非開(kāi)挖施工技術(shù)總結(jié)

摘要本文首先簡(jiǎn)介了非開(kāi)挖技術(shù)的發(fā)展歷史，然后詳細(xì)簡(jiǎn)介了定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)、頂管鋪管技術(shù)的施工原理和有關(guān)內(nèi)容，簡(jiǎn)樸簡(jiǎn)介了盾構(gòu)法、沖擊矛法、夯管法、螺旋鉆進(jìn)法和微型隧道法的鋪管施工技術(shù)。最終簡(jiǎn)介了非開(kāi)挖技術(shù)在地下管道的修復(fù)方面的施工技術(shù)。關(guān)鍵詞：非開(kāi)挖技術(shù)，定向鉆進(jìn)，頂管法，管道修復(fù)技術(shù)目錄摘要 0目錄 0第一章非開(kāi)挖技術(shù)概述 1§1.1非開(kāi)挖技術(shù)簡(jiǎn)介 1§1.2非開(kāi)挖技術(shù)的發(fā)展歷程 2§1.3非開(kāi)挖技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì) 3§1.4非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 4§1.5非開(kāi)挖技術(shù)的構(gòu)成分類(lèi) 5第二章重要的非開(kāi)挖施工技術(shù) 5§2.1定（導(dǎo)）向鉆進(jìn)鋪管技術(shù) 52.1.1地層勘察、地下建（構(gòu)筑物）及地下管線探測(cè) 72.1.2鉆進(jìn)軌跡的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 82.1.3鉆機(jī)的選擇和配制鉆液 92.1.4鉆導(dǎo)向孔 92.1.5回拉擴(kuò)孔 112.1.6鋪管和管端處理 122.1.7水平定向鉆技術(shù)上的瓶頸 12§2.2頂管鋪管法 132.2.1頂管施工的分類(lèi) 142.2.2頂管法的施工原理 152.2.3頂管施工的重要工序 162.2.4幾種頂管機(jī)的平衡原理 172.2.5頂管法施工對(duì)管型的規(guī)定 182.5.6頂管施工中影響頂力的幾種關(guān)鍵原因 192.2.7頂管質(zhì)量技術(shù)保證措施 202.2.8頂管法與盾構(gòu)法的不一樣 21§2.3其他鋪管施工措施 212.3.1盾構(gòu)鋪管法 212.3.2沖擊矛鋪管法 232.3.3夯管錘鋪管技術(shù) 242.3.4螺旋鉆進(jìn)鋪管 252.3.5微型隧道 26§2.4管道的修復(fù)技術(shù) 282.4.1翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)技術(shù) 292.4.2牽引法修復(fù)技術(shù) 302.4.3纏繞法修復(fù)技術(shù) 312.4.4內(nèi)襯HDPE管法修復(fù)技術(shù) 322.4.5噴涂法修復(fù)技術(shù) 332.4.6碎（裂）管法修復(fù)技術(shù) 33第三章非開(kāi)挖技術(shù)的展望 35參照文獻(xiàn) 36第一章非開(kāi)挖技術(shù)概述§1.1非開(kāi)挖技術(shù)簡(jiǎn)介非開(kāi)挖技術(shù)是指以至少的開(kāi)挖量或不開(kāi)挖的條件下鋪設(shè)、更換或修復(fù)多種地下管線的一種施工新技術(shù),已被聯(lián)合國(guó)環(huán)境保護(hù)署認(rèn)定為環(huán)境友好的施工新技術(shù)。它可廣泛用于穿越高速公路、鐵路、建筑物、河流、湖泊,以及在市區(qū)、古跡保護(hù)區(qū)、農(nóng)作物或植被保護(hù)區(qū)等進(jìn)行污水、自來(lái)水、煤氣、電力、電訊、石油、天然氣等地下管線的施工。此外,非開(kāi)挖技術(shù)還可用于降水工程、隧道工程、基礎(chǔ)工程以及環(huán)境治理工程等領(lǐng)域。盡管非開(kāi)挖施工技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)有百余年歷史,不過(guò)大規(guī)模應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代,先從幾種發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始,繼而推向世界各國(guó)。在歐洲,由于都市建設(shè)歷史悠久,都市地下管網(wǎng)腐蝕和破損嚴(yán)重,因此非開(kāi)挖管道更換和修復(fù)技術(shù)使用得最早、也最廣。在日本,為了滿(mǎn)足污水管道施工的需要,首先開(kāi)發(fā)了小口徑頂管施工(微型隧道)技術(shù)。在美國(guó),在油氣管道和通訊電纜施工的驅(qū)動(dòng)下,水平定向(導(dǎo)向)鉆進(jìn)技術(shù)得以迅速發(fā)展。