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1.前言
给排水工程是目前社会发展中不可缺少的一部分，其施工质量的优劣和施工效率的高低直接关系着城市的发展进程与发展效益。因此在目前的工程建设中，需要我们对给排水工程的施工质量和施工效益加以总结和控制。给排水工程作为向城市居民提供生活用水和排除各种城市污水的主要工作模式，其在施工中对于整个社会的安定和繁荣有着不可替代的作用，但是在传统的开挖施工中，极容易对城市地上交通和经济带来一定的影响，因此就需要我们在工作中加以总结和完善，采用一种不对地上交通、人流以及建筑物造成影响的施工模式，确保给排水工作的顺利正常进行。非开挖拉管施工技术是目前工程施工中最值得我们关注和研究的新技术之一，其在过去的工程施工中取得了良好的经济与社会效益。
2.前期调查
随着当前社会生产技术的不断发展，在目前的城市市政工程施工中，其施工措施和施工方法也得到了有效的提高和完善，是目前建筑工程施工中的主要重点所在，更是其施工中最为常见的施工技术和施工理论体系之一。在目前的项目工程施工中，由于受到国民经济发展的影响，使得工程项目得到了人们的重视与关注，其施工理念和施工模式也成为相关人员关注的重点，因此在目前的工程施工中，就需要我们从多个角度去分析和总结，从而使得工程质量能够满足我们工作需要，发挥出最大的工作优势，给企业施工带来可靠持续的施工模式和施工标准，也为当前社会发展提供基础依据。前期调查作为工程施工中不可缺少的部分，也是施工设计的核心重点，通常在施工中都是严格结合当前实际情况进行分析的，从而提高其是方案设计的正常有序性，合理设计管线走向和进出洞口位置，在满足拉管施工控制需要的同时，注意当前企业在发展中的正常满足要求，更是其在发展过程中能够满足其发展要求的主要关键因素。
3.拉管施工技术要点
3.1导向孔轨迹的设计
导向孔是扩孔拉管的母线，也是最终形成的管线孔。与其它管线不同，重力管对于深度、坡度允许误差均有较严格的要求，施工难度大。因此，对于正在生产的厂区，管线设计既要考虑厂区的实际情况，又要满足施工的基本条件，以确保管线钻进时有较小的入土角度。根据综合设计和实际需要，工作井区间一般按100～200m的间距设置。当管线较深时，为保证入土角度。
3.2回拉力的计算及定向钻机的选择
定向钻根据穿越长度实际需要的回拉力进行选型，回拉力的计算参考2007年福建省工程建设标准《水平定向钻进管线铺设工程技术规程》，具体公式如下：
F拉=πLf [D2γ泥/4 - dδ1 （D -δ1）]+K粘πDL
式中：F拉——计算的拉力，kN；L ——穿越长度，m；f——摩擦系数，f=0.1～0.3；
D——生产管直径，m；γ泥——泥浆密度，kg/m3；δ1——生产管壁厚，m；K粘——粘滞系数，K粘= 0.01～0.03。
3.3管材的选用
根据设计文件，管材选用HDPE管，该管具有如下特点：①高韧性，抗拉能力强，抗刮痕能力好；②采用热熔对接一体化连接，密封可靠，连接强度高于本身强度，适于拖拉；③可挠性能好，管道走向容易按照施工轨道进行改变；④快速裂纹传递抵抗能力好。
3.4泥浆的配制
采用聚合物加强性泥浆，由优质膨润土泥浆加少量聚合物制成。该配方中膨润土和聚合物添加量约占泥浆质量的2%。扩孔拖拉中采用同样比例的泥浆，造壁性能良好，和降低扭矩的效果明显，未发生塌陷等情况。
3.5导向孔的施工
根据测量定位的轴线，操作定向钻机水平钻进，路面上部采用控向仪等导航设备控制钻头的方向和深度，严格按设计轴线形成一条直径约为100mm的圆孔通道，孔道中心线即为所需铺设管道的中心线。开钻时采用轻压慢转，进人平直段采用轻压快转以保持钻具的导向性和稳定性。根据地层变化和钻进深度，适时调整钻进参数。施工过程中，密切注意钻进过程中有无扭矩、钻压突变、泥浆漏失等异常情况，发现问题立即停止施工，待查明原因并采取相应措施后再施工。
3.6扩孔
扩孔是非开挖管线施工的主要方式，是利用在钻孔完成之后其钻孔技术手段和管理措施进行分析与控制，其在管理的过程中能够通过其管理技术手段和管理控制方式进行分析与完善，保证其管理的正常有序进行，提高当前管理技术措施的主要方式与方法。回扩过程中始终保持合适的泥浆量，对水泥浆的各种性能进行及时的不定期检测，提高其在使用的过程中使用的效率和方式，是当前建筑工程在施工中的主要管理和控制措施。根据地层的实际特点，合理控制回扩钻进速度，以利排渣。
4.拉管工艺的控制分析
4.1管线轨迹的设计
与其它管线不同，排水管道的重力流特征决定了其必须控制较小的坡度和标高误差，这对拉管的成孔控制提出了更高要求。为了保证引导精度，主要采取了以下措施：一是在管线设计时，充分考虑引导实施的可行性；二是适当设置工作坑，确保入土角度和标高；三是增加测定频率，精确换算管位深度，每0.5m测定一次；四是尽量减少测定干扰，尽量选择在生产间隙、车辆较少的时间进行施工。采取以上措施后，纳管工程约10km的拉管段，标高偏差基本上控制在50mm以内，满足了排水工艺要求。
4.2成孔质量的控制
一、非开挖拉管技术的特点
非开挖拉管技术不同于之前的传统开挖技术，在技术特点方面，其就在于非开挖拉管技术的应用。也就是说非开挖拉管技术并不需要在地表上进行挖掘工作，对市政排水工程进行地下管线的修复工作，以及更换工作和重新铺设工作等内容，都是通过钻机钻进的方式来进行的，不仅省去很多劳力强度，而且提高了速度，避免破坏城市的公共设施。除此之外，非开挖拉管技术的技术特点还能够适应砂土、粘土、粉土等不同的地域，以及不同施工的环境，这样其可以施工的范围和时间都极大的扩展了。而且，施工要求较为简便也是非开挖拉管技术的一大特点，进而使得该技术具有较强程度的可操作性，比如在非开挖拉管技术的施工中，工程的施工人员只需要对工程的施工现场进行必要的勘察。
二、非开挖拉管技术的优点
对于环境的污染程度较低，相对传统开挖技术来说是非开挖拉管技术作的第一个优点，而且在施工中，不像传统开挖技术会产生粉尘和噪音。所以非开挖拉管技术不会影响工程的进度和工程周边的环境。与此同时，该技术对于施工当地的地貌破坏程度也是非常轻微的，在这一点上，非开挖拉管技术的优越性也淋漓尽致的体现出来了，同时对当地的正常交通运行都不会产生影响。非开挖拉管技术在施工中的速度也是非常快的，在现场的工作效率非常高，因为施工的工具不是非常的复杂，主要就是几个电转机，所以工程的施工设备可以够灵活的进出施工现场，节省了很多的人力和时间。另外，施工成本低也是非开挖拉管技术的重要优越性。在施工中，它是采用非开挖的施工方式，所以不需要给现场进行土方挖填和基坑抽水作业。这在很大程度上节约了时间和费用，这项技术的熟练的应用，给我们带来了很大的经济效益。除此之外，非开挖拉管技术还有安全可靠性高的优点，因为通过该项技术的应用， 施工人员只要在地面上进行作业就可以了，和深基坑作业不同，地面上没有什么不良的施工环境。这些客观条件非常有利于提高施工安的全系数，规避了施工中有可能产生的很多危险性程序。不但如此，就连管道的焊接工作也是在地面上完成的，那么施工人员对焊接质量的检测也给予了方便，进而有效地保证了整个工程的施工质量。实用性强，技术先进以及环境效益，还有经济效益良好，以及适用面广是我们总结的非开挖拉管技术所拥有的优越性，我想在以后的发展中，其还会发展处更多的优点来。
三、市政排水施工中对非开挖拉管技术的实践应用
在市政排水施工中，非开挖拉管技术的应用不仅仅是一个小的工作流程和单方面的一个环节，其是一项系统性的工程，其中管道铺设中的应用，管道替换中的应用和管道修理中的应用等，都是其主要的工作内容。下面我们就从这几个方面对市政排水施工中非开挖拉管技术的应用进行分析和探讨。
1 管道铺设中的应用
对于大口径管道进行铺设时，施工人员选用顶管施工法是非开挖拉管技术在管道铺设中的应用要求，因为这种方法可以很好的处理这个工程的细节问题。而相对于小口径的管道，我们需要使用微型隧道施工法和冲击矛法，以及导向钻进法等施工方法，来对相应的铺设工作进行处理。除此之外，在微型隧道的铺管过程中要想非常准确地控制管道的铺管方位，那么在现有的技术中，我们别无选折，只有非开挖拉管技术可以很好的做到这一点。在此基础上，这项技术可以更加有效地控制地面沉降，还可以平衡地层压力，并且最终实现地下管道的非开挖铺设。
2 管道替换中的应用
通过对过去的管道置换方法，从而有效的进行革新和改良，才是非开挖拉管技术在管道置换中应用的主要目的。具体的解释就是，因为之前的管道铺设方法相对而言比较困难，那么这种方法对现今的市政工程进行能进行有效的满足。吃管法和爆管法等方法是非开挖拉管技术在管道置换中应用的主要方法。吃管法就是说，工程施工人员需要通过使用特殊的隧道掘进机，再以之前的工程中存在的旧管为导向，施工中不但要添加新的管道，同时也要将之前的旧管一起切削破碎，这也要把周围的土层纳入其中，在此基础上，形成更大直径或者是相同直径的孔，进而能够更好地完成管线更换，还能将全新的管线进行顶入。与此不同的是爆管法的应用技术，胀管法或者是碎管法是爆管法的另外两种说法。我们可以通过使用相应的爆管工具进入旧管的管道口，在进口坑开始的地方就开始对旧管进行击碎处理，然后在机器动力的作用下将旧管的碎片用扩孔器挤入到旧管周围的土层中去，最终去掉旧的管线换入新的管线，这种方法的有效合理的应用在实践中，不但可以促进管道替换整体水平提高，对工作效率和工程质量都是一个有效的保证。
3 管道修理中的应用
当排水机器自身产生生锈现象和腐蚀现象的时候，而众所周知排水管道的腐蚀会引起排水管道的泄露，说明在市政排水工程中，设备使用的时间已经很长时间了，如果严重的话将会造成非常严重的环境污染。因此需要及时的对其进行修复，如果一但在工作中疏忽大意，没有把这些锈迹斑斑的设备进行全面的检查和维护。当用这些设备进行排水的时候，管内输送额介质就会产生流失等一系列的问题。软衬法和喷涂法以及内衬法是我们修理管道的三个主要方法。下面我们就一一了解一下这些方法在施工中的具体应用。软衬法是第一种方法，也称为固化法，简单些说就是在现有的旧管内壁上，通过衬一层热固性的物质，然后我们可以利用热气和紫外线或热水等加热的方法，让这一层热固性的物质产生固化的现象，在这些旧的管壁上形成薄薄的一层，这样就可以不费吹灰之力的让薄衬管与旧管紧密和黏连和配合在一起了，而对过流断面管道没有一丁点的损耗，但是其流动性能却大大的提高了，可谓是一石二鸟的好方法。喷涂法主要是用于管道的防腐处理上，同时如果管道的管壁有破损的话，也可以通过这种方法让其形成结构性内衬，然后涂抹在旧管的内壁即可。实践操作的时候，需要在绞车的牵引下，再利用高速回转的喷头，让其一边后退一边将环氧树脂，或者水泥浆液在旧管道的内壁上均匀地进行喷涂即可。
四、总 结
非开挖拉管技术在管道修理中应用的重要性是不言而喻的，在以后的市政排水施工中，非开挖拉管技术还是大有可为的，因为有点相比传统的方法非常明显，所以通过今天的探讨和学习，希望对以后的技术发展有所帮助。
参考文献：
[1]罗磊华.刍议市政道路埋管施工中非开挖施工技术的应用[J]. 江西建材，2014，02（ 28）：33 -35.
