非开挖铺管技术

1、顶管盾构定向钻水平钻机夯管锤工法特点（优点）顶进精度高，方向控制精度可达5cm之内适用于大口径隧道施工速度快施工速度快施工速度快、成本低工法特点（缺点）施工成本较高管材成本高由于精度限制，无法用于污水管道施工施工精度较低方向控制精度低、施工震动大，仅适用于钢管施工适用范围通信管、排污管、煤气管、自来水管、综合管道综合管道、地铁、隧道通信管、煤气管、自来水管通信管、煤气管、自来水管通信管、煤气管、自来水管适用管径350-40003000-14000100-1000100-1500200-1800施工精度50mm以内50mm以内1000mm以内500mm以内施工速度2-4天/100m1天/100m

2、1-2天/100m1-2天/100m非开挖铺管技术非开挖工法非开挖敷设管道技术在近年得到广泛的应用。由于它不需要开挖面层，能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道。节省大量投资和时间。这项技术的快速发展也使市政工程需敷设的大量上、下水道、煤气、电力、通信工程时，对城区的交通、噪音、粉尘的危害和影响大大降低。是真正的无污染、高效率的施工技术。    随着城市建设的大规模发展，人们对生活环境的质量提出更高的要求。各级政府都致力于新区开发和老城区改造。而城区水污染的治理和水资源的保护又是重中之重。大中型城市采取的几乎一样的方法截污治污。敷设大口径的截污管一般2000

3、-3500引至污水厂治理这种方案，投资最低。但随之而来的困难是污染源到污水厂（或排放口）均需经过人口稠密区或大型建筑物、构筑物及支流小河等。所以非开挖技术成为首选。象上海合流污水；苏州河治理；北京清河污水干线；西安咸阳机场，广州、杭州、福州、武汉等地都有机械化顶管施工实例。中等规模城市，如嘉兴、海宁、桐乡等地都采用较小的管径3001500，有的支流管线采用更小的管径。    除了上述的环境整治方面，在能源供应，如液化气、天然气输送管。各种油管在动力电缆、宽频网、光纤网等通讯电缆等都相继采用非开挖技术。因为，在中心城区已无法进行架线，开槽埋管来作业施工。这类管道则更

4、小，一般是80600之间。    综上所述，不管应用在任何领域，非开挖技术，因其优良的施工质量和低廉的施工成本及巨大的社会效益而受到建设方的广泛采用。非开挖铺管技术 非开挖铺设地下管线技术是利用岩土钻掘手段，在路面不挖沟、不破坏大面积地表层的情况下，铺设、修复和更换地下管线的施工技术。 使用非开挖技术具有周期短、成本低、污染少、安全性能好等优点，而且不会影响正常的交通秩序。令人尴尬的场面在生活中我们每个人都遇到过，刚刚铺好的路面没过多久又被人为的挖开，不是埋管子就是铺设电缆。施工周期长，劳动强度大。传统的施工方式在给百姓生活带来诸多不便的同时也使得大气粉尘增多，造

5、成十分恶劣的环境污染。采用非开挖铺设地下管线技术彻底改变沿用了50年挖槽埋管的施工方法。特别是在一些无法实施开挖的地区铺设管线，如闹市区、公路、铁路、古迹保护区等，为开挖地段铺设管道开辟了一条新路。根据不同的地质条件，施工时选用不同结构的钻头，在钻头里装上传感器，它随时将钻头到达位置发射给地面的导向仪，在导向仪上显示出钻头的顶角、深度和工具面向角，技术人员根据所显示的数据对钻孔轨迹加以调整控制。在钻孔前，工程人员根据当地提供的地质资料，首先要对施工地段的地质结构进行勘察，并探明密如蛛网的地下管道，如污水管、热力管、自来水管、长话光缆、电力电信管等所在的位置，然后设计出导向钻进铺管的施工图纸。在

6、施工现场一侧，工程技术人员选择一个约有15米的场地放置钻机，另一侧需要挖掘8-12米的工作坑。导向钻以全液压动力头钻机为主，它可调解钻头射入角度。按照设计钻孔轨迹，采用高压水流喷射，将钻头钻入土层，导向仪准确地定向控制着钻头的角度和深度。定向是利用非对称钻头斜面反力作用改变钻进方向。钻头在预定轨迹的另一端露出土层后，再换上扩孔钻头进行扩孔，由于黏土层中软硬土分布不均匀，钻头在硬土中的前进速度每小时为10米，而在软土层中每小时以25米的速度潜行。当钻头到达预定目标后，再进行回拉，这样往返数次，直到将钻孔扩大到所铺设管线的直径为止，然后将施工需要的污水管或煤气管线带入地层。利用这种技术可以在跨度3