據(jù)不完全記錄,目前在發(fā)達(dá)國(guó)家中,非開(kāi)挖設(shè)備制造商和材料供應(yīng)商達(dá)400多家,工程承包商達(dá)4000余家,多種非開(kāi)挖施工措施達(dá)百余種。近年來(lái)，伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代非開(kāi)挖技術(shù)在我國(guó)得到日益廣泛的應(yīng)用。目前，加速發(fā)展我國(guó)的非開(kāi)挖技術(shù)產(chǎn)業(yè)的規(guī)定呼聲日趨高漲，中國(guó)非開(kāi)挖技術(shù)協(xié)會(huì)近來(lái)多次規(guī)定國(guó)內(nèi)從事技術(shù)部門(mén)來(lái)研究非開(kāi)挖技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)理論，盡快地為我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域趕超國(guó)外先進(jìn)水平提供科學(xué)根據(jù)，使我國(guó)非開(kāi)挖工程技術(shù)處在靠近或到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。實(shí)際上，目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)處在高速發(fā)展階段,用非開(kāi)挖技術(shù)開(kāi)挖多種工程的增長(zhǎng)速度極快，但我國(guó)人均管道的占有量遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，據(jù)1998年的數(shù)據(jù)，我國(guó)自來(lái)水和下水道的人均占有量?jī)H分別為0.18m/人和0.1m/人,而歐洲地區(qū)人均擁有的上、下水道則為12m/人。分別是我國(guó)人均值的66.6倍和120倍。而都市各類(lèi)管網(wǎng)的地下化和都市交通、通訊的立體化是未來(lái)都市建設(shè)的重要發(fā)展方向?！?.2非開(kāi)挖技術(shù)的發(fā)展歷程非開(kāi)挖技術(shù)自60年代初開(kāi)始在西方發(fā)達(dá)國(guó)家興起，現(xiàn)已成為一項(xiàng)政府支持、社會(huì)倡導(dǎo)、企業(yè)參與的新技術(shù)。開(kāi)挖技術(shù)是管道施工技術(shù)的一次革命。1900—1960年初期非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用。（1）尤其是二戰(zhàn)后，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)的重建；（2）用于穿越鐵路、公路、河流等短距離施工；（3）回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)（水平濕鉆）、水平螺旋鉆進(jìn)（水平干鉆）、人工頂管。1960—1985年—現(xiàn)代非開(kāi)挖技術(shù)的興起和發(fā)展（1）生活水平的提高、交通的發(fā)展、老式施工措施成本的提高；（2）開(kāi)發(fā)了多種非開(kāi)挖鋪設(shè)、更換和修復(fù)的措施和設(shè)備、奠定了現(xiàn)代非開(kāi)挖技術(shù)的基礎(chǔ)。1985—目前—現(xiàn)代非開(kāi)挖技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用（1）非開(kāi)挖措施和設(shè)備的完善，交通、環(huán)境保護(hù)、法律意識(shí)的增長(zhǎng)，成本減少、政府支持；（2）形成新的產(chǎn)業(yè)：設(shè)備制造商（約100家）、材料供應(yīng)商（約400家）、工程承包商（6000-8000多家）、征詢(xún)企業(yè)、科研院所。我國(guó)非開(kāi)挖技術(shù)的使用與發(fā)展，大體可分為兩個(gè)階段:1953~1985年是第一階段，是老式非開(kāi)挖技術(shù)階段，1985后為第二階段，為現(xiàn)代非開(kāi)挖技術(shù)階段。與國(guó)際非開(kāi)挖協(xié)會(huì)成立一致。我國(guó)最早使用的非開(kāi)挖措施是頂管法，1953年在北京初次使用，后來(lái)逐漸推廣，并仍在使用。從80年代開(kāi)始，水平鉆機(jī)和螺旋鉆機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)，此類(lèi)設(shè)備方向不可控，鉆機(jī)能力小，鋪設(shè)管道直徑一般在300mm以?xún)?nèi)，鋪管長(zhǎng)度在50m內(nèi)。