中图分类号：TU99文献标识码： A
在城市化建设过程中，市政工程占有很大的比重，所以也越来越受到各行各业的关注。市政工程施工质量对于城市化建设的整体质量具有很重要的意义，这也正是我国新时期基础设施建设中具体表现。在市政工程施工过程中，会遇到各种各样的管线，如果采取直接开挖的方式，不仅工作量大，还会对城市交通、周围建筑物稳定性等造成影响，对城市美好形象也造成了一定程度的破坏。非开挖拉管施工技术能够有效的解决上诉问题，有效的提升市政工程施工的效率，并且具有良好的经济效益，这也正是这种施工技术在市政工程中广泛应用的主要原因。
1市政工程中非开挖拉管技术以及特点分析
1.1非开挖拉管技术概述
对于非开挖拉管施工其实我们并不陌生，家家都用的自来水，对其管道进行防腐用的灰浆喷射衬层就是利用这一原理进行的，属于非开挖拉管施工中的一种。以往由于这种施工规模一般较小，所以人们对其的认识也相对较少，但是随着我国科学技术水平不断提高，以及城市化建设的速度逐渐的增快，这种施工技术被广泛的应用于城市地下管道、线路、地下电缆等的施工、维修当中，逐渐被人们所熟知。人们对非开挖拉管施工技术的认识，大多都停留在字面意思上，都人为非开挖就是在施工中不用开挖，但实际施工过程中，部分施工需要开挖才能实施，但开挖的范围较小，对周围的环境造成的影响也相对较小，这样也才能确保市政工程顺利实施。
对于市政给排水施工中，应用这一种施工技术，能够有效的解决各种难题，但同时也需要有关的人员加强对这项技术的了解与掌握，这样才能保证市政工程整体的施工质量，为我国基础设施建设做出更大的贡献。
1.2非开挖拉管技术在市政工程中应用特点
顶管施工又被成为非开挖施工，其最主要的特点就是不用通过对城市地表进行开挖，就能穿过地下管线、铁路、公路等进行施工，与开挖施工技术相比，在市政工程施工过程中，顶管施工能够节约大量的资金投入，在工期上也相对较短。另外，在市政工程施工中应用顶管技术，可以在很大程度上减少施工的噪音污染，还能降低粉尘等对空气有影响的杂质排放，在保护环境方面也有很大的意义，所以目前市政给排水施工中，这种施工技术被广泛的应用。将顶管施工技术在市政工程施工中应用的特点进行归纳，主要表现在以下几个方面:
(1)利用非开挖拉管施工技术，在施工过程中不会对地面的活动造成影响，这就说明非开挖拉管施工对城市的交通造不成较大的影响;
(2)利用非开挖拉管施工技术进行施工，将施工的面积大大缩小了，这样对于城市地表的损伤面积也就相对降低;
(3)利用非开挖拉管施工技术，在施工过程中产生的噪音很低，对周围的居民生活造不成影响，同时也不影响管线的正常使用;
(4)利用非开挖拉管施工技术进行市政工程施工，可以在很深的敷设管道中进行，可以跨越公路、铁路以及其他的建筑构体，在市政投资方面为市政方面节约了大量的资金。但是这种施工技术对施工人员的素质有较高的要求，在施工前还必须采取必要的地质勘测。
通过上述内容可以看出，非开挖拉管施工技术在环保、工程造价、施工工期、施工难易度等方面都有很大程度上的优势，这也正是目前市政工程施工中对非开挖拉管施工技术广泛应用的主要原因。
2市政工程中非开挖拉管施工技术的应用
市政给工程施工中对于非开挖拉管施工技术的应用，主要体现在工作坑施工、安装设备、管口防水、顶进、障碍物处理以及泥浆的使用方面。下面就对其中的几个方面进行解析。
2.1现场测量
为了保证施工过程中的排水、排土等问题，要先利用专业的仪器对施工现场实时测量，确定工作坑的位置，另外对地下建筑物、构筑物等采取相应的保护措施进行有效的保护。通常情况下，都用封闭式的模框架对工作坑进行支撑，如果工作坑是矩形的，还应当用一个斜着的框架进行配套支撑。
2.2设备安装
在设备的安装方面，主要包括导轨、千斤顶、油泵、顶铁等的安装。导轨一般采用钢轨，在安装时一定要保证其稳固性，并严格的按照施工设计的坡度进行设置安装;千斤顶与油泵是配套安装的，需要注意的是油泵需要有一个备用的，在安装完成后，要对其进行相应的调试和运转操作，在顶进过程中，如果发现油压过高，要立即停止施工进行检查，只有处理完后才能进行继续顶进;对于顶铁的要求，必须保证其具有很强的硬度以及刚度，在安装过程中，要保证顶铁的轴线与管道相对称、相平行。
2.3导向孔的设计
在非开挖拉管技术进行前期， 需认真进行导向孔建设活动， 根据测量的定位轴线， 操作定向钻机且水平转进， 在路面的上部选用控向仪相关导航设备进行控制钻头的深度和方向， 严格遵循设计的轴线形成直径为 100mm 的圆形孔通道， 将孔道的中心线作为所需要铺设的管道中心线。在开钻时选择轻压慢转的方式， 进入平直段后选用轻压快转的方式， 以保持住钻具的稳定性和导向性。
2.4顶进施工
利用非开挖拉管施工技术进行市政工程施工的顶进过程，通常采用手掘的方式进行，地下水位与管底之间的距离要保持在0.5米以上，在顶进前，还需要将所有的设备以及材料进行逐个检查，保证没有水源货其他的物质进入顶管管道。顶进一般分为以下几个步骤:(1)首先进行顶铁的安装;(2)开动油泵进行顶进;(3)当活塞伸出的距离达到一定标准时，关掉油泵，停止顶进;(4)工具管在切入土层厚，进行分层开挖，开挖要从上到下的进行。在使用泥浆方面，要先在管道的外壁上形成一个泥浆套，用来减少管道外壁与土的摩擦力，减少顶进过程的阻力，这个过程使用的是减阻泥浆。泥浆套的作用还能起到一定的支撑作用，可以有效的控制地面的沉降。在此过程中，有时还需要在关键的部位进行补浆，并紧随顶管管道进行压浆。
3总结
随着城市化建设的不断深入，以及我国基础设施建设速度的加快，市政工程施工得到了很大的发展，目前市政工程施工中应用的技术为非开挖拉管施工技术，这种技术在不进行地表开挖的前提下进行施工，降低了对城市地面的损害，另外施工的过程中，噪音小、产生的废气少，所以对于环境、城市交通等的影响都可以控制在可控范围内，可以缩短工期，节约市政投入资金，所以得到了大力的推广使用。我国目前市政工程规划设计过程中存在一些问题，影响了市政工程规划的科学合理性。所以市政工程规划设计过程中，需要坚持可持续发展、因地制宜等原则，采取具体的改进措施，保证规划的合理性、实用性，为城市发展创建良好的环境。
参考文献
［1］张振辉.市政排水工程规划设计存在的问题与改进分析［J］.中国新技术新产品.2010，31(13):140－141.
［2］石磊.我国城市市政排水规划设计现状探讨［J］.城市建设.2012，35(21):125－126.
不破坏周边环境，对交通、公共设施、建筑没有影响，同时污染小，综合造价低，施工周期短，是一种高效的施工技术。
非开挖导向钻进技术的原理：
由人工控制装有导向钻头的钻杆，沿着设计管道轴线位置和高程钻进。钻通后把导向钻头换成扩孔钻头进行回扩，最后牵引管道沿着扩孔形成的孔洞穿越就位。
非开挖技术使明挖开槽施工难以实现的目标成为可能，并在工程造价、施工周期、环境保护等方面有着非常明显的优势。相信它在管线施工中的发展前景将极为广阔。通过工程实例可以证明，非开挖技术具有良好的社会效益和经济效益，值得在给排水、市政、水利管线工程中大力推广。
关键词：非开挖导向钻进技术泥浆护壁管道焊接扩孔经济效益
中图分类号：P634.6 文献标识码： A
绪论
近年来，随着社会高速发展和城市的快速建设，大量的新建管网与已存在的基础设施相矛盾的问题日益突显，如何解决这一矛盾，非开挖技术，作为解决这一问题最有效的技术手段，在近年来得到了广泛的应用。由于它不需要进行明挖，就能穿越地上设施，从而节省了大量投资和时间。本文将通过工程实例，来说明这一施工方法取得的良好效益。
一、 非开挖技术定义及特点
1、定义
非开挖技术 (Trenchless Technology,简称TT技术)是指在不开挖地表的条件下，利用各种钻掘技术手段，铺设、探测、检查、修复和更换各类地下管道或设施的一种施工技术和方法。目前非开挖地下管线施工技术已达百余种，按其用途可分为管线铺设、管线更换和管线修复三大类。管线铺设的非开挖施工方法又可分为：顶管施工法、微型隧道施工法、导向钻进施工法、水平螺旋钻进法、气动矛施工法、夯管施工法等。
2、特点
(1) 对周边环境影响小
不破坏周边环境，对交通、公共设施、建筑没有影响，可以说是一种污染小的施工技术。
(2) 高效
综合造价低，施工周期短，是一种高效的施工技术。
(3) 操作性强
作业环境要求低，操作方便，可在复杂的地下环境下施工，是一种可操作强的施工技术。
二、非开挖导向钻进技术的定义及原理
1、定义
导向钻进法是目前发展最快的一种非开挖铺设管线施工法，它主要用于在较软的地层中铺设长度较短的小口径地下管线。一般是一次铺设长度在200m以内，口径≤800mm，成孔方式均以斜面钻头来控制钻孔方向。其对地表干扰小，施工速度快，精度较高（3%-5%），但施工时必须注意安全，防止触电和损坏相邻管线，不适用于沙石和砾石层，深度受到控制（视探测器的能力而定，一般在10m以内）。适用管材为聚乙烯（PE）管、钢管。
2、原理
其工作原理是由人工控制装有导向钻头的钻杆，沿着设计管道轴线位置和高程钻进。钻通后把导向钻头换成扩孔钻头进行回扩，最后牵引管道沿着扩孔形成的孔洞穿越就位。
即：管道铺设分两步进行。首先是沿所需的轨迹钻导向孔，然后回扩钻孔以加大孔径。然后是回拖过程，工作管通过旋转接头与扩孔器连接，并随着钻杆的回拖把管道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。
三、工程实际应用
1、工程概况
本工程为北京市中心城区重点水域陶然亭湖水质改善工程第1标段（土建部分）。由于开槽施工需拆除现况小山、公共设施、古树、竹林灌木等，从而导致施工条件复杂、代价大、造价高等多种不利因素，经过对施工方案研究比对，决定采用非开挖导向铺设管道。主要工程量为：西线进水聚乙烯管道DN400PE管道162m，东线进水聚乙烯管道DN500PE管道96m，东线出水聚乙烯管道DN500PE管道96m。
2、施工工艺流程
（1）施工前准备
2.1.1平面布置
经现场勘察，南侧为山丘、树林高低不平，北侧干枯的河堤较平整；拟将铺管钻机放置在北侧的干枯的河堤上，南侧作为焊管场地。
2.1.2进场前的准备
2.1.2.1施工前先对现场进行地层勘探,地层勘探主要了解有关地层和地下水的情况,为选择钻进方法和配制钻液提供依据。其内容包括：土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。可采用查资料、开挖探坑或钻探方法获取。
2.1.2.2结合各方提供的资料，熟知施工区域范围内有无地下管线，地下管道、电缆等，对其数量、走向和高程进行标定，为设计钻进轨迹提供依据，有必要请专业物探部门进行对路由的勘测，以防施工时受损。勘察设计管道所穿越的位置是否有足够的空间，以满足钻机固定位置和导向所需。
