管道非开挖技术

管道非开挖技术

非开挖技术是指通过导向、定向钻进等手段，在地表极小部分开挖的情况下（一般指入口和出口小面积开挖），敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术，对地表干扰小，因此具有较高的社会经济效果。主要包括水平定向钻进、顶管、微型隧道、爆管、冲击等技术方法。该技术源于20世纪70年代，并于90年代传入我国，目前被广泛应用于给水、排水、电力、通信、燃气等领域的新管道建设和旧管道修复，也可以应用于文物、古建筑的保护等方面。

特点

(1)引入了管线轨迹的测量和控制；

(2)大大提高了铺管能力(长度2000m，直径3m)；

(3)快速高效；

(4)增强了在复杂地层条件下施工的能力；

(5)使管道的原位修复成为可能。

新管道施工技术

管道更新技术

管道修复技术

非开挖技术措施按施工工艺可分为：导向钻进铺管技术、遁地穿梭矛铺管技术、顶管掘进机铺管技术、顶管铺管技术。

1．1 导向钻进铺管技术

(1)施工优点

①导向仪导向，快速高效准确；②钻孔方向易控制，施工场地要求简单；③导向探测与管线探测相结合有效调整钻头，避开管线，适合复杂地层条件下施工。

(2)适用范围

用于铺设电力、通信、煤气和自来水管线，铺管直径、长度和材料范围较宽，适合1000mm以下管径，主要有PE管铺设和钢管铺设。

1．2 遁地穿梭矛铺管

(1)施工方法

①拉管法；②顶管法。

(2)施工优点

①冲击力大，穿透性强；②速度快，工期短；③可穿越流泥流沙和卵石带；④适宜各种管材。

(3)适用范围

①适宜于铺设各类13～150mm；②小管径长度＜50m或距离较长的；③钢管或铸铁管最大口径可达1．5m最大长度可达100m。

1．3 顶管掘进机铺管技术

(1)优点

①高功率、高效率；②采用泥水平衡掘进施工法，可进行大管径超长度施工；③噪音小、无污染。

(2)适用范围

隧道、涵洞和大口径管道。

1．4 顶管铺管技术

(1)设备

①导向探测仪；②导向钻机；③液压顶管机。

(2)施工方法

①导向钻孔定向；②液压顶进、人工挖掘。

(3)优点

①造价低；②定向准确、精度高、安全、无噪音污染；③可适用于各种地质条件；④适用于大口径小场地各种管道施工。

(4)适用范围

适用于铺设3000mm以内钢管、混凝土管、铸铁管、其它材质管道可采用套管法铺设。

工程实例

常用的非开挖技术采用导向钻管法，以下以东明河顶管工程实例详细介绍导向钻管的技术。

工程概况

岐江河东明大桥西侧穿越工程位于中山市东明大桥西侧，穿越地点选在东明大桥侧河道，离南岸桥支墩38m位置，两岸河堤之间宽度为112m，水深5m。由于石岐河水位受涨潮退潮影响，航道需正常通航，不能封航，因此工程采用定向钻技术，以非开挖方式进行煤气管道穿越。该工程为一条φ273×9钢管穿越，穿越长度约为280m，最大穿越深度：自然地面以下10m；钻机入土点位于河南侧，出土点位于河北侧。入土角度为10°，出土角度6°，钻进曲率半径为488m。该工程为小型穿越，定向钻技术具有相对成本较低，工期短，不阻碍交通等优点，随着工艺的不断改进，该种施工工艺在管道燃气、自来水、电力和电信部门已开始普遍使用。现以上例子介绍一下其具体操作过程及注意事项。

编制依据

①《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401—98；②《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》CSTT；③《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》SY／T4079—2003；④《长输管道线路工程施工及验收规范》

SYJ4001—98；⑤《原油和天然气输送管道穿越工程设计规范穿越工程》SY ／170015．1—98；⑥《输气管道工程设计规范》GB50251—94；

现场条件

施工场地平坦，穿越地段高低不平，钻机场地位于河南侧，出土端位于河北侧。此地段交通运输较为方便，便于钻具的运输。电源采用自备发电机解决。

机械性能和相关参数

FDP—30钻机具有优越的钻进性能，加上特制的辅助助力装置，使回拉能力达到80t，扭矩1．6万N·m。主机配有先进的液压动力系统，泵阀采用世界上最先进的力士乐产品，回转动力采用世界上最先进的波克兰电机，动力源采用进口的康明斯发动机。优良的设备加上高素质的员工，是我们顺利完成该条非开挖管线施工任务的保证。

施工方法

①导向钻管法的施工工艺

地质勘察→穿越曲线设计→测量磁方位角→钻机就位→钻导向孔→扩孔→回拖→环境保护→地貌恢复

②导向钻管法的工作原理

水平导向钻机的工作原理是：在施工时，按照设计的钻孔轨迹(一般为弧形)，采用可从地表钻进的钻机先钻一个近似水平的导向孔，然后在导向钻头后换上大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待铺设工作管线，然后进行反向扩孔，同时将待铺管线回拉入钻孔内，当全部钻杆被拖回时，铺管工作同时也就完成了。此工程根据地质情况计划采用分级扩孔，共分2级扩孔，再回拖管线的方法，进行穿越施工。

③设备就位、安装、调试

钻机就位前对机施工场地进行平整(20m×30m)，保证设备通行及进出场。设备及材料存放场地须高出自然地面不小于15cm，推平、碾压，并设断面不小于0．3m×0．3m的边沟。打好轴线后，根据入土点、入土角度结合现场实际情况使钻机准确就位。钻机设备、泥浆设备、固控设备安装完成后，对设备进行调试、检查、测试，确保设备安全运行。控向设备仪器安装完成后，对其进行调试，确保导向孔的精度。入土端泥浆储运坑

(2m×4m×2m)及出土端泥浆储运坑(2m×3m×2m)。多余泥浆由吸污车集中清运。浆储运坑(2m×4m×2m)及出土端泥浆储运坑(2m×3m×2m)。多余泥浆由吸污车集中清运。

④钻导向孔