1985年開(kāi)始現(xiàn)代非開(kāi)挖技術(shù)進(jìn)人中國(guó)，首先發(fā)展了頂管技術(shù)，引人了中繼間頂管技術(shù)、觸變泥漿技術(shù)、自動(dòng)測(cè)斜糾偏技術(shù)以及土壓平衡和水壓平衡技術(shù)，頂管直徑可達(dá)3m，一次頂進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)上千米，并且成功運(yùn)用于水下施工。微型隧道方面，引進(jìn)了日本ISEKI企業(yè)的Unclemole,TTC600等掘進(jìn)機(jī)械。用水平鉆機(jī)RB-5穿越黃河，1995年從美國(guó)Augers企業(yè)引進(jìn)DD-60/R2鉆機(jī)，成功穿越漢江、海河。1994年引進(jìn)了美國(guó)Vermeer企業(yè)的D-10型導(dǎo)向鉆機(jī)，完畢了導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管。氣動(dòng)沖擊矛方面，我國(guó)吉林大學(xué)自行研制了KCM-130等可控沖擊矛。很明顯，我國(guó)在非開(kāi)挖技術(shù)方面存在比較明顯的差距，首先是國(guó)內(nèi)技術(shù)力量比較微弱，另首先就是市政管理部門(mén)的監(jiān)管力度，1996年10月1日公布實(shí)行的我國(guó)《都市道路管理?xiàng)l例》中明確規(guī)定:“新修道路5年不準(zhǔn)挖，修復(fù)道路3年不準(zhǔn)挖”，這也表明我們政府對(duì)市政工程施工技術(shù)規(guī)定的提高?？梢灶A(yù)見(jiàn)，非開(kāi)挖鋪管技術(shù)必然在未來(lái)的市政工程中得到愈加廣泛運(yùn)用，并大力發(fā)展?！?.3非開(kāi)挖技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì)現(xiàn)代非開(kāi)挖地下管線施工技術(shù)，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，是鉆探工程技術(shù)結(jié)合工程物探、計(jì)算機(jī)技術(shù)、巖土工程技術(shù)及新材料等技術(shù)的一項(xiàng)重要延伸。非開(kāi)挖技術(shù)在國(guó)外已廣泛使用，在國(guó)內(nèi)也逐漸普及。與其他技術(shù)相比，非開(kāi)挖技術(shù)起步較晚。不過(guò)在近來(lái)20數(shù)年中，非開(kāi)挖技術(shù)無(wú)論在理論上，還是在施工工藝方面，均有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。非開(kāi)挖技術(shù)是極為重要的一種鋪設(shè)管道的工程手段，采用非開(kāi)挖技術(shù)鋪設(shè)管道具有若干得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。與老式的開(kāi)挖施工相比，非開(kāi)挖施工技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì)有如下幾點(diǎn)：（1）在管線施工時(shí)無(wú)需對(duì)路面和地表“開(kāi)膛破肚”，處理了長(zhǎng)期以來(lái)困擾都市地下管線建設(shè)工程的難題：阻斷交通、破壞環(huán)境、影響商店、醫(yī)院、學(xué)校和居民的正常生活和工作秩序。（2）不開(kāi)挖地面就能穿越公路、鐵路、河流，甚至能在建筑物底下穿過(guò)，是一種安全有效的施工技術(shù)。（3）非開(kāi)挖技術(shù)不開(kāi)挖地面，故而被鋪設(shè)管道的上部土層未經(jīng)擾動(dòng)，管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生段差變形，其管道壽命亦不小于開(kāi)挖法埋管。（4）采用房下非開(kāi)挖技術(shù)能節(jié)省一大筆征地拆遷費(fèi)用，減少動(dòng)遷用房，縮短管線長(zhǎng)度，有很大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。§1.4非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非開(kāi)挖施工技術(shù)重要應(yīng)用于如下幾種方面：（1）地下管線施工：各類(lèi)管線（自來(lái)水、污水、雨水、石油、天然氣等管道，以及通訊、動(dòng)力和信號(hào)等電纜線）的鋪設(shè)、更換、修復(fù)；（2）管棚支護(hù)：地下人行過(guò)道、地鐵、地下車(chē)庫(kù)等工程的構(gòu)造性支護(hù)；（3）環(huán)境治理：在受污染的地下水和地層中設(shè)置水平環(huán)境治理井；（4）其他：基礎(chǔ)工程（鋼管樁、微樁、土釘）、邊坡、路基、大壩等工程（排滲孔、降水孔和注漿孔等）、以及降排水、地?zé)峋┕?、瓦斯的排放和煤層氣開(kāi)發(fā)等?！?.5非開(kāi)挖技術(shù)的構(gòu)成分類(lèi)非開(kāi)挖技術(shù)可分為三大類(lèi)：鋪設(shè)新管線、修復(fù)置換舊管線、探測(cè)原有管網(wǎng)。