2.1.2.3以钻机路线的入土点和出土点各挖一个工作坑和接收坑，尺寸长为3.5m×宽2.5m×深2.5m，便于钻机入土开钻和管材入土。
2.1.3技术准备
2.1.3.1组织工程施工人员进行技术交底，了解施工特点和技术要求，熟悉施工操作规程和各项技术数据。
2.1.3.2根据敷设管道的管径尺寸，确定管道孔的扩孔次数和每次回扩所使用的回扩器的规格。
2.1.3.3技术人员根据有关技术数据和施工区域范围内的管道、电缆等设施资料，制定出模拟钻进路线图，使操作人员能直观地了解工程整个钻进过程。
2.1.4主要设施设备准备
2.1.4.1采用国产DDW-320铺管钻机，无线制导导向仪。另配功率为320l/min的大排量泥浆泵和容量2立方米的撬装式泥浆快速搅拌站；全功能数字仪表显示操纵台。如图2-1、2-2所示：
图2-1：国产DDW-320铺管钻机
图2-2：撬装式泥浆快速搅拌站
以下为钻机的主要技术参数，如表2-1所示
表2-1 DDW-320型钻机主机
2.1.4.2无线制导导向仪
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。
2.1.5材料准备
工程开工前，完成各项施工用料和管材的调查落实，经试验合格后，材料一次组织进场。材料进场要做好存放、保管工作，并做好标识。
(2) 钻孔
2.2.1确定穿越距离和设计穿越线路
根据相关资料，结合施工现场和钻机的实际情况，确定出铺管的距离，一般一次钻铺不大于200m。描绘出导向管的路线图，以确定敷设管线的长度、深度。
2.2.2设备就位
在地面上架机，安装在管道轴线位置上，就位后将钻机锚固好，调整机头以达到一定的入土角度，一般钻孔角度应在10～18度之间，以便导向开钻。
2.2.3导向钻孔
开钻前将探测仪的探头置于导向钻头上，并测试探头反射信号是否正常，再将导向钻头按入土角度钻入土中，通过给进和钻进过程直到接收坑，最终成孔直径110-130mm。在导向钻孔过程中技术人员根据所测获的钻头角度、深度等数据，判断钻孔位置与钻进路线图的偏差，再向钻机操作人员进行调整，及时记录好导向数据。
(3) 扩孔
根据现场地质情况，本工程采用刮刀式扩孔器分级扩孔。φ400管线最后扩孔孔径为φ500，才能保证管线安全、顺利的拖入孔中，也就是要经过φ200、φ300、φ400、φ500的逐级扩孔，才能完成管线的扩孔作业。扩孔前3级使用高转速档进行回扩，回拖力控制43.5 KN，扭矩在2300-2762N.m之间。其中第一级200mm共使用了3个小时；第二级300mm共用了3.2小时；第三级400mm使用了4小时；最后一级500mm，考虑保持成孔质量和孔的稳定性，决定采用低速档回扩，共用5.5小时完成扩孔。在工程实际应用中，一般保证管道的通过性，扩孔直径应大于设计直径1.2-1.5倍。
(4) 泥浆护壁
非开挖拉管施工中泥浆起到举足轻重的作用，泥浆配比的好坏是铺管成功的关键。泥浆具有和冷却钻头，乳化砂土，稳定孔壁，平衡地层压力，减少铺管阻力功能。泥浆被广泛应用于非开挖铺管工程中。
本工程选用的DDW-320型铺管钻机有混合搅拌、泵送系统。施工中将水、膨润土、聚合物等加入混合仓，进行充分搅拌形成钻液。然后由钻液泵将钻液通过中空钻杆输送至孔底钻头，并与孔中钻屑混合形成泥浆在孔底流动。，形成泥浆套。
考虑到地层泥浆较易流失，泥浆流失后，孔中缺少泥浆会造成塌孔等意外事故，钻杆及管道与孔壁间的摩擦力增大，导致拉力增大，甚至超过铺管机的最大负荷，最终导致拉管失败。因此要保持在整个钻进过程中有“返浆”，并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以产生的不同泥浆，尤其重要。
2.4.1一般铺管在粘土层中施工，泥浆选用清水泥浆：水75%+膨润土24%+钻液宝1%。例如姚家园路中水管线工程0+225~0+375段DN500中水管线铺管工程和朝园东路0+006~0+090DN400中水管线铺管工程的土质都为粘土层，都选用了清水泥浆，施工过程非常顺利。
2.4.2一般铺管在黏性土层、老黄土层中施工，选用碱水泥浆：膨润土22%+钻液宝1%+水75%+工业纯碱2%。例如六里屯路中水管线0+840~1+010段铺管工程中的土质为黏性土层，选用了碱水泥浆，效果也很好。
2.4.3在砂土层中施工，对泥浆的要求较高，施工前需现场取样试配泥浆的配比， 配出的泥浆呈糨糊状，砂粒呈悬浮状。
例如清河污水处理厂至黄土店北路再生水管线0+615～0+760段中水管线，施工为DN600PE管，管线穿越民房。施工管线穿越层为砂层，管线全长145m，施工需保证民房基础不发生沉降。前期施工中采用常规的泥浆配比为膨润土22%，钻液宝1%，水75%，工业纯碱2%，在扩孔施工中进行泥浆护壁。施工中出现多次“险情”，砂层将回扩器“抱死”，孔内坍塌、沉淀，泥浆中水份流失，钻杆几次因超负荷而被拉断。分析原因，该施工段砂层土质及其松散、无凝结力、水份易丢失，且拉管管线较长，扩孔孔径需是管外径的1.5倍，扩孔较大，时间较长；同时由于施工处于冬季，泥浆施配过程中容易冻结，配合比掌握不恰当。
根据以上情况在泥浆中加入了聚丙烯铣胺（PNM）、羧甲基纤维素（CMC）材料，此材料起增粘、堵漏以及钻杆的作用。且在现场取土样试配多次，确定泥浆的配比为：膨润土10%+钻液宝1%+水70%+工业纯碱2%+聚丙烯铣胺（PNM）7%+羧甲基纤维素CMC10%。
按此配比泥浆的作用起到很大变化，钻机扩孔拉力和扭距降低了一半。扩孔成型后，拖拉管仅花费了3小时就将管线铺设完成。
(5) 管道焊接（热熔连接）
管道接口质量的好坏直接影响到铺管施工的顺利进行，因此要严格把握管道焊接的施工工艺。这里以聚乙烯（PE）管道焊接为例：
2.5.1 首先热熔连接前、后连接工具加热面应用洁净棉布擦净。
2.5.2 热熔连接加热时间和加热温度应符合热熔连接工具和管材、管件的允许相应规定。
2.5.3 热熔连接保压冷却时间，不得移动连接件，且连接件上不得施加任何外力。
2.5.4 管道连接前，管材固定在机架上，取下铣刀，闭合卡具，对管子的端面进行铣削，当形成连续的切削时，退出卡具，检查管子两端的间隙（不得大于3mm）。电熔连接面应清洁干净，无杂物。
2.5.5 热熔对接连接，两管段应各伸出卡具一定的自由长度，校对连接件，使其在同一轴线上，错边不宜大于壁厚的10%。
2.5.6 加热板温度适宜（220±10℃），当指示灯亮时，必需在等10分钟使用，以使整个加热板温度均匀。
2.5.7 温度适宜的加热板置于机架上，闭合卡具，并设系统的压力。达到吸热时间后，迅速打开卡具，取下加热板。应避免与熔融的端面发生碰撞。
2.5.8 迅速闭合卡具，对接管道，并在规定时间内，匀速地将压力调节到工作压力，同时按下冷却时间按钮。达到冷却时间后，（一般不小于45min），然后将压力降为零，打开卡具，取下焊好的管子。
2.5.9 卸管前一定要将压力降至为零，若移动焊机，应拆下液压软管，并做好接头防尘工作。
2.5.10 合格的焊缝应有两道翻边，焊道翻卷的管外圆周上，两翻边的形状、大小均匀一致，无气孔、鼓泡和裂纹，两翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。一般高于管面2-3mm为宜。
2.5.11 管道连接时，施工现场条件允许时，可在在沟槽上进行焊接，可节省二次装运，管口应临时堵封。在大风环境下操作，采取保护措施或调整施工工艺。
(6) 拉管
扩孔完毕后，在管头后接上回扩头，管后接上分动器进行接管。拉管时间过长，会导致孔中泥浆水分渗漏、缺失及沉淀，加大回拖阻力。因此在拉管施工前将管道焊接全部完成。具体施工时，操作人员要根据设备数据均匀平稳的牵引管道，切不可生拉硬拽。在本工程中，为保险起见，在拉管前先进行一遍洗孔作业以待观察是否成孔。2010年4月20日晚上10点28分，洗孔完毕，从钻机上看出，扭矩基本在2000N.m以下，接近空转扭矩，可以进行拉管；11点30分，500mm的挤扩式回扩器带管入土，回拖力61.7.-93.1KN，扭矩在3588 N.m以下；凌晨2点30分，成功将管线拖至接入口处，工程顺利结束。
(7) 铺管的质量控制方法及要求
2.7.1 管道铺设要符合相应设计规范、规定要求；并要保持管内壁干净，拉管过程中封堵内壁。
2.7.2 拉管过程中，操作手严格按照地面预布控制桩的平面位置和高程控制钻头走向，每隔水平距离3m校核一次。
(8) 试压验收： 按《给水排水管道工程施工及验收规范》进行水压试验。
(9) 注意事项
应用非开挖导向钻进铺管技术时应注意以下事项： 2.9.1施工前应掌握施工位置的地质状况，选择适当结构的钻头。
2.9.2仔细清查钻进轨迹中的地下管线情况，掌握地下管线的埋深、管线类型和管线材料，根据实际情况编制施工方案。
2.9.3 泥浆护壁的种类选择极为重要，根据不同的地层种类配制不同的泥浆。
2.9.4 导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度。
2.9.5 导向孔每3米测一次深度，如发现偏差应及时调整，以确保导向孔偏差在设计范围内。
2.9.6拖拉管线前应作好安全辅助工作，特别是拖拉非金属管线时，避免损伤管材。
2.9.7管线拖拉完毕后，应按管道试压规程进行试压，验收合格后方可进行管道接驳。
四、经济效益
在本工程中，由于采用了非开挖导向技术，工程直接成本降低了45%，工期提前了1/3，最重要的是在不破坏一草一木的前提下圆满的完成了施工任务，取得了很好的社会效益，明挖与非开挖导向方案对比如下： 如表4-1所示
表4-1方案综合分析对比表
通过对多个工程的统计，采用非开挖导向技术较之明挖，成本可节约在25%-50%，工期可提前30%-65%。可见其带来的经济效益及社会效益十分明显。五、非开挖导向技术的局限性
在众多工程实例中，非开挖导向技术的局限性可以总结如下几点：
1、受地质影响，在砂石基层中施工难度较大。主要是导向钻头钻进变得非常困难，而且精度比较差；即使导向成功，砂石类土没有可塑性，扩孔施工时孔内塌陷严重，甚至不成孔。
2、其次在打导向孔和扩孔施工中，遇到地下比较坚硬的障碍物时，打导向孔和扩孔极易过不去，导致失败。
3、 受制导导向仪精度及工作范围限制，导向深度不宜过深，一般在10m以上，否则制导的准确性大大降低。
4、 受钻机的技术参数限制，导孔及扩孔长度不宜一次性成孔超过200m。
5、目前国内的拉管设备铺设的管材管径不易过大，由于国内的拉管设备机械运转慢，施工时间相对而言偏长，扩孔过大容易塌方，一般扩孔不超过1m。
