非开挖施工队浅析电力工程中的非开挖技术

非开挖技术是指在不开挖或少开挖地表的情况下，进行地下管线的铺设、修复置换和探测的施工技术。它是钻探和电子技术在地下管线施工领域的拓展和延伸。非开挖技术具有不开挖地面、不影响交通、不影响市容、不损坏建筑、方向性好、社会效益显著等特点，正在受到越来越多的电力企业的广泛采用。

1.非开挖设备的组成部分

1.1导航系统

导航系统主要用于在钻进过程中对钻头定位，以确定钻头的倾斜角度和钻进方向。它是由发射器、接收器、控制台、遥控显示器、电源等组成，而且包含有软件系统的导航部分。它不仅能绘制施工图，还能对工程进行评价、分析、实时记录设备运行数据、打印施工资料等。目前.雷达导航的非开挖高端技术在国内已见采用。计算机导航技术已被普遍运用于许多领域。

1.2主机

主机主要由发动机、液压系统、机载泥浆泵、动力钳、钻杆及其装卸系统等组成。它用于提供钻进、回拖的动力以及对钻进的控制。目前，国产的非开挖机在钻头100r/m1n的转速下，扭矩已达15000～20000N/m。

1.3钻具

钻具主要由钻头、回扩钻头、钻杆等组成。不同的施工需要和不同的地质条件要选用不同的钻头。非开挖工程使用的钻杆与地质勘探的钻杆有所区别，有很大的弹性、韧性和抗扭强度，耐磨损。钻具在航道钻通以后.还要对通道回扩和牵引管线.使电缆便于穿过。

1.4泥浆搅拌系统

泥浆搅拌系统由泥浆罐和高压输送泵及高压连接管构成。该技术可用来铺设直径40mm至25OOmm的各种地下管线。距离可达十几米至几千米，直径2.5m的非开挖管线胜过常规的电缆隧道。在老城城网的升压改造、钱塘江过江煤气管线和过长江石油管线工程中得到充分的利用。该项技术与传统的“挖槽埋管法”相比，具有不破坏环境、不影响交通、施工精度高、施工安全性好、周期短、成本低、社会经济效益显著等优点。

2.非开挖技术分析，以导向钻进铺管技术为例

非开挖技术按施工工艺可分为：导向钻进铺管技术、遁地穿梭铺管技术、顶管掘进铺管技术、顶管铺管技术。其中导向钻进非开挖地下管线施工技术是利用岩钻掘随钻测量的技术手段，在不开挖地表的条件下进行地下管线的铺设、更换或修复的一项新技术，即一种“钻孔埋管法”。导向钻进铺管技术的优点是，采用导向仪导向，导向探测与管线探测相结合，能有效调整钻头，避开管线，适合复杂地层条件下施工。铺管直径、长度和材料范围较宽，适合1000mm以下的管径，主要采用PE管铺设和钢管铺设，对地表干扰小，施工速度快，施工精度高，是发展最快的一种非开挖施工法。又因为城区的地下管网比较复杂，所以我们进行非开挖施工时大多采用导向钻进铺管法。

首先，对所铺设管线的位置地形进行测量，设计出钻孔的最佳曲线，开挖工作坑和接受坑。其次，进行导向钻的施工。先用放置在地表的导向钻机，根据预先设计的铺管线路钻一个远小于预铺管道口径的导向孔，然后回拖回扩头，将孔径扩大到超过预铺管道口径的1.2―1.5倍，随后将管线拉入，实现非开挖铺设新管。导向钻铺管施工由3个阶段组成，即钻导向孔、回拖扩孔和回拖管材。

2.1钻导向孔

用导向钻头从预定的入土点以一定的倾角准确地按规定管线走向钻进。导向钻头为前端带喷射口的斜面非对称式钻头，内部放置有定位信号发射仪，钻头前端喷射出高压泥浆的射流作用与钻头的切削作用共同在地下形成孔壁，泥浆还起到润滑和降温作用，并使孔壁迅速固定成型。在地面上用接收机可以探测到钻头在地下的经纬坐标、深度、倾斜率、斜面方向等参数，通常每钻进一根钻杆定位一次。一般说来，钻杆长度随机型而变，机型越大，钻杆越长。钻机操作人员根据测出的参数，判断钻孔位置与设计轨迹的偏差，随时进行调整，确保钻孔沿设计轨迹前进。当回转和给进同时进行时，钻孔呈直线延伸，而只给进不回转时，受斜面反力作用，钻孔朝钻头斜面的方向偏转。钻杆不断补接，直到钻头达到接收井或从目标位置钻出地面。

2.2回拖扩孔

导向孔完成以后，在接收井中或目标位置将导向钻头更换为直径大于已有管孔的锥形回扩头。这种钻头表面有呈螺旋状排列的高硬度碳化钨金属，使之在回拉钻杆的作用下将孔扩大，钻头圆周上分布的小孔可喷射出高压泥浆，其作用与钻导向孔过程相似。在回程扩孔时，泥浆泵会向孔壁提供足够的钻进泥浆液，在松动的孔壁表面迅速形成一层护壁泥浆层，回抽时要在回扩头后侧不断补接钻杆。回扩头到达钻机后，在接收井接上新回扩头再次回扩。扩程可反复多次，使管孔直径逐次扩大，直到管孔达到设计要求。

2.3回拖管材

扩孔结束后，应用清孔器进行清孔。清孔时要注意泥浆比重，保证泥浆质量。当清孔达到了铺管要求后，进行回拖前的准备工作，复查管材的质量及搬运过程中是否损伤，管材焊（连）接是否符合规定，检验完毕后方可铺设。回拖管材时，产品管材在扩好的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑，这样既减少了回拖阻力，又保护了管材在回拖时防腐层的磨损。此时，操作人员要注意控制好钻机的拉力和速度，确保所铺设管材不受损害。最后，在完成牵引管施工后，才开始砌筑检查井。

3.非开挖技术施工现场质量的保证

（1）必须严格坚持施工中的导向工艺。因为导向可以检测和引导钻杆按设计轨迹运行，一般应每2m左右测量一次钻头的位置，以4.5m的钻杆为例，每根钻杆钻进中应测量2次以保汪不偏离设计轨迹。

（2）设计的钻进轨迹应严格按标准执行。合理的施工曲线长度和穿越深度是保证安全的重要手段。若由于现场环境的限制，在出、入土角不能保证要求的情况下，应增长顶管长度，避免发生在回拖时发生管材拉断的事件。

（3）对横向的顶管作业需要的慎重设计。为横向顶管由于工井位置的限制，一边已经固定，加上入、出土角的限制（6～2O度角）。若遇到问题很难变动，必须被逼从其它管线当中穿越，会带来极大的风险。

（4）如前所述，严格竣工资料和走向图纸的验收和存档。

4.结束语

开挖回填的方法容易损坏原有管线，渣土外运引起漏洒扬尘，回填坑槽及恢复路面容易造成不均匀沉降，路面下陷或突起，给车辆和行人带来许多的不便。所以，电力工程中的非开挖技术就显得十分重要。与传统的挖槽施工法相比，非开挖技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、社会效益显著等优点，尤其适合在一些无法实施开挖作业的地区，如闹市区、高速公路、铁路、建筑物、河流、农作物及植被保护区等，进行管线铺设、更新或修复。实践证明，导向钻进非开挖地下管线施工技术是一项先进、实用性强、适用面广、经济效益和社会效益良好的施工技术。目前，这项技术尚有待于进一步的提高。

来源：用户4249572201