（1）鋪設(shè)新管線施工技術(shù)：導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管法、定向鉆進(jìn)鋪管法、氣動(dòng)矛鋪管法、夯管錘鋪管法、螺旋鉆進(jìn)鋪管法、推擠頂進(jìn)鋪管法、微型隧道鋪管法、盾構(gòu)法和頂管法。（2）修復(fù)舊管線施工技術(shù)：原位固化法、原位換管法、滑動(dòng)內(nèi)插法、變形再生法、局部修復(fù)法。（3）探測(cè)地下管網(wǎng)：地下管線探測(cè)儀（非金屬管道探測(cè)儀、金屬管道探測(cè)儀、塑料管道探測(cè)儀、電力電信纜線探測(cè)儀和井蓋探測(cè)儀等）、供水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)儀（流量水壓記錄儀、漏區(qū)診斷儀、漏點(diǎn)定位儀等）、電信線路故障定位儀、氣體故障檢測(cè)儀、管中攝影儀、探地雷達(dá)、聲納系列。第二章重要的非開(kāi)挖施工技術(shù)大口徑的管道鋪設(shè)的施工措施重要有盾構(gòu)法和大直徑頂管法；小口徑的管道鋪設(shè)的施工措施重要有：微型隧道法、水平螺旋鉆進(jìn)法、定（導(dǎo)）向鉆進(jìn)法、氣動(dòng)矛法、夯管法和頂桿法?！?.1定（導(dǎo)）向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)水平定向鉆施工是一種采用定向鉆機(jī)和控向儀器，在預(yù)先確定的方向上通過(guò)導(dǎo)向鉆進(jìn)、擴(kuò)孔、拉管等工藝過(guò)程實(shí)行管線敷設(shè)的非開(kāi)挖施工措施。該措施是我國(guó)非開(kāi)挖鋪設(shè)地下管線施工措施中發(fā)展最快、技術(shù)最先進(jìn)、設(shè)備最完善、應(yīng)用最廣泛的一種，在非開(kāi)挖技術(shù)領(lǐng)域里占據(jù)著主導(dǎo)地位。由于其施工速度快、對(duì)周?chē)h(huán)境影響小、可穿越地下障礙物和地面建造物等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。定向鉆進(jìn)是采用水射流或擠壓的方式成孔。鉆孔鉆進(jìn)由兩種作用來(lái)控制，一是楔形鉆頭的偏壓導(dǎo)向作用，另一種是高壓水射流的偏心沖蝕作用。在地表接受鉆頭內(nèi)探頭發(fā)出的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔軌跡的控制。定向鉆進(jìn)的施工原理大體和導(dǎo)向鉆進(jìn)相似，應(yīng)當(dāng)說(shuō)定向鉆進(jìn)技術(shù)和導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)之間沒(méi)有嚴(yán)格的界線。因小型定向鉆進(jìn)采用的鉆孔軌跡測(cè)量、控制技術(shù)與大中型的不一樣樣，因此國(guó)際上用的分類(lèi)措施是將鋪設(shè)小直徑、較短管線的小型定向鉆進(jìn)稱(chēng)為導(dǎo)向鉆進(jìn)，而將大中型鉆進(jìn)稱(chēng)為定向鉆進(jìn)。非開(kāi)挖定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)重要合用于松散地層,可用來(lái)鋪設(shè)直徑﹤600mm的各類(lèi)管線,鋪管長(zhǎng)度可達(dá)400～500m。一般采用干式和濕式2種措施成孔。干式成孔采用擠壓鉆頭、沖擊錘和探頭室構(gòu)成；濕式成孔鉆具由向壓噴射鉆頭及探頭室構(gòu)成。定向鉆進(jìn)的基本原理：按預(yù)先設(shè)定的地下鋪管軌跡鉆一種小口徑先導(dǎo)孔，隨即在先導(dǎo)孔出口端的鉆桿頭部安裝擴(kuò)孔器回拉擴(kuò)孔，當(dāng)擴(kuò)孔至尺寸規(guī)定后，在擴(kuò)孔器的后端連接旋轉(zhuǎn)接頭、拉管頭和管線，回拉鋪設(shè)地下管線。技術(shù)特點(diǎn)：1）合用范圍較廣。該施工技術(shù)合用于粘土、粉土、砂土等多種土質(zhì)；2）合用管材包括管徑在DN40～DN的塑料管、PVC管、PE管、HDPE管、鋼管、電纜、光纜等多種不一樣材質(zhì)的工程管線；3）作業(yè)操作面小。只需挖有一定深度的作業(yè)坑就可以，鉆孔過(guò)程在預(yù)先挖好的發(fā)射坑和接受坑之間進(jìn)行；4）施工設(shè)備的穿越精度高，可滿(mǎn)足管道工程的控制規(guī)定；5）在施工過(guò)程中減少了對(duì)地貌和環(huán)境的破壞。它的優(yōu)勢(shì)是可以靈活處理施工中碰到的地層復(fù)雜狀況。在導(dǎo)向或擴(kuò)孔過(guò)程中如碰到大塊石，或其他障礙物，不能形成一條合格的孔道時(shí)，可以再換一種位置另打一條，不會(huì)導(dǎo)致管材的損失。