7、00 米以内深度小于9米的地区实现定向钻进施工任务。非开挖铺设地下管线技术广泛应用于市政建设，电力、电信、煤气管道、自来水管道，以及各种管道的铺设。它可以自由穿梭在繁华闹市的下面，丝毫不影响人们的日常生活；也为更好的维护古迹建筑提供条件。顶管施工规范6顶管施工6.1一般规定6.2工作坑6.3设备安装6.4顶进6.5触变泥浆及注浆6.1一般规定顶管的施工设计应包括以下主要内容：.1施工现场平面布置图；.2顶进方法的选用和顶管段单元长度的确定；.3工作坑位置的选择及其结构类型的设计；.4顶管机头选型及各类设备的规格、型号及数量；.5顶力计算和后背设计；.6洞口的封门设计；.7测量、纠偏的方法；.8

8、垂直运输和水平运输布置；下管、挖土、运土或泥水排除的方法；.9减阻措施；.10控制地面隆起、沉降的措施；.11地下水排除方法；.12注浆加固措施；.13安全技术措施。管道顶进方法的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定，并应符合下列规定：.1在粘性土或砂性土层，且无地下水影响时，宜采用手掘式或机械挖掘式顶管法；当土质为砂砾土时，可采用具有支撑的工具管或注浆加固土层的措施；.2在软土层且无障碍物的条件下，管顶以上土层较厚时，宜采用挤压式或网格式顶管法；.3在粘性土层中必须控制地面隆陷时，宜采用土压平衡顶管法；.4在粉砂土层

9、中且需要控制地面隆陷时，宜采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法；.5在顶进长度较短、管径小的金属管时，宜采用一次顶进的挤密土层顶管法。采用手掘式顶管时，应将地下水位降至管底以下不小于0.5mm处，并应采取措施，防止其他水源进入顶管管道。顶管施工中的测量，应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。6.2工作坑顶管工作坑的位置应按下列条件选择：.1管道井室的位置；.2可利用坑壁土体作后背；.3便于排水、出土和运输；.4对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全施工的措施；.5距电源和水源较近，交通方便；.6单向顶进时宜设在下游一侧。采用装配式后背墙时应符合

10、下列规定；.1装配式后背墙宜采用方木、型钢或钢板等组装，组装后的后背墙应有足够的强度和刚度；.2后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；.3装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，不宜小于50cm；.4后背土体壁面应与后背墙贴紧，有孔隙时应采用砂石料填塞密实；.5组装后背墙的构件在同层内的规格应一致，各层之间的接触应紧贴，并层层固定。工作坑的支撑宜形成封闭式框架，矩形工作坑的四角应加斜撑。顶管工作坑及装配式后背墙的墙面应与管道轴线垂直，其施工允许偏差应符合表的规定。工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差(mm)表项目 允许偏差 工作坑每侧 宽度 不小于施工设计规定 长度 装配式后背墙 垂直度 0.1

11、%H 水平扭转度 0.1%L 注：1.H为装配式后背墙的高度(mm)；2.L为装配式后背墙的长度(mm)。当无原土作后背墙时，应设计结构简单、稳定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墙。利用已顶进完毕的管道作后背时，应符合下列规定：.1待顶管道的顶力应小于已顶管道的顶力；.2后背钢板与管口之间应衬垫缓冲材料；.3采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。当顶管工作坑采用地下连续墙时，应符合现行国家标准地基与基础工程施工及验收规范的规定，并应编制施工设计。施工设计应包括以下主要内容；.1工作坑施工平面布置及竖向布置；.2槽段开挖土方及泥浆处理；.3墙体混凝土的连接形式及防渗措施；.4预留顶管洞口设计；

12、.5预留管、件及其与内部结构连接的措施；.6开挖工作坑支护及封底措施；.7墙体内面的修整、护衬及顶管后背的设计；.8必要的试验研究内容。地下连续墙墙段间宜采用接头箱法连接，且其接缝位置应与井室内部结构相接处错开。槽段开挖成形允许偏差应符合表的规定。槽段开挖成形允许偏差(mm)表6.2.9项目 允许偏差 轴线位置 30 成槽垂直度 <H/300 成槽深度 清孔后不小于设计规定 注：1.轴线位置指成槽轴线与设计轴线位置之差；2.H为成槽深度(mm)。采用钢管作预埋顶管洞口时，钢管外宜加焊止水环，且周围应采用钢制框架，按设计位置与钢筋骨架的主筋焊接牢固；钢管内宜采用具有凝结强度的轻质胶凝材料封

