施工过程和技术

1、导向孔：导向孔是在水平方向按预定角度并沿预定截面钻进的孔，包括一段直斜线和一段大半径弧线。在钻导向孔的同时，承包商也许会选择并使用更大口径的钻杆（即冲洗管）来屏蔽导向钻杆。冲洗管可以起到类似导管的作用，还可以方便导向钻杆的抽回和更换钻头等工作。导向孔的方向控制由位于钻头后端的钻杆内的控制器（称为弯外壳）完成。钻进过程中钻杆是不做旋转的，需要变换方向时若将弯外壳向右定位，钻进路线即向右沿平滑曲线前进。钻孔曲线由放置在钻头后端钻杆内的电子测向仪进行测量并将测量结果传导到地面的接收仪，这些数据经过处理和计算后，以数字的形式显示在显示屏上，该电子装置主要用来监测钻杆与地球磁场的关系和倾角（钻头在地下的三维坐标），将测量到的数据与设计的数据进行对比，以便确定钻头的实际位置与设计位置的偏差，并将偏差值控制在允许的范围之内，如此循环直到钻头按照预定的导向孔曲线在预定位置出土。

2、预扩孔： 导向孔完成后，要将该钻孔进行扩大到合适的直径以方便安装成品管道，此过程称为预扩孔，（依终成孔尺寸决定扩孔次数）。例如，如需安装36英寸管线，钻孔必须扩大到48英寸或更大。通常，在钻机对岸将扩孔器连接到钻杆上，然后由钻机旋转回拖入导向孔，将导向孔扩大，同时要将大量的泥浆泵入钻孔，以钻孔的完整性和不塌方，并将切削下的岩屑带回到地面。

3、回拖管道：预扩孔完成以后，成品管道即可拖入钻孔。管道预制应在钻机对面的一侧完成。扩孔器一端接上钻杆另一端通过旋转接头接到成品管道上。旋转接头可以避免成品管道跟着扩孔器旋转，以将其顺利拖入钻孔。回拖由钻机完成，这一过程同样需要大量泥浆配合，回拖过程要连续进行直到扩孔器和成品管道自钻机一侧破土而出。

非开挖顶管技术在我国的存在的主要问题是，机械设备技术比较落后 ，地区差异明显，水平参差不齐，缺乏规范化，人才不足，尚待进一步宣传推广。对非开挖顶管机械设备我国主要依赖于进口，虽然国内也有生产企业，但技术仍落后于国际先 进水平，掘进机型种类不足以适应工程需要，我国尚无适于 中强度岩层以上的岩盘掘进机，适应土质范围不宽，且耐用性、机械化 、自动化水平不够。 从地域上说，非开挖顶管技术的发展与我国地域经济水平相适应，我国东部的非开挖顶管技术发展水平远远高于中西部地区，仅广东、上海、浙江、江苏和山东五省市就占到了非开挖铺管工作量的 75%。而西部地区仅在西气东输项目下有为数不多的非开挖顶管穿越工程，中西部地区与东部沿海地区差距非常显著。非开挖顶管施工技术在城市之间的发展不平衡，在上 海，北京、广州等大城市技术水平比较高，应用比较普遍，但在中小城市应用较少，在中西部地区的城市应用更少。在同一城市发展也不平衡，据广州市建委 2004 年对广州市非开挖顶管现状的有关调查发现，该市的非开挖顶管技术发展极不平衡，机械化的非开挖顶管施工不很多，手掘 式非开挖顶管仍占比例，对非开挖顶管施工技术的采用不积极，往往不是管线铺设的，被看作是无法开挖的 无奈之举。不同施工企业的施工水平也不平衡，有些还处在比较原始的阶段，也有一些应用失败的工程，客观上阻碍了非开挖顶管技术的推广发展。 影响非开挖顶管技术应用的另一个因素是，行业规范化不够，存在同行低水平恶性竞争的现象，专业人才缺乏 ，现有的从业人员大多是从事一般 的土木工程施工中转化而来，缺少专业训练。今后仍需加强管理，努力推广先进技术，提高施工水平和改善施工工艺 。