它的局限就是對(duì)施工場(chǎng)地有一定規(guī)定，所鋪設(shè)管道的兩端都必須有足夠長(zhǎng)的空地，假如有一端靠近建筑物，沒(méi)有開(kāi)挖下管坑的場(chǎng)地，就不能單獨(dú)運(yùn)用定向鉆進(jìn)完畢鋪管。水平定向鉆進(jìn)鋪管的施工次序?yàn)椋旱刭|(zhì)勘探、規(guī)劃和設(shè)計(jì)鉆孔軌跡、配制鉆液、鉆先導(dǎo)孔、回拉擴(kuò)孔、回拉鋪管、管端處理。2.1.1地層勘察、地下建（構(gòu)筑物）及地下管線探測(cè)地層勘察重要理解有關(guān)地層和地下水的狀況，為選擇鉆進(jìn)措施和配制鉆液提供根據(jù)。其內(nèi)容包括：土層的原則分類(lèi)、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基巖深度和含卵礫石狀況等。可采用查資料、開(kāi)挖和鉆探、物探等措施獲取。地下管線探測(cè)重要理解有關(guān)地下已經(jīng)有管線和其他埋設(shè)物的位置，為管線設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)鉆進(jìn)軌跡提供根據(jù)。一般采用綜合物探法，按其定位原理分為：電磁法、直流電法、磁法、地震波法和紅外輻射法等，并結(jié)合鉆探、靜力觸探、土工試驗(yàn)等技術(shù)。2.1.2鉆進(jìn)軌跡的規(guī)劃與設(shè)計(jì)鉆孔軌跡是指鉆孔在三維空間中的存在狀態(tài)，實(shí)際工作中常用鉆孔的深度、頂角(或傾角)和方位角來(lái)表達(dá)鉆孔軌跡上某點(diǎn)的空間位置。鉆孔頂角：用θ表達(dá)，單位為度，是鉆孔軌跡上某點(diǎn)的切線與鉛垂線之間的夾角。90-θ稱(chēng)為傾角。鉆孔方位角：用α表達(dá)，單位為度，是鉆孔軌跡上某點(diǎn)的切線在水平面上的投影線與正北(N)方向線之間的夾角(順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?。鉆孔深度：是指測(cè)點(diǎn)距地表的鉛垂距離，單位為m。在定向鉆進(jìn)中尚有一種很重要的參數(shù)，那就是工具面向角。工具面向角用φ表達(dá)，單位為度，是指在與鉆具垂直的平面內(nèi)，造斜鉆具的造斜方向與鉆孔的終點(diǎn)方向(在鉆孔彎曲平面內(nèi))間的夾角。覆蓋深度：完畢巖土勘察，確定了穿越的軌跡，就可確定穿越的覆蓋深度。影響原因有:定向孔施工對(duì)地面道路、建筑物或河流的影響，以及對(duì)該位置已經(jīng)有管線的影響。推薦穿越的最小覆蓋深度不小于鉆孔最終回?cái)U(kuò)直徑的6倍以上；在穿越河床時(shí)，應(yīng)在河床斷面最低處5m如下。8°～20°的入出土角合用于大多數(shù)的穿越工程。對(duì)地面始鉆式，入土角和出土角應(yīng)分別在6°～20°(取決于欲鋪設(shè)管的直徑)；對(duì)坑內(nèi)始鉆式，入土角和出土角一般應(yīng)采用0°或近似水平。進(jìn)行大曲率造斜鉆進(jìn)前最佳先鉆一段直線段。造斜段曲率半徑是由待鋪管線的彎曲特性來(lái)確定的，管徑越大曲率半徑越大。入土點(diǎn)或出土點(diǎn)與欲穿越的第一種障礙物之間的距離(例如道路、溝渠等)應(yīng)至少不小于3根鉆桿的長(zhǎng)度。與水體的最小距離應(yīng)至少為5～6m，以保證不發(fā)生泥漿噴涌。從鉆進(jìn)技術(shù)角度考慮，第一段和最終一段鉆桿柱應(yīng)是直線的，即沒(méi)有垂直彎曲和水平彎曲，這兩直線段的長(zhǎng)度應(yīng)不小于10m。導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)與否合理對(duì)管線施工能否成功至關(guān)重要。鉆孔軌跡的設(shè)計(jì)重要是根據(jù)工程規(guī)定、地層條件、地形特性、地下障礙物的詳細(xì)位置、鉆桿的入出土角度、鉆桿容許的曲率半徑、鉆頭的變向能力、導(dǎo)向監(jiān)控能力和被鋪設(shè)管線的性能等，給出最佳鉆孔路線。2.1.3鉆機(jī)的選擇和配制鉆液水平定向鉆機(jī)無(wú)論大小，操作與用途都是相似的。一般，鉆機(jī)都采用機(jī)械或液壓驅(qū)動(dòng)鉆桿，通過(guò)鉆桿對(duì)孔底鉆頭施加回轉(zhuǎn)扭矩、給進(jìn)或回拖力。對(duì)水平定向鉆進(jìn)穿越鋪管的鉆機(jī)來(lái)說(shuō)，回轉(zhuǎn)扭矩和回拖力是其重要參數(shù)，它們是根據(jù)工程大小及規(guī)定選擇鉆機(jī)的重要根據(jù)。鉆液具有冷卻鉆頭（冷卻和保護(hù)其內(nèi)部傳感器）、潤(rùn)滑鉆具，更重要的是可以懸浮和攜帶鉆屑，使混合后的鉆屑成為流動(dòng)的泥漿順利地排出孔外，既為回拖管線提供足夠的環(huán)形空間，又可減少回拖管線的重量和阻力。殘留在孔中的泥漿可以起到護(hù)壁的作用。在不一樣的地質(zhì)條件下，需要不一樣成分的鉆液。