13、堵；钢筋骨架与井室结构或顶管后背的连接筋、螺栓、连接挡板锚筋，应位置准确，联接牢固。槽段混凝土浇筑的技术要求应符合表的规定。槽段混凝土浇筑的技术要求表项目 技术要求指标 混凝土配合比 水灰比 0.80 灰砂比 1:21:2.5 水泥用量 370kg/m3 坍落度 20±2cm 混凝土浇筑 拼接导管检漏压力 >0.3MPa 钢筋骨架就位后到浇筑开始 <4h 导管间距 3m 导管距槽端距离 1.50m 导管埋置深度 >1.00m，<6.00m 混凝土面上升速度 >4.00m/h 导管间混凝土面高差 <0.50m 注：1.工作坑兼做管道构筑物时，其混凝土

14、施工尚应满足结构要求；2.导管埋置深度系指开浇后下沉浇筑时，混凝土面距导管底口的距离；3.导管间距系指当导管管径为200300mm时，导管中心至中心的距离。地下连续墙的顶管后背部位，应按施工设计采取加固措施。开挖工作坑，应按施工设计规定及时支护，可采用与墙体连接的钢筋混凝土圈梁和支撑梁的方法支护，也可采用钢管支撑法支护。支撑应满足便于运土、提吊管件及机具设备等的要求。地下连续墙施工允许偏差应符合表的规定。地下连续墙施工允许偏差表项目 允许偏差 轴线位置 100mm 墙面平整度 粘土层 100mm 砂土层 200mm 预埋管 中心位置 100mm 混凝土抗渗、抗冻及弹性模量 符合设计要求 注：墙

15、面平整度允许偏差值系指允许凸出设计墙面的数值。矩形工作坑的底部宜符合下列公式要求：B = D1 + S (-1)L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5(-2) 式中B矩形工作坑的底部宽度(m)； D1管道外径(m)；S操作宽度(mm)，可取2.43.2m；L矩形工作坑的底部长度(m)； L1工具管长度(m)。当采用管道第一节管作为工具管时，钢筋混凝土管不宜小于0.3m；钢管不宜小于0.6m； L2管节长度(m)； L3运土工作间长度(m)； L4千斤顶长度(m)； L5后背墙的厚度(m)。工作坑深度应符合下列公式要求：H1 = h1 + h2 + h3(-1)H2 = h1 +

16、h3 (-2)式中H1顶进坑地面至坑底的深度(m)；H2接受坑地面至坑底的深度(m)； h1地面至管道底部外缘的深度(m)； h2管道外缘底部至导轨底面的高度(m)； h3基础及其垫层的厚底。但不应小于该处井室的基础及垫层厚度(m)。顶管完成后的工作坑应及时进行下步工序，经检验后及时回填。6.3设备安装导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：.1两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；.2导轨安装的允许偏差应为：轴线位置：3mm顶面高程：0+3mm两轨内距：±2mm.3安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。千斤顶的安装应符合下列规定：.1千斤

17、顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；.2当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同；当规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置；.3千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。油泵安装和运转应符合下列规定：.1油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；.2油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转；.3顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；.4顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；.5千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。分块拼

18、装式顶铁的质量应符合下列规定：.1顶铁应有足够的刚度；.2顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；当采用焊接成型时，焊缝不得高出表面，且不得脱焊；.3顶铁的相邻面应互相垂直；.4同种规格的顶铁尺寸应相同；.5顶铁上应有锁定装置；.6顶铁单块放置时应能保持稳定。顶铁的安装和使用应符合下列规定：.1安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；.2更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；.3顶铁的允许联接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为20cm×30cm顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5m；双行使用的长度不得大于2.

19、5m，且应在中间加横向顶铁相联；.4顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；.5顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。采用起重设备下管时应符合下列规定：.1正式作业前应试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊；.2下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作；.3严禁超负荷吊装。6.4顶进开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进。.1全部设备经过检查并经过试运转；.2工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合第条的规定；.3防止流动

20、性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；.4开启封门的措施。拆除封门时应符合下列规定：.1采用钢板桩支撑时，可拔起或切割钢板桩露出洞口，并采取措施防止洞口上方的钢板桩下落；.2采用沉井时，应先拆除内侧的临时封门，再拆除井壁外侧的封板或其他封填措施；.3在不稳定土层中顶管时，封门拆除后应将工具管立即顶入土层。工具管开始顶进510m的范围内，允许偏差应为：轴线位置3mm，高程0+3mm。当超过允许偏差时，应采取措施纠正。在软土层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，可将前35节管与工具管联成一体。采用手工掘进顶管法时，应符合下列规定(图6.4.4)：图超挖示意a最大超挖量；b允许超挖范围.1工具管接触或切

21、入土层后，应自上而下分层开挖；工具管迎面的超挖量应根据土质条件确定；.2在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135o范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于1.5cm；管前超挖应根据具体情况确定，并制定安全保护措施；.3在对顶施工中，当两管端接近时，可在两端中心先掏小洞通视调整偏差量。采用网格式水冲法顶管时，应符合下列规定：.1网格应全部切入土层后方可冲碎土块；.2进水应采用清水；.3在地下水位以下的粉砂层中的进水压力宜为0.40.6MPa；在粘性土层中，进压力宜为0.70.9MPa；.4工具管内的泥浆应通过筛网排出管外。采用挤压式顶管时，应符合下列规定：.1喇叭口的开关及其收缩量应根据土层