以上技术上的局限性，随着科技的不断进步，非开挖导向技术的不断成熟也在逐步的完善，国际厂商推出了的各种新式产品和新技术，不断对设备进行更新。例如美国威猛公司（VERMEER）公司钻机使用的TRIHAWK钻头，可以对各种岩层地质进行掘进。
结论
非开挖技术使明挖开槽施工难以实现的目标成为可能，并在工程造价、施工周期、环境保护等方面有着非常明显的优势。相信它在管线施工中的发展前景将极为广阔。通过工程实例可以证明，非开挖技术具有良好的社会效益和经济效益，值得在给排水、市政、水利管线工程中大力推广。它的存在和发展，也意味着“拉锁工程”的时代将会一去不复返。
参考文献:
中图分类号：U455
文献标识码：B
文章编号：1008-0422(2008)07-0205-02
1 工程概况
厦门市高崎互通连接线同既有鹰厦铁路杏林大桥成小角度斜交，互通连接线采用下穿隧道方式通过，隧道分左右两线，其中左线78m，右线110m。隧道通过地段地表为第四系全新统人工填筑土，结构松散、厚度4m左右，其下为第四系全新统长乐组海相沉积层，第四系更新统龙海组冲、洪积层以及燕山期花岗岩。隧道场区内地表水主要为海水，临近厦门西海域有大片养殖池，其水位受潮汐影响：地下水不发育，主要受大气降水补给，地下水位受季节性控制明显。
隧道拱顶距地表的最小深度仅为2.5m，因此隧道施工不可避免的会对周边地层以及上部立交桥产生一定的影响。为了隧道施工安全并确保隧道开挖过程中上部的铁路安全，隧道施工过程中进行了超前支护，超前支护采用管幕支护，其长度达110m。
2 管幕施工工艺流程及技术要求
2．1 管幕施工方法及工艺流程
管幕法施工即在隧道的开挖线外侧，按400mm间距，沿隧道轴线方向将φ299×12mm的钢钢管水平铺设在土体里，钢管之间采用锁扣连接，并在φ299钢管连接处打入φ60钢花管，通过φ60钢花管对土体进行注浆加固并使φ299钢管成为一个整体。
根据本工程的具体地质情况及工程特点，采用“前拉后夯”施工方法进行夯管施工，即首先利用水平导向钻机打设φ127的水平孔。根据水平孔的精度，分析是否进行扩孔作业，然后采用前拉后夯的方法：在前部用拉管钻机通过钻杆及连接头拉住φ299钢管，将φ299钢管拉入设计位置。在拉入过程中，如果出现回填卡钻现象时，局部用夯锤夯击通过。具体施工方法是：采用φ127钻杆在上部中间位置打设一个导向孔，要求此类导向孔的导向精度控制在20cm以内。导向孔完成后，根据具体地层情况判断是否进行扩孔作业，并提高钻孔精度。扩孔作业要采用挤扩的方法，不能采用通常水循环大扩孔方法，防止引起地层扰动，导致地面沉降。扩孔完成后采用前拉后夯法，将φ299钢管拉入，C型钢取消，在拉入时，可能会遇到回填及不均匀的硬地层引起卡钻现象，局部用夯锤夯法，在钢管后部施以夯力使钢管顺利通过，直至将钢管拉出对面掌子面。然后进行第二根施工，以上钢管铺设完成后，在两根钢管之间进行注浆加固，直至全部钢管铺设完成。φ299钢管全部布设完成后，采用φ20mm钢筋上下两排焊接将两端的管头连接起来，使端头部位形成一个整体。
管幕法施工工艺流程可总结如下：
施工准备测量放线设备安装有线导向钻进扩孔拉管单孔下管完成管内注浆管外注浆下一根钢管施工(下一循环)……全部完成后对钢管端头进行连接形成一整体。
2．2 管幕施工技术要求
2．2．1 打设时必须控制地表沉降，终孔跟踪注浆，注浆必须保证管内外间隙注满填充实，在打设时必须按照设计要求进行施作；
2．2．2 施工中先施作导向孔，再进行扩孔拉管，最后进行管内、管外注浆：
2．2．3 管外注浆不能对导向及扩孔产生影响，因此要错开时间和空间位置。
2．3 管幕施工技术难点
2．3．1 管幕施工中要求导向孔偏差不能大干25cm，拉管偏差不能大干15cm，本工程导向距离长，且地层条件复杂，极不均，导向孔打设及其精度控制难度大；
2．3．2 管幕离地表距离仅为3m，处于特殊地段，管幕打设过程中对地面沉降的控制难度大。
3 管幕施了管位精度控制技术
3．1 定向钻进施工工作原理
定向钻进方法是非开挖管线施工的一种方法。该方法要求在钻进过程中能准确测定钻头在地下的位置和方向。根据钻头在钻进过程中的位置和方向同设计轨迹的差异，利用能调节方向的钻头(一般为楔型钻头)改变钻头的钻进方向，从而完成铺设工作。钻头钻进示意如图1所示。
钻头内装有特制的传感器，传感器由信号线连接显示屏。显示屏显示钻头的倾角和面向角(导向板的方向：导向板朝上即为12点，如同钟面)。打设角度如偏下，可以把钻头调到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于导向板底板斜面面积大，受到一个向上的力，钻头轨迹就会朝上运动。同理在6点纠偏可以使钻头轨迹朝下，9点、3点分别是为左、右纠偏方向。如果角度合适，钻机会匀速旋转钻进，此时钻杆轨迹一般是平直的，所以导向钻头是上下纠偏的关键。
导向钻进中，导向管是随钻打入的，导向管就是护壁管，起到套管护壁作用。
3．2 钻具要求
钻孔采用水平钻机完成。水平钻机设有轨道，能平移、升降钻机平台。全液压水平钻机回拖力50t，扭矩23000Nm，打设最大导向孔φ325mm,一次性最大扩孔直径在此类地层中可达400mm，打设时采用泥浆护壁，一次性成孔，然后前面用拉管机通过钻杆拉动扩孔头扩孔，并由万向节同φ299钢管连接保证方向，并拉动钢管，将钢管拉入，如遇障碍物不能拉动时，后面用夯管锤锤击，直至设计深度。
钻杆为φ159mm×5钢管，两端为φ159mm×12mm接手，加工成每根6m，钻头为楔型钻头，斜板加安硬质圆柱合金，可破除一般回填砖石。φ299管幕钢管采用厚度为10mm无缝钢管，钢管之间加内接管箍，管箍长400mm，采用直接对焊连接。
3．3 水平定向钻进控制技术
水平定向钻进能长距离打设，而且能保证质量，因为打设采用楔掌斜板钻头，钻头后面200mm处装有有线或无线导向探棒，操作台上有显示屏，如有偏斜随时可以调整角度，终孔偏差可以控制在25cm以内，能够达到设计要求。
3．3．1 利用φ159的钢管作钻杆，使用回旋钻进，并利用有线和无线两种导向方法，严格控制导向精度。利用高精度有线导向仪及管内光学测量系统能控制精度为3％，利用无线导向仪器在地表进行测量定位，能控制偏差在20cm以内。导向孔偏差如大于20cm，可以采用扩孔方法将孔径扩大到φ250-φ300再利用前拉后夯法下管。拉入时φ299钢管的管头是敞口的，并且钻
杆同φ299连接处不在φ299钢管的中心位置以部分调节导向孔打设后形成的偏差；
3．3．2 严格控制钻进速度，采用低速钻进。必要时用拉管机将钻管拉回注浆，待固结后重打，要24h观察地面情况，发现问题立即处理：
3．3．3 水平定向钻进时，每打设一根钻杆可以检测1～2次是否偏斜，如有偏斜立即校正；
3．3．4 如果出现回填物使钻杆不按预设路径钻进，可反复旋转进退，将回填物破除。如仍不能清除，可撤回钻杆，用气动潜孔锤清除，然后继续钻进。
4 管幕施了地表及大桥沉降控制技术
4．1 出土量控制技术
为避免引起地面沉降，要保证实际出土不能大于理论出土值，要尽量减少对地层的扰动。因此扩孔直径不能大于299mm，控制出土量；导向孔打设位置要距已铺管幕或已有导向孔1m以上，不能在已拢动的位置继续钻孔；要控制水量，尽量减少夯击时间，减少对地层的扰动。
4．2 注浆施工控制技术
为了避免相临管幕施作后引起地层松动，确保地面无沉降，在管幕施工过程中须适时在管幕外侧进行回填注浆，以补偿地层的松散变形，更加有效地控制地层的扰动变形。跟进回填注浆采用φ60mm钢花管注浆。
4．2．1 注浆采用水泥浆，水灰比为1:0.8，注浆量根据钢管内和钢管外的间隙计算多少立方，然后看地层渗漏情况确定每一根钢管的注浆量。注浆要求管内管外分别加注，泵压控制在0.5-0.8mpa以内，停15-30分钟进行二次补浆，确保管内外填充质量、泵压低会影响地面下沉，泵压高会影响地面拱起。注浆必须控制好注浆量、注浆压力等每一个环节，保证达到设计要求为标准；
4．2．2 管内注浆：管内注浆采用水泥砂浆(C25)，水灰配比为1:0.8，注浆由一端进行，注浆口设在一端，出浆口位于另一端，设在钢管顶部，当出浆口流出浆液后，关上阀门，然后加压至0.8Mp。待浆液固结后，进行二次注浆，即将一端钢管端头部位割开，使管内水流出或抽出，然后进行填充注浆，填充注浆时，可加入适量的膨胀剂，注浆效果通过割开管头部位进行检验；
4．2．3 管外注浆：管外注浆通过专门的φ60钢管进行，φ60钢管位于φ299钢管之间，φ60钢管须钻φ15注浆孔，注浆孔按海米4个孔布设。首根及尾根注浆管不设注浆孔。注浆前要先将注浆管内泥土清出，保证两端通畅，注浆压力不宜超过0.8Mp；
4．2．4 注浆前要确定注浆水泥及膨润土的比例，要做水泥不同比例膨润土试块，最终确定管内及管外注浆配比
4．3 施工同步监测技术
4．3．1 管内测量点的布置
为了第一时间发现在管幕布设及后续开挖过程中沉降数据，在左右两边各设一个空管作为测量观测管，在每个测量观测管南北两端管内设测量观测点，观测点距管端口15m。
4．3．2 地表沉降的监测
对于本项工程的施工，其主要的监测内容为地面的沉降或隆起的监测，管幕施工引起的地面沉降要控制在5mim以内。本项工程的监控内容为：
(1)在施工之前对路面进行原始数据的采集，并按照设计要求进行沉降点的布设。
(2)施工过程中按照设计要求的监测频率进行地面沉降观测。但根据各个不同的工序和异常情况的出现，实时进行监测。其监测的频率为：
1)地面观察，随时进行，包含地面的隆起、裂缝、塌陷等异常情况：
2)沉降观测：根据不同的工序选取监测频率，导向孔及拉管施工工序按12h进行一次监测；注浆工序，则24h跟踪监测。
3)在注浆过程中随时监测随时指导注浆施工，出现异常立即停止注浆。
5 管幕施工控制效果分析
中图分类号： TU995 文献标识码： A
非开挖工程技术被广泛应用于穿越建筑物、公路、铁路、河流以及在古迹保护区、闹市区、环境保护区和农作物等不允许或不能开挖条件下市政管线的铺设、修复和更修。由于该技术的施工周期短、综合成本低、不影响交通、环境影响小、施工安全性好等优势日益受到人们的青睐，在市政给排水管线等地下管线工程施工中得以普遍的应用。
非开挖工程技术总的可以分为两大类，即新管道（线）的铺设技术和旧管道的修复和更新。新管道（线）铺设的非开挖技术施工方法主要有微型隧道法、顶管法、导向钻进、水平定向钻进、水平顶推钻进、水平螺旋钻进、冲击矛法、水平回转钻进、夯管法等；旧管道的修复和更新的非开挖技术施工方法主要有胀管法、爆管法、内衬法、吃管法、软衬法、缠绕法、灌浆法、喷涂法等。
一、非开挖技术概述