鉆液由水、膨潤(rùn)土和聚合物構(gòu)成。水是鉆液的重要成分，膨潤(rùn)土和聚合物一般稱(chēng)為鉆液添加劑。鉆液的品質(zhì)越好與鉆屑混合越合適。當(dāng)碰到不一樣地層時(shí)，及時(shí)調(diào)整鉆液的性能以適應(yīng)鉆孔規(guī)定。2.1.4鉆導(dǎo)向孔鉆直孔時(shí)給進(jìn)加回轉(zhuǎn)，造斜時(shí)只給進(jìn)不回轉(zhuǎn)。運(yùn)用造斜或穩(wěn)斜原理，在地面導(dǎo)航儀引導(dǎo)下，按預(yù)先設(shè)計(jì)的鋪管線路，由鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)帶鍥型鉆頭的鉆桿，從A點(diǎn)到B點(diǎn)（見(jiàn)圖2-1）鉆一種與設(shè)計(jì)軌跡盡量吻合的導(dǎo)向孔（平面誤差100毫米）。鉆導(dǎo)向孔的關(guān)鍵技術(shù)是鉆機(jī)、鉆具的選擇和鉆進(jìn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制。要根據(jù)不一樣的地質(zhì)條件以及工程的詳細(xì)狀況，選擇合適的鉆機(jī)、鉆具和鉆進(jìn)措施來(lái)完畢導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)。監(jiān)測(cè)與控制：在鉆進(jìn)導(dǎo)向孔時(shí)能否按設(shè)計(jì)軌跡鉆進(jìn)，鉆頭的精確定位及變向控制非常重要。鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)鉆頭的監(jiān)測(cè)措施重要通過(guò)隨鉆測(cè)量技術(shù)獲取孔底鉆頭的有關(guān)信息。孔底信號(hào)傳送的措施重要有：電纜法和電磁波法。電磁波法的測(cè)量范圍較小，一般在300m以?xún)?nèi)水平發(fā)射距離，測(cè)量深度在15m左右。圖2-1定向鉆鋪管進(jìn)示意圖電磁波法測(cè)量的原理為：在導(dǎo)向鉆頭中安裝發(fā)射器，通過(guò)地面接受器，測(cè)得鉆頭的深度、鴨嘴板的面向角、鉆孔頂角、鉆頭溫度和電池狀況等參數(shù)，將測(cè)得參數(shù)與鉆孔軌跡進(jìn)行對(duì)比，以便及時(shí)糾正。地面接受器具有顯示與發(fā)射功能，將接受到的孔底信息無(wú)線傳送至鉆機(jī)的接受器并顯示，以便操作手能控制鉆機(jī)按對(duì)的的軌跡鉆進(jìn)。目前，電磁波法在中小型鉆機(jī)上應(yīng)用較多，缺陷是必須隨鉆跟綜監(jiān)控。電纜法在長(zhǎng)距離穿越中，尤其是地形復(fù)雜的工程中應(yīng)用較多。長(zhǎng)處是抗干擾能力強(qiáng)，不要隨鉆跟蹤；但其操作復(fù)雜，選用的信號(hào)線必須強(qiáng)度高（不易拉斷）、耐磨、絕緣性能好。鉆進(jìn)導(dǎo)向孔時(shí)，每2～3m應(yīng)進(jìn)行一次測(cè)量計(jì)算，作出實(shí)際鉆孔軌跡曲線圖，發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)軌跡有偏差，及時(shí)進(jìn)行糾偏鉆進(jìn)。糾偏鉆進(jìn)是通過(guò)使用斜面鉆頭或定向高壓水射流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。糾偏鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿柱不轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)鉆具面向角調(diào)整到位后，鉆機(jī)傳到鉆頭的只有向前的推力，鉆頭斜面接觸的土體被擠密，因而土體會(huì)給鉆頭斜面一種反作用力Q，如圖2-2所示，反作用力的分力Q2使鉆頭偏斜。高壓水射流糾偏鉆進(jìn)是由2種作用來(lái)控制的，一是斜面鉆頭的偏壓導(dǎo)向作用，另一種是高壓水射流的定向沖蝕作用。糾偏鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿柱不轉(zhuǎn)動(dòng)，高壓水射流僅向一種方向射出而沖蝕土體，同步鉆頭斜面上受到的反作用力使鉆頭方向變化，從而實(shí)現(xiàn)定向鉆進(jìn)。圖2-2斜面鉆頭受力示意圖2.1.5回拉擴(kuò)孔回?cái)U(kuò)過(guò)程中必須根據(jù)不一樣地層狀況以及現(xiàn)場(chǎng)出漿狀況確定回?cái)U(kuò)速度和泥漿壓力，保證成孔質(zhì)量。導(dǎo)向孔鉆成孔后，卸下鉆頭，換上合適尺寸和符合地質(zhì)狀況的特殊類(lèi)型的回?cái)U(kuò)鉆頭，使之可以在拉回鉆桿的同步，又可將鉆孔擴(kuò)大到所需尺寸。一般采用逐層擴(kuò)孔；預(yù)埋管徑以?xún)?nèi)采用排土法擴(kuò)孔，以外采用擠壓法成孔，以保證鋪管后地面不致于沉降，不留隱患。