22、情况确定，且应与其形心的垂线左右对称；.2每次顶进的长度，应根据车斗的容积、起吊能力和地面运输条件综合确定；.3工具管开始顶进和接近顶完时，应采用手工挖土缓慢顶进；.4顶进时，应防止工具管转动；.5临时停止顶进时，应将喇叭口全部切入土层。采用挤密土层法顶管时，应符合下列规定：.1管前应安装管尖或管帽。当采用管尖时，其中心角宜为：砂性土层，不宜大于60o；粉质粘土，不宜大于50o；粘土，不宜大于40o；.2为防止相邻管道损坏及地面隆起，应根据施工设计控制与相邻管道间的净距及距地面的深度。顶管的顶力可按下式计算，亦可采用当地的经验公式确定：P=fD12h+(2h+ D1)tg2(45°-

23、/2)+/D1L+PF()式中P计算的总顶力(kN)；管道所处土层的重力密度(kN/m3)；D1管道的外径(mm)；H管道顶部以上覆盖土层的厚度(m)；管道所处土层的内摩擦角(o)；管道单位长度的自重(kH/m)；L管道的计算顶进长度(m)；f顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，其取值可按表-1所列数据选用；PF 顶进时，工具管的迎面阻力(kN)，其取值，宜按不同顶进方法由表-2所列公式计算。顶进管道与其周围土层的摩擦系数表-1土类 湿 干 粘土、亚粘土 0.20.3 0.40.5 砂土、亚砂土 0.30.4 0.50.6 顶进钢管采用钢丝网水泥砂浆和肋板保护层时，焊接后应补做焊口处的

24、外防腐层。采用钢筋混凝土管时，其接口处理应符合下列规定：.1管节未进入土层前，接口外侧应垫麻丝、油毡或木垫板，管口内侧应留有1020mm的空隙；顶紧后两管间的孔隙宜为10 15mm；顶进工具管迎面阻力(PF)的计算公式表-2顶进方法 顶进时，工具管迎面阻力(PF)的计算公式(kN) 手工掘进 工具管顶部及两侧允许超挖 0 工具管顶部及两侧不允许超挖 · Dav · t · R 挤压法 · Dav · t · R 网格挤压法 a · /4 · D· R 注：Dav工具管刃脚或挤压喇叭口的平均直径(m)；t工

25、具管刃脚厚度或挤压喇叭口的平均宽度(m)；R手工掘进顶管法的工具管迎面阻力，或挤压、网格挤压顶管法的挤压阻力。前者可采用500kN/m2，后者可按工具管前端中心处的被动土压力计算(kN/m2)；a网格截面参数，可取0.61.0。.2管节入土后，管节相邻接口处安装内胀圈时，应使管节接口位于内胀圈的中部，并将内胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。采用T形钢套环橡胶圈防水接口时，应符合下列规定：.1混凝土管节表面应光洁、平整，无砂眼、气泡；接口尺寸符合规定；.2橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀，无裂缝、孔隙或凹痕等缺陷；安装前应保持清洁，无油污，且不得在阳光下直晒；.3钢套环接口无疵点，焊接接缝平整，

26、肋部与钢板平面垂直，且应按设计规定进行防腐处理；.4木衬垫的厚度应与设计顶力相适应。采用橡胶圈密封的企口或防水接口时，应符合下列规定：.1粘结木衬垫时凹凸口应对中，环向间隙应均匀；.2插入前，滑动面可涂润滑剂；插入时，外力应均匀；.3安装后，发现橡胶圈出现位移、扭转或露出管外，应拔出重插。顶管结束后，管节接口的内侧间隙应按设计规定处理；设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封。填塞物应抹平，不得凸入管内。工具管进入土层后的管端处理应符合下列规定：.1进入接收坑的工具管和管端下部应设枕垫；.2管道两端露在工作坑中的长度不得小于0.5m，且不得有接口；.3钢筋混凝土管道端部应及时浇筑

27、混凝土基础。在管道顶进的全部过程中，应控制工具管前进的方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。管道顶进过程中，工具管的中心和高程测量应符合下列规定：.1采用手工掘进时，工具管进入土层过程中，每顶进30cm，测量不应少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每顶进100cm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数；.2全段顶完后，应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程；有错口时，应测出相对高差；.3测量记录应完整、清晰。纠偏时应符合下列规定：.1应在顶进中纠偏；.2应采用小角度逐渐纠偏；.3纠正工具管旋转时，宜采用挖土方法进行调整或采用改变切削刀盘的转动方向，或在管内相对于

