 适用条件
– 管径为50 – 2000 mm； – 管线长度一般可达50 - 1500 m； – 管材为塑料管、钢管； – 一般适用于各类地层，主要为松软的土层
3
非开挖技术的发展历程
• 1900 - 1960 —— 早期非开挖技术的应用
– 尤其是二战后，美国、欧洲、日本等国的重建
– 简单的方法，用于穿越铁路、公路、河流等短距离施工
– 回转钻进（水平湿钻）、水平螺旋钻进（水平干钻）、 人工顶管
• 1960 - 1985 —— 现代非开挖技术的兴起和发 展
– 生活水平的提高、交通的发展、传统施工方法成本的提高
6
非开挖技术的优点
• 在管线施工时无需对路面和地表“开膛破肚”， 解决了长期以来困扰城市地下管线建设工程的 难题：阻断交通、破坏环境、影响商店、医院、 学校和居民的正常生活和工作秩序。
7
非开挖技术的优点
• 具有较好的经济效益。 在相同情况下,非开挖 施工的综合成本(直接 成本+间接成本)均低 于开挖法施工,而且管 径和埋深越大时越明 显。部分非开挖施工 方法的直接成本甚至 低于开挖法施工(图1)。
17
施工过程
冲击矛法
18
气动矛法
• 优点
– 操作简单，不要求较高的专业技术 – 投资少，施工成本低 – 对地表干扰少
• 缺点
– 地层条件变化或遇到障碍时易偏离设计方向 – 不可控制方向，施工精度受到限制 – 不适用于硬土层或含大的卵砾石层，以及含水地层
19
气动矛法
• 适用条件
– 管径30 - 250 mm – 管线长度20 - 80 m – 管材为PVC、PE、钢管、电缆等 – 适用于不含水的均质地层，如粘土、亚粘土等
12
小口径顶管法
• 顶管法是使用得最早的一种施工方 法，起源于美国。最初，顶管施工 法主要用于跨越孔施工时顶进钢套 管。随着技术的改进也用于无套管 的情况下顶进永久性公用管道，主 要是重力管道。顶进施工时，首先 选择工作坑的位置，开挖工作坑。 然后按照管线的位置和坡度，在工 作坑底部修筑基础，在基础上设置 导轨，并将管节安放在导轨上。顶 进前，在管端开挖导孔，再用千斤 顶将管节顶入，一节管顶进去后，
20
• 施工图
夯管法
21
夯管法
该方法是靠一个低频、大冲击功的气动锤 (夯管锤)将欲铺设的钢管直接夯入地层。夯管锤 的工作原理与气动矛的相似,有的气动矛也可兼 做夯管锤。这两种方法的区别在于:气动矛在土 层中前进并拉入管线；而夯管锤是在土层之外 将钢管夯入土层。夯管锤夯击的是开口钢管,管 柱前端接有管靴,铺管时有土芯进入钢管。土芯 可通过压气或水以及螺旋钻掏土方法排除。
8
非开挖的施工技术
9
水平定向(导向)钻进法
• 施工方法为： 采用水平 定向钻机，首先钻进一个 较小的导向孔，然后卸下 导向钻头，换上扩孔钻头 进行反向扩孔，同时将待 铺设管线拉入钻孔中， 根据钻机的能力和待铺设 管线直径大小，有时需要 进行二次或多次扩孔后再 铺设管线
10
水平定向(导向)钻进法
连接第二节管继续顶进。
13
小口径顶管法
根据施工方式和出渣系统的不同可分为三种:
• ①先导式小口径顶管法：先顶进先导管形成先导孔，随 后扩大先导孔，同时顶进保护套管或永久管道。
• ②螺旋式小口径顶管法：切削钻头钻进成孔，并由螺旋 钻杆排出钻屑，同时顶进保护套管或永久管道。
• ③泥浆式小口径顶管法：切削钻头钻进成孔，利用循环 浆液排出钻屑，同时顶进保护套管或永久管道。钻进时， 用水压、浆压或机械压力来平衡工作面的压力，维持工 作面的稳定。
奠定了现代非开挖技术的基础
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非开挖技术的发展
• 1985 - 现在 —— 现代 非开挖技术的大规模应用 — 非开挖方法和设备的 完善，交通、环保、法律 意识的增加，成本降低、 政府支持
— 首选的方法（比例在
10%左右） — 形成新的产业：设备 制造商（约100家）、材 料供应商（约400家）、 工程承包商（60008000多家）、咨询公司、 科研院所
非开挖技术综述
王保成 范翱翔 沈佳虹
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非开挖技术 • 1 非开挖技术概述 • 2 非开挖技术应用领域 • 3 非开挖施工技术 • 4 非开挖施工设备发展
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非开挖技术的定义
• 非• 开挖技术是在不开 挖或少开挖的条件下， 利用地质工程等技术 手段(主要是钻掘技术 和物探技术)对地下各 类管线进行设计、铺 设、修复、更换、探 测和评估的一门新兴 的高新技术
• 适用条件 • ①管径150－1000 mm（实际上可以更大） • ②管线长度可达300 m或更长，一般为50 ～
150 m • ③管材可以是混凝土管、陶土管、玻璃钢管、
铸铁管、钢管等 • ④各种地层，包括含水地层，含卵砾石地层
（最大卵砾石块度不大于切削头直径的1/3）
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 冲击矛法
• 冲击矛因其形状似矛并以压缩空气驱动,故通常 称为气动矛。它由钢质外套和重型活塞组成。 在压气作用下,矛体内的活塞往复运动,不断冲击 矛头,矛头挤压土层成孔并带动矛体前进。欲铺 设的管线接在气动矛后,一次铺入。由于矛体与 土层摩擦力的作用以及活塞往复运动的冲击力 远大于回程时的反作用力,故气动矛可在土层中 自行移动。通过反转送气管,还可实现气动矛向 后运动。气动矛铺管法的特点是简便、易行、 效率高、成本低。