非开挖技术是指通过定向、导向钻进等手段，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），更换、敷设和修复各种地下管线的施工新技术，对地表干扰性小，因此具有较高的社会经济效果。主要包括顶管、水平定向钻进、顶管、微型隧道、冲击等技术方法。该技术源于20世纪70年代，并且于90年代传入我国，目前被广泛应用于给水、电力、排水、燃气、通信等领域的新管道建设和旧管道修复，也可以应用于古建筑、文物的保护等方面。
二、非开挖施工的优缺点
3.1 优点
免开挖：不影响道路交通和铁路通行、不用房屋拆迁等；造价低：与顶管工艺相比，钻孔机械位于地面上，所敷设管道两头易于碰接，无需工作井和接收井，大大降低了工程造价；工期短：非开挖钻孔技术的工艺特点决定了拖拉管施工速度快，工期短，管道可以尽快投入使用；工作面小：由于采用非开挖施工技术，省去了大型机械和土方堆放的工作面，同时减小了对周围的影响，节约了甲方协调成本；节约劳动力，安全可靠：与明挖开槽埋管相比较，定向钻机上配置钻杆自动装卸系统，定长的钻杆排列在一个“传送盘”上，使增加或卸下钻杆的操作可以在钻孔作业不停的状态下完成，加快了施工效率，减轻了劳动强度，保证了施工安全。
3.2 缺点
拖拉管是一项新的施工工艺技术，目前国内尚无统一技术标准和施工规范；钻孔轨迹为抛物线，相对于开槽排管而言，浪费了管材； 由于施工工艺所限，拖拉管只适合DN1000mm以下管道施工，大口径管道常常采用顶管工艺；由于钻头钻杆的自身重量，钻进和扩孔过程中会导致孔道轴线下沉，难以保证管道位于设计轴线，给管道定位带来难度；如果现场有信号干扰时，如无线电发射台、输电线路、变压器等将影响手持式跟踪仪的测量精度；拖拉施工结束，管道与回扩孔之间留有空隙，不能像开挖埋管那样回填夯实，如果空隙泥浆不能完全被水泥浆置换，管道上方的道路或建筑物日后可能出现下沉现象。
三、主要施工工艺
2.1 钻导向孔
导向孔施工是整个工程的关键，要严格按轨迹设计参数和水平定向钻进管线铺设工程技术规范施工。本次选用φ150mm导向钻头，φ89加强钻杆进行导向孔的施工。
（1）钻机导向孔的钻具组合为：导向钻头+控向仪+钻杆，导向钻头的发射棒把信号发射到地面控向仪，便于随时掌握方位和深度；（2）在定向穿越施工中，随时根据显示器提供的数据与设计的轨变对比，如钻进轨变出现偏差，则需将钻杆撤回重新钻，或向相反方向钻进矫正。施工过程中谨慎处理控向数据，并适当控制钻进速度；（3）定向钻进曲线应严格按照穿越施工规范和设计图纸曲线要求进行。出土点沿设计轴线的纵向偏差不大于穿越长度的1%，且不大于10m；横向偏差应不大于穿越长度的2%，且不大于2m。
2.2 反向扩孔
导向孔完成后，卸下钻头，安装回扩头进行逐极回扩，考虑到穿越管道直径较大，穿越长度长（近300米），设计最终回扩直径为φ600mm，经过钻机多次预扩孔，最终成孔直径一般是管径的1.5至1.7倍，距离越长扩孔越大、管经越粗扩孔越大。
2.3 回拖铺管
在钻进作业时，将回拖的PE管用电热熔的方法连接，然后通过接头和回扩器与孔内的钻杆连接，将管线回接进入充满泥浆的孔中。
回拖管线时，管线在扩好孔的孔中处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆，这样既减少了回拖阻力，又保护了管线在回拖时的磨损。
2.4 回拖管线安装
φ425mm工作管连接时应将管道沿穿越轴方向布置，不能与轴线形成一定的角度，工作管出现弯道后，拖管时将会使之与地面及槽壁之间摩擦力增大，造成管道拖不动。
扩孔施工完毕后，将经探伤检查、试压合格的φ425mm工作管道一次回拖拉入孔内。回拖前仔细检查管道下的粘土袋滑道是否垫好，确保回拖管道防腐层完好。
扩钻头连接完成后，送泥浆冲洗，检查泥浆喷嘴是否正常，确认合格后方可进行回拖，利用定向钻机的回拖动力随着钻杆的回拖拉入扩大的钻孔中，回拖施工应连续进行。
回拖阻力的计算：摩擦系数取0.3～0.5。
经计算管线在回拖过程中的回拖阻力：φ425mm工作管最小阻力F组=18.55吨，最大阻力F=36吨，小于施工中采用的钻机回拖力56吨，故完全可以满足该项穿越工作。
在回拖的过程中应慢速回拖，同时观察回拖力的变化，若发现异常应立即停止，查明原因方可继续工作。
2.5 泥浆的控制
采用本钻机配套的泥浆搅拌系统进行泥浆搅拌，钻遇不同的地层采用不同的泥浆。钻进中遇泥砂地层以澎润土泥浆为主，泥浆最基本的作用是维持孔壁的稳定性，防止空壁坍塌，冷却钻头，喷身钻进等功能，泥浆主要由清水、优质粘土（膨润土）配制而成，是一种无害的、符合环保要求的泥浆材料。
2.6 泥浆的处理
按照国家环保要求施工，不使用有毒有害及污染环境的原材料施工。施工中排出的泥浆经沉淀处理后方可外排。
三、非开挖施工技术施工方法
结合本人的工作实践，探讨研究总结可以在给排水非开挖施工方法时可按其用途可分为管线铺设、管线更换和管线修复三大类，详细介绍如下：
3.1管线修复
管道修复一般是指对已经泄露，破损的输送管道通过采取相应的技术对其进行修复。可分为内修复与外防腐层修复两种：
3.1.1 复合软管
复合软管翻转内衬是指在采用气压或水压时将柔韧的内衬材料翻转使其进入管道的内壁，同时利用蒸汽或热水的作用，使内衬材料潮化从而形成坚硬的管道内壁。
3.1.2PE管缩颈
该技术主要是利用了PE材料具有的恢复“记忆”的特性，将E进行缩颈后穿入旧管中，再利用自然恢复或气压使PE管能紧贴旧管从而达到旧管内衬的修复。
3.1.3 高压射水
该方法主要是针对一些管道内壁存在大量的沉积物、结垢从而影响管道正常工作的情况。出现该情况时可利用高压清洗车的喷头喷射出高压射水流，强力的射水流能够将管道内的各种结垢冲刷干净，从而使管道恢复正常运行，特别注意为了防止出现结垢变硬后难以用水冲去的情况，应结合各个管道使用情况，定时进行高压冲洗。
3.1.4 不锈钢薄板
不锈钢薄板内衬是在对旧管道进行修复的一项新的技术创举，不锈钢内衬因为具有耐腐蚀、对水质无污染、修复后使用寿命长的特点，在管道修复施工作业中，采用不锈钢薄板内衬会变的越来越普遍。
3.2 管线更换
3.2.1 爆管法(胀管法)
现在全国范围内的适用范围最为广泛的一项管线更换方式就是爆管法。其操作方法主要是将一个圆锥型的爆管工具插入到欲换管道中，再通过拉（或顶入）的方法使爆管工具进入原管道并使其破裂，尽量让管道碎片挤到管道周围的土壤里面，从而使连接在爆管头后面的新管道可以快捷的铺设到原管道的位置。
3.2.2 吃管法
吃管法是在一些比较小的隧道掘进方法中施工的一种变通方法，又称原位管线替换法，吃管法是以专门的隧道掘进机，按照旧管的方向，把旧的管道破碎，使其形成更大的孔，在此期间顶入直径更大的管道。通过使用该技术可以更好的增大管道的流通能力。
3.3 管线铺设技术
3.3.1 顶管法
在采用顶管法方法施工时，主要是通过使用液压千斤顶支承于基坑后座上并将新管压入土层中，于此同时要挖除并运走管道上面的泥土。在第一节管全部顶入土层后，再紧接着将第二节管接在后面继续顶进，将一节节管子顶入，注意作好接口。
3.3.2 微型隧道施工法
微型隧道施工法施工作业时主要是依靠安装在管道初始位置的钻掘系统进行不断切削土屑，并由出渣系统将其排出，按照边顶进、边输送、边切削的原理进行施工，然后将管道逐段向前铺设，此外要特别注意的是在顶进过程中要通过操作系统和激光导向系统来纠偏或者调节铺管方向。
3.3.3 螺旋钻进法
螺旋钻进法是一项相对简单的施工方法。在施工时只要将螺旋钻机依照水平方式安放在预先掘好的工作坑内，再而只需依靠螺旋钻杆传递扭矩、钻压并排除土屑，并将切下的土屑推入工作坑内即可。
四、非开挖技术在市政给排水方面应用的展望
非开挖技术对市政给排水管网的建设及更修来说，拥有千载难逢的大好机遇。
4.1 高速发展的基础设施建设需求为非开挖技术开拓了广阔的市场，
4.2 管道修复技术的“黄金季节”即将到来
自我国成立以逾半个多世纪，建国以后修建的市政给排水管网也基本到了老龄期，需要修复和更换，但是工作量很大，估计在今后20年中，市政给排水管网非开挖管道的更换和修复技术在我国将会具有广阔的市场前景，并逐步占领开挖管道铺设技术目前在我国的市场主导地位。
4.3 市政管线埋深的增加和劳动力成本的提高将加快非开挖技术的推广应用。
目前，大城市道路两侧的市政管网已非常密集，新铺设管线的埋深加大是避开现有的管网系统的必然结果，从而为非开挖技术提供了明挖施工难以抗衡的技术市场。
4.4 环保要求和社会公众意识将促进非开挖技术的应用
随着环保意识的逐渐加强，开挖道路进行市政给排水管网的施工导致的环境污染问题、交通问题和社会问题已越来越受到人们的关注，市政管理部门限制开挖道路铺管的法规也陆续出台，对非开挖技术的推广无疑将会产生极大的推动作用。
五、结语
随着我国的政府及民众对环境的日益重视和经济发展越来越大强大，非开挖技术在市政给排水管网上的应用将会呈现高速增长的态势，其将形成一个新兴的产业。极具潜力的非开挖技术将具有十分广阔的应用前景，其社会效益和经济效益也将非常巨大。
参考文献
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随着管道建设的不断进步，施工技术已经从原本的三脚架吊管、人工挖沟等方法演变为吊管机、挖沟机等先进设备，极大的提高了管道施工的效率。而在一些特殊地形条件中进行管道施工时，经常会受到外界环境的影响，降低了管道施工的质量，因此必须要提出在特殊地形中施工的科学的施工技术，针对具体问题采取有效的解决方案，提高施工的质量。
1.沙漠地区
在油气管道施工的过程中，不能避免的会在沙漠地区进行，而且距离也比较长，对于沙漠地区中的管道施工问题主要分为以下三点。
首先，沙漠中的风沙会对施工中的设备造成一定的损伤，导致汽缸、活塞涨圈出现极大的磨损。所以，要适当的在施工设备上安装空气净化器，并经常性的进行检修。
其次，沙漠地区地基的承载能力比较差，在使用大型机械吊管入沟时会造成管沟的塌陷，对施工安全造成一定的隐患。所以要采用施工时要采用双侧沉管下沟的方式，其优点在于一方面能够预防施工安全问题的出现，另一方面还能达到设计的标准深度。
最后，沙漠地区的抗剪强度比较小，地质条件比较复杂，在运输的过程中比较困难。所以在沙漠地区进行管道施工时，运输的车辆必须要保证轮胎的宽度，最好为四轮驱动的高架车辆。目前我国在沙漠进行管道施工时都是出租车辆来进行管道的运输，一次只能运输一根，运输费用也比较高；还有一种方法就是采用宽履带设备牵引托管爬犁运输管道，这种方法的运输效率比较低。综上所述，必须要依照实际情况，使用成本低、体积小、操作灵活的运输车。
由于沙漠地区的地基比较松散，在开挖之后很容易出现坍塌的问题，可以采用装设压实装置的导链式挖沟机械，先压实地基然后再继续拧开挖，保证沟壁的整齐，开挖的深度为2米，宽度为3米。
2.山区岩石地段