28、机头旋转的反向增加配重。顶管穿越铁路或公路时，除应遵守本规范外，并应符合铁路或公路有关技术安全规定。管道顶进应连续作业。管道顶进过程中，遇下列情况时，应暂停顶进，并应及时处理；.1工具管前方遇到障碍；.2后背墙变形严重；.3顶铁发生扭曲现象；.4管位偏差过大且校正无效；.5顶力超过管端的允许顶力；.6油泵、油路发生异常现象；.7接缝中漏泥浆。当管道停止顶进时，应采取防止管前塌方的措施。顶进管道的施工质量应符合下列规定：.1管内清洁，管节无破损；.2允许偏差应符合表的规定；顶进管道允许偏差(mm)表项目 允许偏差 轴线位置 50 管道内底高程 D<1500 +30 -40 D1500 +4

29、0 -50 相邻管间错口 钢管道 2 钢筋混凝土管道 15%壁厚且不大于20 对顶时两端错口 50 注：D为管道内径(mm)。.3为严密性要求的管道应按本规范第10章的有关规定进行检验；.4钢筋混凝土管道的接口应填料饱满、密实，且与管节接口内侧表面齐平，接口套环对正管缝、贴紧，不脱落；.5顶管时地面沉降或隆起的允许量应符合施工设计的规定。采用中继间时应符合下列规定：.1中继间千斤顶的数量应根据该段单元长度的计算顶力确定，并应有安全贮备；.2中继间的外壳在伸缩时，滑动部分应具有止水性能；.3中继间安装前应检查各部件，确认正常后方可安装；安装完毕应通过试运转检验后方可使用；.4中继间的启动和拆除应

30、由前向后依次进行；.5拆除中继间时，应具有对接接头的措施；中继间外壳若不拆除时，应在安装前进行防腐处理。6.5触变泥浆及注浆采用触变泥浆减阻措施时，应编制施工设计，并应包括以下主要内容：.1泥浆配合比压浆数量及压力的确定；.2制备和输送泥浆的设备及其安装规定；.3注浆工艺、注浆系统及注浆孔的布置；.4顶进洞口封闭泥浆的措施；.5泥浆的置换。触变泥浆的压浆泵，宜采用活塞泵或螺杆泵。管路接头宜选用拆卸方便、密封可靠的活接头。注浆孔的布置宜符合下列规定：.1注浆孔的布置宜按管道直径的大小确定，每个断面可设置35个，并具备排气功能；.2相邻断面上注浆孔可平行布置或交错布置。触变泥浆的配合比，应按管道周

31、围土层的类别、膨润土的性质以及触变泥浆的技术指标确定。触变泥浆的注浆量，宜按管道与其周围土层之间环形间隙的12倍估算。触变泥浆的灌注应符合下列规定：.1搅拌均匀的泥浆应静置一定时间后方可灌注；.2注浆前，应通过注水检查注浆设备，确定设备正常后方可灌注；.3注浆压力可按不大于0.1MPa开始加压，在注浆过程中的注浆流量、压力等施工参数，应按减阻及控制地面变形的量测资料调整。.4每个注浆孔宜安装阀门，注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后可继续顶进。触变泥浆的置换应符合下列规定：.1可采用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆置换触变泥浆；.2拆除注浆管路后，应将管道上的注浆孔封闭严密；.3注浆

32、及置换触变泥浆后，应将全部注浆设备清洗干净；在不稳定土层中顶管采用注浆加固法时，应通过技术经济比较确定加固方案定向钻工法 在非开挖技术行业中，定向钻进一直是主要的增长领域。目前，在天然气、自来水、电力和电信部门定向钻进已是一种普通的施工工艺，最近由于在施工精度上的改善，定向钻进也被用于污水管和其它重力管线的铺设。尽管这样，世界上有许多地方、许多行业仍然还在认识普通非开挖和定向钻进非开挖的益处。钻孔轨迹可以是直的，也可以是逐渐弯曲的。在导向绕过障碍物，或穿越高速公路、河流和铁路时，钻头的方向可以调整。钻孔过程可在预先挖好的发射坑和接受坑之间进行，也可在安装钻机的场地，以小角度直接从地表钻进。工作

33、管或导管的铺设通常分两步进行。首先是沿所需的轨迹钻导向孔，然后回扩钻孔以加大孔径适应工作管的要求。在第二步即回拖过程中，工作管通过旋转接头与扩孔器连接，并随着钻杆的回拖拉入扩大了的钻孔中。在复杂地层条件下、或孔径需增加很大时，可采用多级扩孔的方法将孔径逐步扩大。近年来，设备能力有了的改善，非开挖技术的优越性也得到了更多的赞赏。一些公用管线公司已经设想，在有非开挖可作替代时，要反对采用明挖施工方法(特别是在道路上)。非开挖施工除了有显著的环境效益外，在许多工程应用中，导向孔钻进的相对成本已经降低到明挖法施工之下，即使忽略干扰与延缓交通等的社会成本时也是如此。   