在回?cái)U(kuò)過(guò)程中和鉆進(jìn)過(guò)程同樣，自始至終泥漿攪拌系統(tǒng)要向鉆頭和回?cái)U(kuò)鉆頭提供足夠的泥漿。擴(kuò)孔器類(lèi)型有桶式、飛旋式、刮刀式等：穿越淤泥粘土等松軟地層時(shí)，選擇桶式擴(kuò)孔器較合適，擴(kuò)孔器通過(guò)旋轉(zhuǎn)，將淤泥擠壓到孔壁四面，起到很好的固孔作用；當(dāng)?shù)貙虞^硬時(shí)，選擇飛旋或刮刀式擴(kuò)孔器成孔很好。一般規(guī)定選擇的最大擴(kuò)孔器尺寸按下表考慮?；虬翠佋O(shè)管徑的1.2～1.5倍，這樣可以保持泥漿流動(dòng)暢通，保證管線能安全、順利的拖入孔中。同徑鋪設(shè)時(shí)，導(dǎo)向孔完畢之后，可直接回拖鋪管。終孔孔徑一般應(yīng)為管線外徑的1.2～1.5倍。不一樣地層應(yīng)采用不一樣的擴(kuò)孔器。分級(jí)擴(kuò)孔原則：一級(jí)φ200mm、二級(jí)φ250mm、三級(jí)φ300mm、四級(jí)φ400mm、五級(jí)φ500mm等。根據(jù)設(shè)計(jì)的成孔直徑，由小到大分級(jí)擴(kuò)孔，直至擴(kuò)到工藝規(guī)定的孔徑。2.1.6鋪管和管端處理擴(kuò)孔完畢，在拖管坑一端的鉆桿上，再裝擴(kuò)孔器與管前端通萬(wàn)向接、特制拖頭等連接牢固，啟動(dòng)導(dǎo)向鉆機(jī)回拉鉆桿進(jìn)行拖管，將預(yù)埋管線拖入孔內(nèi)，完畢鋪管工作。在拖管的同步加入專(zhuān)用防潤(rùn)土進(jìn)行泥漿護(hù)壁。在條件許可的狀況下，可將所有管線一次性連接。當(dāng)拖管結(jié)束后，采用挖掘機(jī)將擴(kuò)孔器及管前端挖出，拆除擴(kuò)孔器及萬(wàn)向接，處理造斜段，施工檢查井，恢復(fù)路面，清場(chǎng)。2.1.7水平定向鉆技術(shù)上的瓶頸技術(shù)上存在的最大瓶頸在于原有地下管線的精確定位和施工后敷設(shè)管道實(shí)際管位的測(cè)量。地下管線原有基礎(chǔ)資料不詳或缺失；都市建設(shè)發(fā)展迅速，路面狀況變化較大；既有的物探技術(shù)又存在局限性，摸清原有地下管線的管位比較困難。尤其是對(duì)原有的非開(kāi)挖施工形成的地下管線。非開(kāi)挖管線深度一般超過(guò)4m，尤其是穿越大型道路、河流時(shí)，深度到達(dá)近10m甚至超過(guò)20m。由于道路拓寬改造等原因，諸多道路進(jìn)行了加高，管道埋深也對(duì)應(yīng)加深。常用的地下管線探測(cè)儀器很難將該類(lèi)管道精確定位。此外，都市地下管線種類(lèi)繁多，特性各不相似，單一的探測(cè)措施很難把施工區(qū)域內(nèi)的地下管線完全探測(cè)清晰，而一旦有遺漏或是探測(cè)不準(zhǔn)就給后來(lái)的施工留下隱患。這些令人擔(dān)憂(yōu)的狀況對(duì)都市地下管線的規(guī)劃管理、建設(shè)施工及地下空間的合理運(yùn)用產(chǎn)生重大影響，近年來(lái)許多重大地下管線受損事故發(fā)生的重要原因均是非開(kāi)挖管道竣工資料不準(zhǔn)及物探成果誤差大。定向鉆進(jìn)竣工后的管位數(shù)據(jù)原先重要根據(jù)導(dǎo)向儀提供的數(shù)據(jù)，由于導(dǎo)向儀很輕易受到干擾，在特殊區(qū)域如河面很寬、周?chē)蓴_大、場(chǎng)地全是堆積物或障礙物無(wú)法行走等狀況下，要想獲得精確的導(dǎo)向數(shù)據(jù)是很困難的，甚至是不也許的。同步，導(dǎo)向儀測(cè)定的數(shù)據(jù)是相對(duì)深度，而非絕對(duì)標(biāo)高，受到地形地勢(shì)的影響。此外，導(dǎo)向儀測(cè)定的數(shù)據(jù)為導(dǎo)向過(guò)程中鉆頭的深度，通過(guò)回?cái)U(kuò)、回拖工序后管道的埋深由于回?cái)U(kuò)器下沉等原因已與導(dǎo)向過(guò)程中的深度不一樣。我們需要的是管道竣工后的最終深度，這是導(dǎo)向儀無(wú)法提供的?！?.2頂管鋪管法頂管施工技術(shù)最早始于1896年美國(guó)的北太平洋鐵路鋪設(shè)工程的施工中。1948年日本第一次采用頂管施工措施，在尼崎市的鐵路下頂進(jìn)了一根內(nèi)徑600mm的鑄鐵管，頂距只在6米。歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家最早開(kāi)發(fā)應(yīng)用頂管法，1950年前后，英、德、日等國(guó)家相繼采用。我國(guó)較早的頂管施工約在上世紀(jì)50年代，初期重要是手掘式頂管，設(shè)備也較簡(jiǎn)陋。我國(guó)頂管技術(shù)真正較大的發(fā)展是從上世紀(jì)80年代中期開(kāi)始。1988年上海研制成功我國(guó)第一臺(tái)土壓平衡掘進(jìn)機(jī)。