山区岩石地区都是体积较大的岩石，因此必须要进行管沟回填细土，而我国面对这个问题时，对于无回填细土的岩石区域，先筛分细土，如果不能筛分细土就从别处进行运输；岩石粉碎机的效率较低，最好的岩石粉碎机出料10毫米时生产能力才能达到35m3/h，而实际施工的要求要得到300m3/h。而国外对于这个问题通常会去当地的细土处理厂购入细土，但有时会因为距离较远，导致运输的效率较低。
所以对于山区岩石地段的管道施工，必须要应用具有岩石破碎功能的管沟细土回填机，这种回填机的体积比较小、工作效率高、操作简单，另外爬坡的能力也比较高，能够在一些施工范围较小的地区继续拧岩石破碎和管沟回填工作。
3.山区管道
山区管道在施工的过程中由于其施工条件恶劣，附近人烟稀少，容易发生是工程车辆溜坡的情况，尽管拉下刹车和放置枕木能环境这一情况，可是对于一些坡度较大的山区这两种方法并不能起到较好的防治工程车辆溜坡的情况。针对这一问题，需要在山区管道施工的过程中保证工程车辆的安全，其中的重要技术就是可折叠式液压防漏车装置，然后在工程车辆停稳的时候放在车辆的轮胎处，这样能有效的防止过程车辆溜坡，也能保证施工过程中的安全性。
我国在对石方工程机械的研究上并不深入，和一些先进国家相比还存在着一定的差距，需要进一步完善这一技术。在我国山区管道施工设备的研制上需要充分借鉴国外的先进经验，不断提高我国自动化技术水平，这样才能让我过综合机械的可靠性和技术性上都有明显的进步。在国外的一些先进设备中，具有代表性的主要有德国的岩石挖沟机、美国的筛分破碎铲斗、意大利的自行式管沟稀土回填机等。从国外的这些设备中可以看出，在山区地段专用的施工机械能极大程度上提高山区管道的施工效率，也能保证施工过程中的安全，另外其中的岩石粉碎、细土回填等功能也能减轻工作人员的工作负担。
4.沼泽和冻土融化地区
沼泽地段的地形特点有其自身的特殊性，施工机械在进出场和转场上都存在一定的难度，致使管材运输困难，管沟难以成型。所以在对沼泽地区的管道施工中，我们会依据现场的实际情况挖明沟排水，作业带晾晒，正常组队焊接，沉管下沟，来保证施工的有序进行，系统的施工方法还有待于进一步总结。
在冻土融合区域，一些大型机械设备的进入会致使地面返浆，进而给管道施工和管道设备运输转场造成了不同程度的影响、在此区域进行施工时，一般在进入段会采用沙石、木板来设置伴行路，来实现施工设备的强行开入，一旦车辆遇到问题沉陷则利用其它车辆将其推拉而出，车辆则可以继续前进，但从这一过程也可以看到，这种施工方法受客观条件影响较大，容易频繁出现突发事故，工作效率自然也没有保障，会导致施工成本的增加。
拉管法：在沼泽中打通一条航道，然后把用混凝土做保护层的长管放在岸上，拉管时配上浮筒，在船上开展焊接施工；然后拉入沟中拆除浮筒，这时管道就会降到沟底。但是这种方法的缺点在于成本较高、施工效率比较低。
推管法：建造一个管道下水甲板，也可以建筑一个安装好设备的图平台，在平台上进行管道的各类施工作业，然后把管道固定在浮筒上，锚固在地上的绞车上，最后从平台上推出。推管法的特点在于不需要交通河道，施工不会受天气的影响，另外焊接的质量也比较高。
5.总结
综上所述，在特殊地形条件中进行管道施工时存在很多问题，因此必须要创新施工的技术，以特殊地形为基础，汲取国外相关的先进技术，不断研究出更多适用于特殊地形施工的设备；同时也要提高施工人员的专业技能和个人素质，尽最大的可能提高在特殊地形中管道施工的质量，保证油气运输工作的顺利开展。
参考文献：
关键词： 非开挖技术；顶管；夯管；定向钻拉管
Key words： trenchless technology；top tube；pipe ramming；directional drilling trombone
中图分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）08-0130-03
1 非开挖技术简介
非开挖施工，在实际施工中一般泛指，由于受到地形、地质及其他因素制约，无法进行明开槽施工的条件下，进行的在基本不破坏原有地表特征，而在地表相应深度以下进行的施工。非开挖施工技术是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、更换各种地下管线的施工技术，国外叫做Trenchless technology 或 No-Dig。
1.1 非开挖技术的分类 非开挖技术包括管线的铺设、修复、更换和探查四个领域（图1）。
1.2 非开挖技术的优点 与传统的挖槽铺管的施工方法相比，非开挖施工具有以下主要优点：
①非开挖施工不阻断交通，不破坏道路和植被，无污染，无噪音，因而可以避免造成扰民问题、交通干扰问题，以及对环境建筑基础的破坏影响。②在开挖施工难以进行或根本不允许进行的情况下，采用非开挖技术可使管线施工成为可能，并且可将管线设计在施工工程量最经济合理的地点穿过。③减少了开挖施工的地下作业工程量，减小了在高地下水环境下作业的施工难度，增大了安全保证系数；加快了施工进度，缩短了施工工期；作业面小，可控制铺管方向，施工精度高，综合施工成本低。④成本低，应用广泛，有较好的经济效益和社会效益，特别是当埋深和管径越大时，其效益更加明显。
1.3 非开挖技术的常见施工技术介绍
1.3.1 顶管施工技术介绍 顶管施工方法是目前在市政施工过程中最常见、应用范围最广的一种非开挖施工技术。与其他非开挖技术相比较，顶管施工技术提出及投入使用时间较长，技术相对成熟，适用范围较广，操作稳定性较强，技术较易掌握，因此在城市燃气管网敷设施工过程中，需进行非开挖施工时，多选用顶管施工技术。
顶管施工其实质是顶“套管”施工，在完成套管的顶进施工后，正式燃气管道在套管中敷设。套管材质多为钢筋混凝土管，也可为钢管。燃气管道在套管中敷设时需采用方法固定，施工完成后，套管内可填充中粗沙，避免形成爆炸空间，套管两端用砖砌体封闭，避免进水加大燃气管道的腐蚀。重要地段（例如过河、过铁路）需在套管两端安装检漏管，检查监测套管内是否存在燃气。
1.3.2 夯管施工技术介绍 夯管施工技术在近十年来被大量应用于燃气管线工程施工，夯管施工顶进的仍为套管，其材质为钢管。多数用于穿越城市主干道，大型路口的非开挖施工。夯管施工技术与顶管施工技术原理基本相同，其最大区别点在于顶进机械的设置安装。顶管施工采用千斤顶作为顶进设备，千斤顶必须在顶管工作坑内依靠后背作为顶进时的支撑，后背承受顶进过程中的全部阻力；而夯管施工采用液压夯管锤或气动夯管锤作为顶进设备，不用依靠后背进行顶进。因为夯管施工的这一特点，其施工效率要高于顶管施工技术，同时由于顶进机械的革新，选用的材料，夯管施工的成本比顶管施工有所降低。因此，更高的施工效率，更低的工程成本，成为夯管施工技术明显优于顶管施工技术的两大优势。
1.3.3 定向钻施工技术介绍 定向钻施工技术在施工效率、施工成本上具有顶管和夯管施工技术所无法比拟的优势，而这种优势的形成，是源于定向钻施工技术的自身特点。①定向钻施工技术直接针对燃气管线本身，而并非像顶管、夯管施工技术一样是针对套管的施工方法。这一本质区别使定向钻施工避免了增加大量主材费、人工费，大幅度的降低了施工成本，同时由于不必进行套管施工，整体施工时间大幅度降低是必然的结果。②定向钻施工技术管道在钻进敷设过程中呈弹性曲线敷设，而非顶管、夯管施工技术的水平顶进敷设。③定向钻施工技术要求管材防腐采用三层PE防腐技术，同时由于主管道不必从套管中穿越障碍，燃气管网的电保护方案不必考虑局部增加带状牺牲阳极，即节省了投资，又缩短了施工周期。
2 顶管技术的施工方法
2.1 顶管施工技术的分类 顶管施工技术按照具体顶管施工方法可大致分为三大类：①人工掘进顶管施工法：最基本的顶管施工方法，在顶进过程中，由人工在套管前方掘土、出土。施工进度较慢，但施工成本较低，较适用于短距离顶管施工工程，而在长距离顶管施工中，由于人工费用的增加，会造成工程成本的的整体上浮。②机械掘进顶管施工法：在被顶进的管道前端安装机械钻进掘土设备，配置皮带运土机械代替人工挖运土的顶管方法。施工效率较高，但由于设备投资较大成本偏高，不适用于短距离顶管施工工程，同时受地质条件限制，无法应用于含水土层和岩石地层。③水力掘进顶管施工法：利用水力掘进工具管进行掘土，施工效率较高，但设备投资较大，对水源及泄泥场所有很高要求。如在短距离顶管工程中应用，会造成施工成本大幅度增加。通过综合考虑这三种顶管施工方法各自的优劣、成本，以及燃气管网敷设施工中使用非开挖施工技术的目的、施工成本，人工掘进顶管施工法成为燃气管线首选的，也是最常用的顶管施工方法（后文顶管施工法均指人工掘进顶管施工法）。
2.2 顶管施工的几个条件 在燃气管线顶管施工过程中，必需满足以下几方面条件，才能确定顺利完成顶管施工。①施工现场的详细地勘资料，水文资料，是制定顶管施工方案的基础资料。缺失相关资料，则方案的制定将无从谈起。同时，掌握第一手地勘情况，也是采用其他非开挖施工技术制定施工方案的先决条件。②掌握详实的施工现场地下管线资料，是制定顶管施工方案及其他非开挖施工方案的基本要求。③施工现场有足够的位置布置顶管工作坑和接受坑，是可以进行顶管施工的必要条件。顶管工作坑的长宽尺寸必需满足如下要求：
宽度：B=DW+2b+2c（1）
长度：L=l1+l2+l3+l4+l5（2）
式中DW——套管外径（m）；
b——套管两侧操作宽度，一般为0.8～1.6m；
c——撑板厚度，一般为0.2m；
l1——管子顶进后，尾端留在导轨上的最小长度，钢筋混凝土管一般为0.3～0.5m，钢管一般为0.6～0.8m ；
l2——每根管长度（m）；
l3——出土工作面长度，一般为1.0～1.8m；
l4——千斤顶组装总长度；
l5——千斤顶后座及后座墙的总厚度 （m）。
④各项施工数据的准确计算，尤其是千斤顶顶力计算，是顶管方案切实可行的保障。千斤顶顶力一般按下列公式计算：P=K[Lf（2PV+2PH+P0）+RA （3）
PV=gρhDW （4）
PH=gρ（h+DW/2）*tg2（45°-？准/2） （5）
式中P——最大顶力（N）；
K——安全系数，一般可取1.2；
L——管子顶进的总长度（m）；
f——管壁与土壤的摩擦系数，土壤含水量越小，取值越大；
PV——顶进管子上方的垂直土压力（N/m）；
PH——管子侧面的水平土压力（N/m）；
ρ——土壤密度 （kg/m3）；
h——管顶以上的土柱高度（m）；
DW——管子外径（m）；
？准——土壤的内摩擦角（°）；
P0——管子的重力（N/m）；
R——管前刃脚的阻力（N/m2），一般R=5×105N/m2；
A——刃脚正面积（m2）。
⑤顶管过程中，高程、角度的严密监测，随时校核调整，是保证顶管工程顺利进行的必要手段，是防治发生偏顶，造成工程失败的有效措施。