34、大多数定向钻机采用钻进液辅助碎岩钻头钻压从钻杆尾部施加。钻头通常都带有一个斜面，所以钻头连续回转时则钻出一个直孔，而保持钻头朝某个方向不回转加压时，则使钻孔发生偏斜。探测器或探头可以安装在钻头内，也可安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。在那些从地表不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或因钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度的地方，也可采用有缆式导向系统，其缆线通过钻杆连接。    膨润土水的混合物是常用的钻进液或“泥浆”，它能使携带的岩屑处于悬浮状态，并能通过循环系统过滤。导向孔施工完成后，触变泥浆

35、可保持孔壁的稳定，以便于回扩。工作管或导管一般为聚乙烯管或钢管，在扩孔的同时跟在扩孔器后一起捡入。    在大型设备中，多数工作是通过钻杆回转完成的，设备的扭矩与轴向给进力和回拖力一样重要。对小型设备，通常是先钻一个导向孔，然后再将孔径扩大至所需的尺寸，同时将管道随扩孔器拉入，此时使用钻进液有助于破岩、润滑和冷却钻头。在钻进岩石或其它硬地层时，也可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”，在这种情况下，需要很高的钻进液流速。    一些钻进系统被设计用于无水或钻进液的干式钻进工艺，其操作更简单，废弃物少，不需要太多的现场设备；但要受到铺管尺寸和地

36、层条件的限制。    冲击作用可以加强轴向推力和回转扭矩的效果。冲击力可由钻头上的冲击锤产生，也可由地面设备产生并沿钻杆柱传送，无论哪种方法，都能提高导向钻机在复杂地层中的性能。    钻机可大致分为两类：地表发射的和坑内发射的。地表发射钻机通常为履带式，可依靠自己的动力自行走进入工地。铺设新管时它们不需要发射坑和接受坑，但管线连接时仍需要开挖。如果要求在地下相同深度连接其它管线，则可能会造成新管的开头几米废弃。    坑内发射钻机在钻孔的两端都需要挖坑，但可在空间受限的地方操作。一些设计更紧凑的钻机的发

37、射坑，可只比接管所需的坑稍大一点就行。钻杆单根的长度受坑的尺寸限制，这可能对铺设速度和钻杆成本造成影响。   坑内发射钻机固定在发射坑中，利用坑的前、后壁承受给进力和回拉力。地表发射钻机有几种桩定方式将钻机锚固在地上，性能完善的钻机桩定系统可以是液压驱动的。一些地表发射钻机是整装式的，载有钻进液用搅拌池和泵，以及动力辅助装置、阀和控制系统；也有采用搅拌池和泵等设备分离配置的。钻进液通过钻杆柱内孔泵送到钻头，再从钻杆与孔壁的环空内返回，并把破碎下来的钻屑携带至过滤系统进行分离和再循环。钻机，尤其是地表发射钻机，配置有一个钻杆自动装卸系统，定长的钻杆装在一个“传送盘”上，随钻进

38、或回扩的过程而自动从钻杆柱上加、减钻杆，这种操作与一个自动的螺纹拧紧和卸开装置配合进行。由于钻杆自动装卸系统加快施工速度、提高施工安全和减小劳动强度，因而应用日益普遍，即使在小型钻机上也是如此。根据钻进地层的类型，选择定向钻机的能力可有很大不同。通常，均质粘土地层最容易钻进；砂土层要难一些，尤其是其位于地下水位之下或没有自稳能力时；砾石层中钻进会加速钻头的磨损。不带冲击作用或泥浆马达的标准型钻机，一般不适用钻进岩石或坚硬夹层，因为一旦遇到此类障碍物，钻头会无法进尺或偏离设计轨迹。以钻进液作动力的泥浆马达，可驱动岩石钻头，采用这种技术需要一些动力更大的钻机。提高硬地层钻进效果的另一种方法，是配合

39、推力与回转采用冲击作用。冲击力可由通过钻杆柱传动的钻机冲击锤产生，也可由钻头上的气动锤产生。冲击能提高在夹石土层和软弱岩层中的钻进效率与方向控制能力，但并不适用于钻进坚硬岩石、大量块石或者如混凝土类非常坚硬的东西。回扩钻具和辅助设备的选择范围非常广泛，许多都具有特殊设计的提高性能特点。扩孔器大多为子弹头形状，上面安装有碳化钨合金齿和喷嘴。扩孔器的后部有一个旋转接头与工作管的拉头相连。对复杂地层条件进行了有利的特殊设计，其包括用于岩石中扩孔的扩孔头。在多数定向钻机采用钻进液润滑钻头、输送钻屑回工作坑和稳定孔壁的同时，也有些钻机设计用作干式钻进工艺。这些钻机也有地表发射和坑内发射两种类型，而且干式