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小口径顶管法
•优 点
– 对地表的干扰（交通、噪声，振动）小 – 埋深大时施工成本比传统的方法低 – 管线的方向和坡度可精确控制（偏差在±25 mm以
内）
•缺 点
– 需对地层条件进行详细勘查，大卵砾石等障碍物会影 响施工
– 设备投资大 – 对操作人员的技术和经验要求高
15
– 需开挖两个工作坑
小口径顶管法
5
非开挖技术的应用领域
• 地下管线施工
• — 各类管线（自来水、污水、雨水、石油、 天然气等管道， 以及通讯、动力和信号等电缆线）的铺设、更换、 修复
• 管棚支护
• — 地下人行过道、地铁、地下车库等工程的结构性支护
• 环境治理
— 在受污染的地下水和地层中设置水平环境治理井
•其 它
• — 基础工程（钢管桩、微桩、土钉）、边坡、路基、大坝等 工程（排渗孔、降水孔和注浆孔等）、以及降排水、地热 井施工、瓦斯的排放和煤层气开发等
11
水平定向(导向)钻进法
•优 点
– 对地表干扰少 – 施工速度快 – 可导向，施工精度较高（3 - 5％）
•缺 点
– 施工前要探明地下管线分布，以防触电和损坏相邻管线。
• 适用条件
– 管径为50 – 2000 mm； – 管线长度一般可达50 - 1500 m； – 管材为塑料管、钢管； – 一般适用于各类地层，主要为松软的土层
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非开挖技术的发展历程
• 1900 - 1960 —— 早期非开挖技术的应用
– 尤其是二战后，美国、欧洲、日本等国的重建
– 简单的方法，用于穿越铁路、公路、河流等短距离施工
– 回转钻进（水平湿钻）、水平螺旋钻进（水平干钻）、 人工顶管
• 1960 - 1985 —— 现代非开挖技术的兴起和发 展
– 生活水平的提高、交通的发展、传统施工方法成本的提高
6
非开挖技术的优点
• 在管线施工时无需对路面和地表“开膛破肚”， 解决了长期以来困扰城市地下管线建设工程的 难题：阻断交通、破坏环境、影响商店、医院、 学校和居民的正常生活和工作秩序。
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非开挖技术的优点
• 具有较好的经济效益。 在相同情况下,非开挖 施工的综合成本(直接 成本+间接成本)均低 于开挖法施工,而且管 径和埋深越大时越明 显。部分非开挖施工 方法的直接成本甚至 低于开挖法施工(图1)。
17
施工过程
冲击矛法
18
气动矛法
• 优点
– 操作简单，不要求较高的专业技术 – 投资少，施工成本低 – 对地表干扰少
• 缺点
– 地层条件变化或遇到障碍时易偏离设计方向 – 不可控制方向，施工精度受到限制 – 不适用于硬土层或含大的卵砾石层，以及含水地层
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气动矛法
• 适用条件
– 管径30 - 250 mm – 管线长度20 - 80 m – 管材为PVC、PE、钢管、电缆等 – 适用于不含水的均质地层，如粘土、亚粘土等
12
小口径顶管法
• 顶管法是使用得最早的一种施工方 法，起源于美国。最初，顶管施工 法主要用于跨越孔施工时顶进钢套 管。随着技术的改进也用于无套管 的情况下顶进永久性公用管道，主 要是重力管道。顶进施工时，首先 选择工作坑的位置，开挖工作坑。 然后按照管线的位置和坡度，在工 作坑底部修筑基础，在基础上设置 导轨，并将管节安放在导轨上。顶 进前，在管端开挖导孔，再用千斤 顶将管节顶入，一节管顶进去后，
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• 施工图
夯管法
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夯管法
该方法是靠一个低频、大冲击功的气动锤 (夯管锤)将欲铺设的钢管直接夯入地层。夯管锤 的工作原理与气动矛的相似,有的气动矛也可兼 做夯管锤。这两种方法的区别在于:气动矛在土 层中前进并拉入管线；而夯管锤是在土层之外 将钢管夯入土层。夯管锤夯击的是开口钢管,管 柱前端接有管靴,铺管时有土芯进入钢管。土芯 可通过压气或水以及螺旋钻掏土方法排除。
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非开挖的施工技术
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水平定向(导向)钻进法
• 施工方法为： 采用水平 定向钻机，首先钻进一个 较小的导向孔，然后卸下 导向钻头，换上扩孔钻头 进行反向扩孔，同时将待 铺设管线拉入钻孔中， 根据钻机的能力和待铺设 管线直径大小，有时需要 进行二次或多次扩孔后再 铺设管线
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水平定向(导向)钻进法
连接第二节管继续顶进。
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小口径顶管法
根据施工方式和出渣系统的不同可分为三种:
• ①先导式小口径顶管法：先顶进先导管形成先导孔，随 后扩大先导孔，同时顶进保护套管或永久管道。
• ②螺旋式小口径顶管法：切削钻头钻进成孔，并由螺旋 钻杆排出钻屑，同时顶进保护套管或永久管道。
• ③泥浆式小口径顶管法：切削钻头钻进成孔，利用循环 浆液排出钻屑，同时顶进保护套管或永久管道。钻进时， 用水压、浆压或机械压力来平衡工作面的压力，维持工 作面的稳定。