世界上个有据可查的关于非开挖顶管技术的记录是在2年，初的非开挖顶管施工作业是在6～1900年间由美国北太平洋铁路公 司(Northern Pacific Railroad Company)完成。我国非开挖顶管施工技术 起步较晚，自从1954年(也有认为是1953年的，无确切记载)在北京进行的例非开挖顶管施工以来，我国从国外引进非开挖顶管技术已经正好半个世纪了，早期发展较慢，是以人工手掘式为主，设备非常简陋，也无专门的从业人员，直至 19年前后上海使用机械式非开挖顶管，上海的一些单位并进行了大口径机械式非开挖顶管的各种试验和相关的一些理论研究。当时，口径在2m的钢筋混凝土管的一次推进距离可达 120m，同时也开始利用中继间的相关技术。在此以后，又进行了多种口径、不同形式的机械非开挖顶管试验，其中土压式居多。由于当时的非开挖顶管掘进机的设计还停留在比较原始的阶段，既没有完整的设计施工理论和工艺作指导，也不考虑具体的地层条件，所以当时的非开挖顶管掘进机还不够完善。土压式非开挖顶管机当时分为上部出土和下部出土两种，但都没有引入土压力的概念。其中，也搞了一些水冲非开挖顶管的试验 。 1967年前后，上海已研制成功人不必进入管子的遥控土压式机械非开挖顶管机，口径有700mm-1050mm多种规格。在他们的施工实例中，有穿过铁路、公路的，也有在一般道路下施工的。这些掘进机，全部是全断面切削，采用皮带输送机出土。同时，已采用了液压纠偏系统，并且纠偏油缸伸出的长度已用数字显示。1978年前后，上海又研制成功适用于软粘土和淤泥质粘
土的挤压法非开挖顶管，这种方法要求的覆土厚度较大(大于2倍的管外径)，但施工效率比普通手掘式非开挖顶管提高1倍以上。

上世纪80年代以来发展更为迅速，顶管施工技术无论在理论上，还是在施工工艺方面，都有了长足的发 展。1984年前后，我国的北京、上海、南京等地先后开始引进国外先进的机械式顶管设备，使我国的顶管技术上了一个新台阶。尤其是在上海市政公司引进了日本伊势机(ISEKI)公司的800mm 直径的Telele顶管掘进机之后，国外的顶管理论、施工技术和管理经验也进入，如土压平衡理论、泥水平顶管的各种试验和相关的一些理论研究。当时，口径在2m的钢筋混凝土管的一次推进距离可达120m，后在1988和1992年研制成功我国台多刀盘土压平衡掘进机(DN2720mm)和台加泥式土压平衡式掘进机(DN1440mm)，均取得了较令人满意的效果。与此同时，对顶管技术的理论研究的关注逐年增强，开始出现了比较专业的技术人员，90年代后，以当时的顶管掘进机还不够完善。2000年后，同济大学等高校对顶管技术方面进行了不少专项课题研究，也取到了不少成果。在1998年，非开挖技术协会成立，标志着我国的顶管行业开始进入规范化发展。2002年非开挖技术协会批准成立北京、上海、广州和武汉四个非开挖技术研究中心，非开挖管线技术列入科技的研究进一步深入。
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非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。
非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径DN8
00—4500。通过工作井把要顶进的管子顶入接收井内，一个工作井内的管子可在地下穿行0米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。
它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、，保护环境的综合功能。这种技术的优点是：不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不破坏环境；不影响管道的段差变形；省时、、，综合造价低。
顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。
非开挖顶管施工类型
手掘式、挤压式、泥水平衡式、三段两铰型水力挖土式、多刀盘土压平衡式。
在非开挖顶管施工中为流行的有三种平衡理论：
气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。
非开挖顶管施工突出的特点就是适应性问题。针对不同的地质情况、施工条件和设计要求，选用与之适应的顶管施工方式，如何正确地选择顶管机和配套辅助设备，对于非开挖顶管施工来说将是非常关键的。
顶管施工的时候必要掌握的三点事项。我们信赖产品的安装肯定要有很高的实用性。顶管施工的突出特点为适应性问题，即要根据不同的地质条件、施工条件和计划要求，选用得当的顶管施工方法以及顶管机和配套帮助设置装备部署。因此，在机头选型时，要凭据地质情况，并结合施工经验，顶管机头采用何种机头(气压均衡、泥程度衡和土压均衡三种网格机头)施工。

其次，非开挖定向钻施工，要根据现实环境选择符合顶力的设置装备部署构成主顶，顶管设置装备部署中的液压装置应由液压总站、液压控制箱、管路及其他液压元件构成。为了减小顶管顶工作受到的阻力，非开挖定向钻技术，现场拌制顶进时应用的泥浆，该膨润土搅拌体系由泥浆泵、拌浆池、储浆池、备用池、阀门等构成。


胜越管道穿越工程有限公司（非开挖），是一家在山西省非开挖行业中具有在各种复杂环境下施工经验的企业，是山西地区早从事非开挖顶管技术研究开发和施工服务的专业施工队之一。是国际非开挖技术协会、非开挖技术协会单位会员。