40、钻机比泥浆辅助钻机更趋于紧凑和简单。与完全依赖推进力和回转扭矩不同，干式钻机施工导向孔时采用钻头上的高频气动锤钻进。在概念上，这与置于钻杆柱尾部也作气动冲击作用的冲击矛不同。与采用钻进液辅助钻进的设备一样，冲击锤前的钻头也有一个斜面，当在某个方位停止回转而冲击钻进时，也可控制钻孔轨迹。铺设小直径的管道、导管或电缆线，可使用直接连接在钻杆上的镶有碳化钨合金齿的锥形扩孔器，这种扩孔器安装有空气喷嘴，气流通过钻杆柱进入，在回扩时高速气流有助于清除钻屑。回转及回拉扩孔器以扩大孔径，同时将用旋转接头或其它接头连接在扩孔器后的管道拉入。对于大直径管道铺设，采用气动锤扩孔器，同样在其后部用旋转接头连接管道。

41、此时对扩孔起主要作用的是气动锤扩孔器的冲击作用，而不是钻机的回拉力，而且回扩过程中也无须回转。    钻杆要求很高的物理机械性能，必须有足够的轴向强度承受钻机给进力和回拖力，足够的抗扭强度承受钻机施加的扭矩；要有足够的柔韧性以适应钻进时的方向改变；还要尽可能地轻，以方便运输和使用；同时，还要能耐磨损与擦痕。       钻进液性能取决于其成分配方，它可以润滑钻头，减少磨损；可以软化地层，易于钻进；可以携带碎屑返回工作坑；可以在回扩过程中稳定孔壁；可以在回扩和拖管时润滑管道；还可以在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。&

42、#160;   与短距离施工的坑内发射应用不同，多数定向钻进技术要依靠准确的钻孔定位和导向系统。随着电子技术的进步，导向仪器的性能已有明显改善，能获得相当高的精度。    导向系统有几种类型，最常用的如“手持式(walk-over)”系统，它以一个装在钻头后部空腔内的探测器或探头为基础。探头发出的无线电信号由地面接收器接收，除了得到地下钻头的位置和深度外，传输的信号还往往包括钻头倾角、斜面面向角、电池电量和探头温度。这些信息通常也转送到钻机附属接受器上，以使钻机操作者可直接掌握孔内信息，从而据此作出任何有必要的轨迹调整。走过式系统的主要限制，是

43、必须要到达直接位于钻头上部的地面。这一缺陷可采用有缆式导向系统或装有电子罗盘的探头来克服。有缆式导向系统用通过钻杆柱的电缆从发射器向控制台传送信号。虽然缆线增加了复杂性，但由于不依靠无线电传送信号，对钻孔的导向就可以跨越任何地形，并且可以用于受电磁干扰的地方。    为使电子元件免受严重动载，一种基于磁性计的导向系统被用于有冲击作用的干式定向钻进上。系统的永久磁铁装在冲击锤体上，当其旋转时即产生磁场，磁场的强度及变化由地表磁力计探测，数据交由计算机处理，从而得到钻头的位置，深度及面向角。    虽然许多注意力都集中在设备的主要内容上，

44、但大量的附属和辅助设备在定向钻进施工的成功中仍起着重要的作用。    用于聚乙烯管的拉头类型很多，包括压力密封式拉头和专用于定向钻进的改进型拉头。定向钻进拉头的一个作用是防止钻进液或碎屑进入工作管道，这对必须无毒的饮用水管特别重要。   旋转接头是扩孔和拉管操作中的基本构件，应设计成防止泥浆和碎屑进入轴承。已有的旋转接头的能力从低于5t至200t以上。   一些承包商使用“断路式接头”保护工作管，该接头上有一系列在预定载荷下断开的销钉，可根据工作管的允许拉伸载荷断开接头。这种断开式接头不仅减少了疏忽造成损失的风险，而且对那些

45、知道不能超过允许载荷的操作者，也有一种心理作用，不会去试图增大载荷而追求高效率。    其它重要的附助设备包括：聚乙烯管焊接机、管道支护滚筒和电缆牵引器。摘 要非开挖铺管技术（Trenchless Technology）解决了传统开挖施工对居民正常生活的干扰，减少了对交通、环境、周边建筑物基础的破坏和不良影响，因此，这项技术近些年在我国得到了很广泛的应用，在穿越江河、机场、铁路、公路、建筑等铺设各种地下管线、隧道的管棚支护、微型钻孔桩施工等领域发挥了重要的作用。然而，在实际施工工程中，由于扩孔器水眼大小与泵量不能够很好地匹配，造成钻机钻杆拧卸处喷水，给施工人员的正

