浅谈非开挖技术

吉林市捷顺科技开发有限公司2019-05-20 14:19:00

　　现代非开挖施工技术于二十世纪六十年代末起源于日本、英国和美国，由于其技术上的优势，在世界各地广泛推广，于1986年在伦敦成立了国际非开挖技术协会。非开挖施工技术主要有水平定向钻进施工和气动锤施工两种方法，并且两种施工方法又有相结合的趋势。而气动锤施工方法又可分为气动矛钻进、夯管法、碎管法等技术。

　　非开挖施工技术是在不开挖地表的条件下，进行地下管线铺设、更换和修复的一项施工方法，与传统的开挖方法相比，具有不影响交通、不破坏地表设施、施工周期短、施工成本低、操作方便、社会效益显著等优点，尤其对于需要在地下较深位置、地表有障碍物、地面附属物修复困难等情况更具优势，目前，广泛应用于穿越公路、铁路、建筑物、河流以及在城区、古迹保护区等进行市政、供水、煤气、电力、电讯、石油、天然气等管线的铺设、更新和修复等工程。

　　我国非开挖施工技术与设备的开发和研究工作起步较晚，在二十世纪八十年代后期，由于不允许开挖铺设地下管线的工程日益增多，以及各大城市改扩建工程的开展，开始引进各类非开挖施工设备，并促进了我国非开挖施工技术和设备的开发和研究工作，并成立了中国非开挖技术协会。非开挖技术在我国的发展十分迅速，2004年非开挖的工程产值和设备的投入量都达到了40~50%的增长速度，设备的国产率大幅提高，有些设备的国产化率达到了90%，年产值超过30亿元。由于我国对非开挖施工技术研究起步较晚，产品系列不全，主要生产厂家有长沙中联重科、中国地址科学院勘探技术研究所和上海隧道工程股份有限公司。

非开挖施工

　　水平定向钻机及施工方法

　　水平定向钻进铺管施工方法为：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。

　　水平定向钻具有可控制的钻进系统，能进行导向钻进。通过钻杆的旋转和一个特殊设计的楔形钻头，导向钻进过程能进行三维控制，其原理为：当钻进过程如果需要改变方同，钻杆停止旋转，将楔形钻头的楔面固定在相应的位置，将钻杆向前推进即可改变钻进方向。对于钻头的位置、钻头与地面的倾斜度、楔面角度等重要数据是通过一个电磁探测仪传送到地面上的接收仪器中。到达目的点的楔形钻头将被换成一个锥形扩孔器，在回拉钻杆时将钻孔扩大到所需直径，同时将管线带入，其扩孔钻头如下图，可实现岩石和土质地层扩孔。

　　定向钻机按照不同的推拉力分为6.5t、1Ot、12t、20t、20t、150t，可用于直径达600mm，一次管线铺设长度可长达350mm或数公里的管线铺设。为了满足更大管径和更长距离的管线铺设要求，正在研究更大吨位的定向钻。