⑥顶管工作坑、接受坑属于深基坑施工，采用适当放坡、锚喷护壁、钢框架支护等施工技术措施处理坑壁及坑底，是确保施工安全，保证施工顺利进行的必要措施。
⑦顶管施工中使用触变泥浆，既可减少顶进阻力，加快施工进度；又能够对松散土质起到加固作用，降低了发生塌方的可能性，是提高施工效率，增加经济效益的有效措施。
2.3 钢筋混凝土管顶管施工特点 通过近几年来实际工程中的总结，笔者认为，顶管施工技术，根据使用管材的不同（即钢筋混凝土管和钢管）其顶管适用范围是不同的。
钢筋混凝土管顶管施工特点：管材规格多、管腔空间大，便于在套管内进行掘土施工，材质不存在腐蚀问题，抗压强度大，不易产生形变。但施工速度慢，施工所需机械型号偏大，需投入一定成本。
鉴于以上特点，钢筋混凝土管顶管施工适用于有足够工期的穿越河道、铁路路基、公路、桥涵的中长距离顶管施工，以及施工现场土壤腐蚀性较高的顶管施工。
3 工程实例
在2006年5月“平房西路燃气工程”施工过程中，由于现状化粪池无法拆除，且道路工期紧迫，要求5天后具备路面铺油条件，经过分析计算最终决定采用钢管顶管施工法穿越障碍。钢套管管顶距化粪池底部混凝土基础1.0米，距道路路面5.0米，顶管长度12米，采用DN700厚度为12mm的钢管作为套管，因工期要求工作坑无法采用锚喷护壁，采用工字钢框架密板支护。从工作坑开挖到完成燃气管线施工，向道路施工方移交工作面，共计用时3工作日，满足了道路要求，充分体现了钢套管顶管施工进度快的特点。虽然在现阶段燃气管线施工过程中大量使用了顶管技术，但需要指出的是在具备多项施工优势的同时，这种施工技术的不足也是相对明显的。
①施工进度偏慢，不适于在工期要求较高的工程中采用。②施工过程中允许的误差范围小，由于在顶进过程中可进行的纠偏程度极小，因此在进行地勘调查、高程、角度的监测校核调整工作时必需十分准确。极小的疏忽、误差都有可能造成管道在顶进过程中遇到无法通过的障碍，或引起塌方事故，致使整个工程报废。③顶管工作坑、管道接收坑均为深基坑施工，如不能按要求做好坑壁的支护处理工作，形成安全隐患，极易导致基坑坍塌，造成重、特大安全事故。④燃气管道单管长度12米/根，如要整管穿入套管，则顶管工作坑的长度不应小于15米，会增加工作坑施工的难度，增大危险系数，造成工程成本明显上升。因此，在顶管施工后期的穿管施工中，往往会提前断管，每段管道长度在4～6米。这就造成燃气管道本身焊接、防腐等相应工程量成倍增加，在加大了施工量的同时，也增大管道发生渗漏的可能性。⑤顶管施工必须做好套管、主管道的防腐，电保护工作。钢筋混凝土套管接口处必须做好防水处理，避免地下水渗入套管，腐蚀主管道。钢套管及主管道在做好外层防腐的前提下，还要做带状牺牲阳极电保护处理，防止电化学腐蚀，加大了此部分的工程成本。同时，一旦因防腐、电保护工作疏忽，造成管道腐蚀，由于顶管施工往往敷设深度较深，不宜在保证用气的前提下进行管道更换，可能造成管网停气施工，增大管网运行成本。
可见，顶管技术的不足之处也是相当明显的。尤其施工进度偏慢，单项工程成本投入偏高的缺点，直接制约了顶管技术在燃气工程施工中的应用。同时，由于燃气管线施工具有施工周期短，投资相对较小的特点，因此，尽快出现能够更加适应燃气管线施工特点的非开挖技术，成为燃气管线施工管理、技术人员迫切的要求。
4 结论
通过以上分析不难看出，在现阶段的燃气管线施工中，由于地质条件、现场情况、施工周期、工程成本等多方面因素的制约，顶管施工技术、夯管施工技术、定向钻拉管施工技术均有所应用。那么，在燃气管线的非开挖施工过程中，如何选定最为合理的施工技术方案，个人认为应从以下诸方面综合考虑：
①根据详实可靠的地勘资料、地下管线资料，分析各种非开挖技术在此类地质条件下是否可行。确保施工能够顺利进行，保证安全施工，将施工中的危险系数降到最低，是选择施工技术方案时首先要考虑的问题。例如：现场土质过差，含沙量、含水量过高，土方施工中易形成塌方，不能或不宜进行深基坑开挖，则在考虑施工方案时，应首先考虑定向钻拉管施工。②根据施工现场条件，主要是根据施工现场面积，交通状况，相关部门对施工现场要求确定适宜的非开挖施工技术。③对于穿越灌渠、小河道，铁路路基的非开挖施工，建议在现场条件允许的情况下，采用钢筋混凝土顶管施工，避免沉降和渗水对燃气管道自身形成危害。④工程的工期要求是确定非开挖施工技术方案的重要因素。任何工程，都有明确的工期要求，无法达到工期要求，再优秀的施工方案也是纸上谈兵，不切实际，不可能被选用。工期要求越紧，越应选择施工效率高的施工技术方案。就三种非开挖施工技术的施工效率相比较，定向钻施工无疑是最快的，其次是夯管施工，再次是顶管施工。⑤在以上条件均能满足的条件下，施工成本的高低成为确定施工方法的决定性因素。作为燃气管线施工企业，在正常范围内尽量降低施工成本，提高利润空间是正常的也是必须的满足企业自身生存发展需要的合法行为。因此，在同等条件下，选择成本最低的施工技术方案，是符合企业经济利益效率要求的。
综上所述，相信通过对地形地质条件，现场施工环境，现场施工条件，施工工期要求，施工成本控制等多方面因素的综合考虑，在燃气管线的非开挖施工过程中，我们能够选择出最适合的施工方法。同时，随着各种非开挖技术的逐渐改进，日趋完善；随着新型非开挖技术的不断涌现，相信非开挖施工技术会越来越多的被应用到燃气管线的敷设施工中来，展现出它不可忽视的优势。
参考文献：
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
一 工程概况
新疆哈密大南湖电厂一期2×300MW机组配套供热工程，其中首站至环城路段的热力主管网设计压力采用2.5MPa，市区内热力管网及热力站设计压力采用1.6MPa，保温管生产工程量为一次热力网主管网管径DN1024×14mm共计20644m、市区内环城路一次热力网管径DN630×8mm共计4256m，一次热力网支网管径DN273×6 mm共计1112m、 管径DN325×7mm共计770m、管径DN426×7mm共计532m。
二施工部署
原材料准备
（1）聚乙烯独山子石化生产的聚乙烯原材料，为保证项目的顺利进行和实施，保温管生产单位在开工前与独山子石化公司签订了长期合作协议，独山子石化公司是我国大型聚乙烯生产、销售企业，所经销的产品均符合国家标准，经我公司合格供方评审会议审核通过列为合格供方。
（2）黑白料烟台万华生产的MDI和上海高桥石化三厂生产的聚醚多元醇，产品质量稳定可靠。
2、现场施工生产设备配备
三 施工工艺
3.1、预制直埋保温管工艺流程图
3.2、聚乙烯外护管生产工艺流程及质量控制
一）. 开机前准备：
1. 开机前仔细检查挤出机电压、气压、载荷是否符合工艺要求，设备运行是否正常，发现问题及时处理；在确定设备运行正常、工艺参数符合要求后方可开机。
2. 开机前，储料罐需装满原料，所添加的聚乙烯原料必须是干净干燥的，若外护管出现麻点及时调整聚乙烯混合比例或通知技术员，原料中不得有石子、铁丝、铁块等坚硬杂物。
3. 检查牵引机运转是否正常，调整牵引机使其符合工艺要求。
4. 检查跑车等辅助设施和所使用工具的完好情况。辅助设施出现问题及时解决。
二）. 开机拉管
1. 在确定准备工作准确无误后开机拉管，150机电机电流控制在110A以内。
2. 开机后，要保证聚乙烯储料罐不缺料，随时添加，不得因缺料造成断管子。
3. 每隔半小时检查各区温度，发现问题及时调整，确保温度符合工艺要求，避免由于温度原因引起产品质量问题。
4.每打一次卡子班长要用卡尺测量外护管壁厚，出现偏差及时调整，并做好记录。
5. 管皮切割要准确无误，长度11.58—11.62米，切割端口面要垂直，偏差不得超过1.5度；端口要刨平，不能有明显毛刺，将外护管内外塑料屑片清理干净，下班之前将所有塑料屑片清扫收集。要避免出现因切割尺寸不准确、端面不垂直、刨平不彻底而引起发泡时外护管不能使用的现象。
6. 必须严格控制外护管厚度，在技术要求上下浮动0.2毫米。超标达0.5毫米以上的外护管整管报废，外护管生产完毕后必须注明标识（管径、生产日期，生产班组，生产序号）后堆放到指定地点。
7. 机修工必须保证挤出机、牵引机及其附属设备的正常运转，设备出现问题必须随叫随到，及时处理，以最快速度解决问题，排除故障。
3.3 聚氨酯发泡工艺流程及质量控制
一）. 运管要求
1. 运管需及时，保证穿管器、发泡平台不落空并有储备钢管，生产完毕的保温管及时运出车间。
二）. 除 锈 工 序
把工作钢管吊到上管过桥架上，人工流动至除锈机的液压上管传送线，经抛丸除锈把管壁氧化锈层除尽，并在管壁抛成麻点有利聚氨酯泡沫的结合并输送至下管线。
三）. 穿 管 工 序
铁丝穿支架要求：
a. 所穿支架坡口朝向一致，坡口朝向进管方向。
b. 穿管前画线间距均匀，钢管两端第一组支架距管端40cm。
支架具体用量规定如下：
Φ32—Φ159为连体支架，钢管长度六米，每根5组；
Φ219—Φ1020为单个支架，需用铁丝串联，钢管长度12米。
四）. 直 管 发 泡 工 序
（一）、管端上堵：
1. 清洁堵头及排气孔，确保堵头表面干净无杂质、排气孔畅通。
2. 堵头及钢管涂油或其他材料，要均匀、全面，不得漏涂，。
3. 在钢管上垫上塑料布，启动液压上堵头，确保堵头与外护管紧密结合。
（二） 开注塑孔：
用皮尺测量外护管总长，确定外护管中心。
在外护管中心处用26钻头开注塑孔。
（三）. 注塑发泡：
1. 调整发泡台至水平位置，检查储料罐原料量，及时上料，。
2. 检查管端堵头是否符合要求，不符合要求及时调整。
3. 确定发泡密度及用料量，达到技术要求。
4. 开机前检查气压液压压力；黑白料温度25℃±2；注塑时间和注塑量等。注塑前再次检查相关人员准备情况，确保能够正常发泡后方可注塑发泡。随时调整注塑时间和注料量，确保发满并符合工艺要求。
5. 开机注塑，拆卸枪头并清洗干净。
6. 观察注塑孔，注意泡沫起况、起发时间等，待泡沫溢出时及时封堵注塑孔；管两端观察堵头排气孔排气情况，待排气完成泡沫溢出时，及时封堵排气孔,防止泡沫喷溅到其他保温管外表面。
7. 观察溢出泡沫，待泡沫完全固化后，处理注塑孔表面。清洁管两端泡沫，保温管管端泡沫坡度及内圆周线要求整齐。
8．保温管生产完毕后，及时贴上标识牌。
9.保温管管端偏心程度不得超过标准要求。
10.保温管外表面不得出现明显鼓包，发现后及时消除。
四 施工中常见问题及解决措施
1、聚氨酯保温管起发速度慢，此现象一般出现在早晨施工，因为气温突然降低或气温低所致。将环境温度、黑料温度升高即可解决。一般将黑料温度升至30－60℃，环境温度升至20－30℃即可。2、 聚氨酯保温管起发速度快此现象一般出现在中午施工，因为气温突然升高事气温太高所致。可将黑料用冷水泠却或夜间放在室外自然冷却，避免太阳直晒。3聚氨酯保温管泡沫强度较小且泡沬较软，此现象由黑白料比例失调引起，适当增大黑料比例即可(1：1—1.05)注意不能使黑料比例太大，否则，会使泡沬变脆，亦影响泡沬性能。