46、常工作带来很大的不便。本文阐述了在非开挖施工过程中，扩孔器水眼大小与泵量的关系。实际证明，保证二者满足一定量关系，不仅能够解决上述困难，而且能够提高施工效率，使非开挖施工顺利进行。关键字：非开挖 扩孔器水眼 泵量 匹配关系AbstractsNot open to dig spread to take care of the technique( Trenchless Technology) solved the tradition opens dig the construction to normal and living interference in resident, reducing

47、 to basal breakage in building in transportation, environment, perimeter with bad influence, therefore, nearer year in this technique is in the our country got the very extensive .However, in actual construction engineering, can't match enough and nicely with amount of pump because of the bore m

48、achine water eye size, resulting in to drill the machine and drill the pole unloads a normal work for spraying the water, giving starting construction personnel brings the very big inconvenience.This text expatiated in not open dug construction process, bore machine water eye size and the relation o

49、f the pump dealing.Actual proof, guarantee two satisfy certain measure relation, can not only solve above difficulty, but also can increase construction efficiency, making opening not to dig the construction smoothly progress.Key words: Trenchless Technology bore machine water eye pump dealingmatchi

50、ng the relation目 录摘要1引言3第一章 概 述.4第一节 非开挖铺管技术概况.4第二节 工程概况.7第三节 非开挖铺管与施工环境关系8第二章 扩孔器水眼大小与泵量的匹配关系9第一节 问题的提出.9第二节 水眼与泵量匹配的水力学基础.9第三节 扩孔器水眼大小与泵量的定量匹配关系分析过程11第四节 定量关系公式对该工程出现问题的解释.13第三章 非开挖铺管扩孔施工中的技术要求.15第四章 重视施工中水资源的利用.16主要参考文献.16附录：生产实习鉴定表引 言本次生产实习安排在第三学年结束后进行，可以说既是对三年级所学专业课程的巩固过程，又是对四年级即将学习的专业相关课程的提前认知

51、过程。通过实习，我们应该在掌握相关基本理论、基本知识的同时，熟悉并掌握本专业相应的基本操作技能，为后续学习和将来的施工组织奠定坚实基础。本次实习主要是对非开挖铺管技术（Trenchless Technology）的工艺过程进行了初步的认识，了解了施工单位组织管理工作基本情况、施工现场地层情况和特点、施工机械的相关技术知识、实际施工过程中应该注意的相关技术和安全问题，可以说，尽管非开挖现场没有其他工程项目的规模宏大，但相关的注意的问题并不是很少，特别是对于本次实习的施工工地，用公司负责人的一句话可以加以概括:“我搞了这么多年的非开挖铺管技术,这种复杂地层和长度我还是第一次遇到过。”本文主要利用水

52、力学相关知识对施工过程中的射水问题进行分析研究，并结合该工程的实际采取措施予以验证，证明其在实际中的可行性。特别感谢张慧和胡郁乐两位老师给我们提供了这次很好的实践机会，让我们能够在实际中讲理论知识进一步强化。由于本人水平有限，文章中的不妥之处在所难免，希望老师和同学给予批评和指正。第一章 概 述第一节 非开挖铺管技术概况尽管非开挖铺设地下管线技术在世界已有百余年历史，但是大规模工程应用只是近30年左右，先从几个发达国家开始，继而推向全球。至今为止，发展很不均衡，有些国家和地区尚是空白。不少业内人士称：总的来看，非开挖技术（以下称TT），当今依然是一项不可缺少的快速和可持续发展的产业（TTA S

53、utained and Rapid Development Industry）。如非开挖技术对上海城市建设的重要性还可提供一组令人信服的数字。据统计，上海内环线的内道路总长度959.1Km，道路总面积16,487,499m²（其中车行道11,094,358m²、人行道4,686,962m²）。而每年因地下管线施工至少有13%左右的道路，约130Km的道路长度和约占总面积12%的近200万m²的道路被开挖，其中车行道130Km占长度10.6%，面积约160多万m²占车行道面积14%左右，人行道120Km占总长度12%左右，面积约30多万m

54、8;，占人行道面积7%左右。但是，上海一年能建设的道路长度和面积远远小于这个数字。所以，如果推行非开挖技术的项目数达到20%比例，就可使每年减少40万m²的道路开挖量，将对城市建设管理的经济效益和社会效益的改善作出重大贡献。日前，我国非开挖技术协会会员有30多家，施工单位有10多个，1998年铺管75公里，还不到全国铺管总长的0.2，而管道修复技术几乎为零，全部投资不到10亿元人民币。但是从发展速度看，1998年比1997年增长了56.3，令人瞩目。图1-1 非开挖施工技术原理 1971年美国人克林顿.马丁把定向钻探技术与传统铺管技术巧妙地结合起来，发明了导向钻进铺管技术，导致了“非开挖”技术的一场干革命。1