五 结论
1、保温所需螺旋钢管进场后，需进行严格的质量检验，特别对非常规型号的钢管，更应加大抽检数量，以保证工程质量；本工程在项目开工前期所进场的40根DN1024×14mm螺旋钢管，因钢管生产厂家对此种规格的钢管生产较少，生产设备的技术参数为调整好，导致厂家焊缝出现气孔、夹渣等缺陷，对前期项目的开展造成严重影响；
2、哈密地区昼夜温差较大，保温管生产过程中，现场技术人员需根据外部气温条件调整黑白料配比，以保证工程质量。
六参考文献
1、CJJ28-2004 城镇供热管网工程施工及验收规范；
2、CJJ/T81-98 城镇直埋供热管道工程技术规程；
一、概况：某公路改建工程起点桩号AK0+000，终点桩号AK10+600，全长10.6Km，设计为双向12车道，半幅平面设计为3m人行道+7m辅路+1m机非隔离带+16m主道+2.5m中央绿化带，面层及基层厚度为82cm，槽底处理深度为路面以下-162cm。道路开工时间为2011年3月5日，6月初完成路面沥青混凝土摊铺，6月底完成附属设施，由于AK8+900+AK9+600段一座跨越铁路箱涵未完全完工（铁路部门施工），处于交通半开放状态， 2011年7月上旬进行沥青面层弯沉检测合格。其余各项检测指标经自检及监理抽检合格，具备实体交工条件。
2011年8月6日早晨，AK8+000附近南侧人行道和机非隔离带路灯基础边等多处出现涌水现象，经排查涌水为路下过路压力排污管，路下管道埋深不详，联系厂家得知横穿公路的混凝土压力排污管道始建于上世纪八十年代初，管道压力数据为0.2~0.4MPa，埋深4米左右。8月9日早上在中央绿化带也出现涌水，同日上午，紧急采取措施，在管道上游开口对排水管道实行泄压改流。
为了保证新改建道路的安全性和路面的完整性，同时考虑经济效益和社会效益，建设单位会议决定，路下损坏的管道另行委托水利专业施工队进行拉管改道，路下被水冲刷损坏部位由我们进行补强处理，但不得破坏路面。按照建设单位的要求，结合以往施工经验并搜寻同类工程资料，决定采用打孔注浆补强方案，报建设单位同意后实施。
二、处理方案：
1、损坏程度及范围的界定
为了详细探明压力水冲刷造成的破坏，委托市市政质量监督站和市地质调查研究院分别采用大落锤和探地雷达对冒水区域进行现场检测。检测范围扩大到出水两边各50米。
2011年8月12日，市地质调查研究院采用美国进口SIR-20型探地雷达100MHZ和400MHZ现场每车道进行检测，检测长度以冒水为中心，向两边各延长50m，经过检测数据、图像分析出路面4m以下南半幅和北半幅分别有一处宽约5m，长约15m的明显软弱区域，厚度约2m，并且在管道两边各8m范围内可见隆起反射面。可以判断出路面结构层以下路基出现扰动、冲沟或空洞现象，降低了路基的承载力和道路的安全性。需要对路面基层以下扰动层或破坏层进行补强处理。
8月18日市市政质量监督站对该段进行了大落锤弯沉检测，检测结果为路面以下1.5m内结构层无破坏，弯沉值满足设计要求，与探地雷达检测结果可以吻合。
附图3：探地雷达检测后分析出的破坏区域
附图4：探地雷达检测剖面图像
2、处理前准备
2.1针对检测结果，划定补强范围
2.2联系切改漏水管施工单位，现场标记出新拉管的具置，并联系甲方走访附近企业和村民，调查该路段下所有的地下管线等设施，在现场做出明显的走向标记。防止钻孔时损坏已有管线。
2.3编写详细的技术交底和安全交底，具体落实到每一位操作工人。
2.4检查、调试施工机具是否运转正常，对进场工人进行安全教育培训。提前抽样检测水泥质量。
3、注浆处理方法
2.1注浆流程划定范围布点打孔（封堵废弃管口）制浆注浆养护检测
2.2划定范围根据探地雷达结合弯沉结果分析出路基受损范围和补强范围，详见附图。
附图5：打孔布点图
2.2布点
注浆范围划定后，根据需要注浆的面积和深度以及注浆设备型号，在路面进行打孔布点。为保证沥青油面的完整性，尽量选择布孔最少、躲开地下管线的原则，在检测划定的软弱区孔距布设成3.75*4m，孔位全部布置在交通标志线、机非隔离带、中央绿化带、人行便道上。检测划定的软弱区外需补强区孔距布设成7.5*6m，孔位同样布置在非黑色油面上。
2.3打孔 打孔采用专用锤完成。孔径60mm。孔深：检测划定范围内为软弱区底部，检测划定范围外需补强区为5m。
2.4制浆浆液采用325#水泥、高强石膏粉和水在专用制浆设备中制成，。浆液比重不得小于1.5。高强石膏粉用量为水泥用量的5%，浆液要做到随用随制。
2.5注浆 注浆前必须将已经废弃的管口封堵，注浆分为边缘注浆和内部注浆，首先根据划定的注浆范围，用较低的压力将注浆范围边缘孔眼注浆，注浆过程中根据压力和注浆量双控。边缘空隙注浆完成并经过24小时后，陆续进行内部孔眼的注浆，内部注浆采用梅花跳方式注浆，注浆泵选用单柱泵，可以注入比较稠的浆液。注浆压力控制在0.4MPa以内，压力不得太大，防止浆液对路面基层的破坏。并且在注浆过程中对路面进行水准测量监测，发现异常立即停止注浆。
2.6养护注浆过程及注浆后要对道路进行全封闭，养护不少于7天后再进行开放交通。
[Abstract] with the development of city construction,municipal engineering more and more underground pipelines, in the pipe jacking construction work well,receiving well and inspection wells, these wells located infront of shops, some in the intersection, some on thestreet houses nearby, but well above and is always around underground pipeline some power cable,telecommunications fiber optic cable, optical cable,military and water supply pipeline, gas pipeline. Due to the normal excavation or open caisson construction is very difficult, but a greater impact on the surrounding environment and hidden safety problems, therefore theupside down well construction method.
[keyword] upside down well; technology; construction characteristics;
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
倒挂井施工方法较多，可以采用砖砌倒挂，高压旋喷桩支护倒挂，灌注桩支护倒挂，钢板桩支护倒挂，而采用哪种施工方法，必须根据工程地质情况，地下管线情况以及成本控制各方面进行综合考虑。现结合我单位施工的南京市马家街、芦席营污水管道工程中倒挂井的应用进行总结。
一、工程概况
马家街、芦席营污水管道总长1499米，（其中D1000污水顶管约1042米，顶管工作井6座，顶管接收井3座，交叉井1座，DN1000开挖管84m，d400拉管182m）分马家街、芦席营两段。工作井、接收井平均埋深在6米左右，主要位于②-2粉砂层，且地下水位较高，土层自稳性能差，易坍塌，易产生流砂现场。工程主要位于马家街、芦席营两条街巷内部，道路狭窄，地下管线复杂，且井位距离民房较近，不具备大开挖及沉井施工条件。为了尽量减小对周围环境的影响决定采用倒挂井施工，外层为了保证倒挂井施工向下挖掘时井壁的稳定性与密水性，确保施工的质量与安全，采用高压旋喷桩在井壁四周先施工一圈帷幕墙隔渗，再进行钢筋混凝土倒挂井的开挖施工。
二、 工艺原理
“倒挂井”原理同逆作拱墙相似，也是用拱墙作为围护墙，拱墙形式有圆形闭合拱墙和和椭圆形闭合拱墙两种。施工时，拱墙水平方向分段施工，垂直方向分道施工，待上道拱墙合拢后再进行下道拱墙施工。不同的是，逆作拱墙的断面多成z字形，拱璧上下端宜加肋梁，材质为混凝土或钢筋混凝土。而”倒挂井”的拱墙断面成1字形，材质主要为烧结粘土砖，墙体内适当加钢筋混凝土圈梁。
三、钢筋砼倒挂井施工
倒挂井施工剖面图
为了保证倒挂井施工向下挖掘时井壁的稳定性与密水性，确保施工的质量与安全，在倒挂井外侧先施工二排双重高压旋喷桩，直径800mm，搭接300mm，再进行钢筋混凝土倒挂井的开挖施工，为更好的起到防渗作用，外侧高压旋喷桩深入底板下6.5m处，并在底板下4m范围内满喷高压旋喷桩。
倒挂井每道高度在设计图上有严格规定，必须按照设计图纸施工。必须在第1层井壁合拢后再往下挖土施工第2层。按照设计图纸要求，整个基坑井墙围护每1.0m一层施工。井墙轴线沿曲率半径方向的误差不超过±40mm，平整度不大于10mm。井墙施工采用连续施工，每层井墙施工时间要在24~36小时内完成。
按开挖断面往下挖土，挖土采用人工挖土装斗，8吨汽车吊配合垂直提升到地面堆堆放。因第一层土结构松散，需做护壁保护，护壁做至第一层顶部（在一般土层中，每节井壁高度宜为1500mm，）。挖土至够第一节的施工高度后，开始绑钢筋（钢筋与第二节的搭接部分没入土中），然后按结构要求支设模型浇注砼。待砼达到一定强度后继续挖土，直至挖够第二节的施工高度，然后绑钢筋立模型浇注砼（施工第二节时，要预留与第三节相连的钢筋；第一节预留的搭接钢筋清除干净后与第二节连接）。如此循环下去直至工作井底部。底板钢筋与最后一节预留钢筋连接后进行封堵。
由于地下管线较多，高压旋喷桩施工时受管线阻断，止水帷幕未能按设计搭接，存在间隙。倒挂井施工时大量的流砂从该间隙涌进井内，由于地下水位较高，流砂压力大，从内部封堵较为困难，漏砂严重的将造成井室及周边路面塌陷，给倒挂井施工增加了极大的难度，也使工程成本增加。对于漏砂的处理，项目部经过多种方法实践发现采用深井降水的方法最为经济、有效。倒挂井施工前根据井室大小、埋深及地下水位等情况预先在井边打设降水井，提前进行降水，待水位降至井室主体以下时再进行倒挂井施工，这样施工时便不会有流砂涌入，保证了倒挂井施工的质量和安全。
通过在该工程中的成功运用，使我们对倒挂井施工技术有了更进一步的认识，作为一种简单有效的施工方法，倒挂井施工不仅能满足施工要求，加快施工进度，也能更好的节约施工成本，为工程的顺利完工奠定基础。