通過(guò)近些年的大量實(shí)際施工應(yīng)用和理論研究，我國(guó)的頂管施工技術(shù)持續(xù)處在高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在某些方面已經(jīng)于世界領(lǐng)先技術(shù)并駕齊驅(qū)。年，上海隧道股份有限企業(yè)在江蘇常州完畢了2050m、直徑2m的鋼筋混凝土頂管施工，是當(dāng)時(shí)最長(zhǎng)的頂管工程。年9月，全長(zhǎng)3600m、埋深為23-25m、直徑為1.8m的鋼制管，成功穿越黃河，無(wú)論從管路的頂進(jìn)長(zhǎng)度、下管深度、和復(fù)雜的地理環(huán)境，還是鋼管直徑大小在國(guó)內(nèi)尚屬初次。其中最長(zhǎng)的一段長(zhǎng)達(dá)1259m，要穿越黃河并且土質(zhì)還是較厚的砂礫層，既是我國(guó)非開(kāi)挖技術(shù)創(chuàng)新突破的關(guān)鍵工程，也是目前世界上復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑鋼管一次性頂進(jìn)距離最長(zhǎng)的頂管工程。年，中鐵十局十企業(yè)在長(zhǎng)江引水工程中采用國(guó)產(chǎn)直徑2200mm鋼管，雙管齊下同步頂進(jìn)2500m。這些例子表明我國(guó)的頂管施工技術(shù)已經(jīng)到達(dá)了一種全新的里程碑，與世界先進(jìn)水平不相伯仲。頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來(lái)的一種地下管道施工措施，它不需要開(kāi)挖面層，并且可以穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及多種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過(guò)土層一直推到接受井內(nèi)吊起。與此同步，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實(shí)現(xiàn)非開(kāi)挖敷設(shè)地下管道的施工措施。尤其對(duì)于下穿黃浦江的電力電纜工程。頂管法是一種非常有效的施工措施。頂管施工中，頂進(jìn)管一般選用鋼筋混凝土管和鋼管，其中鋼管規(guī)定沒(méi)有腐蝕的狀況下可以敷設(shè)。在選擇頂進(jìn)管材料后，要對(duì)其長(zhǎng)度和直徑進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，一次性使用越長(zhǎng)的管，其相對(duì)的經(jīng)濟(jì)成本就越低，可調(diào)控性也越高；而直徑方面，由于有工人在上面施工作業(yè)，因此內(nèi)徑不不不小于500mm，然后根據(jù)頂進(jìn)管所受荷載和工程性質(zhì)來(lái)確定管壁厚度，進(jìn)而計(jì)算出外徑。2.2.1頂管施工的分類(lèi)（1）按所頂進(jìn)的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指Ф2m以上的頂管，人可以在其中直立行走。中口徑頂管的管徑多為1.2～1.8m，人在其中需彎腰行走，大多數(shù)頂管為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為500～1000mm，人只能在其中爬行，有時(shí)甚至爬行都比較困難。微型頂管的直徑一般在400mm如下，最小的只有75mm。（2）按一次頂進(jìn)的長(zhǎng)度（指頂進(jìn)工作坑和接受工作坑之間的距離）分：一般距離頂管和長(zhǎng)距離頂管。頂進(jìn)距離長(zhǎng)短的劃分目前尚無(wú)明確規(guī)定，過(guò)去多指100m左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢見(jiàn)不鮮，可把500m以上的頂管稱(chēng)為長(zhǎng)距離頂管。（3）按頂管機(jī)的類(lèi)型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機(jī)械頂管（泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式）。手掘式頂管的推進(jìn)管前只是一種鋼制的帶刃口的管子（稱(chēng)為工具管），人在工具管內(nèi)挖土。掘進(jìn)機(jī)頂管的破土方式與盾構(gòu)類(lèi)似，也有機(jī)械式和半機(jī)械式之分。（4）按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材的頂管。（5）按頂進(jìn)管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。2.2.2頂管法的施工原理頂管施工法是先在工作井內(nèi)設(shè)置支座和安裝主千斤頂，所需鋪設(shè)的管道緊跟在工具管后，在主千斤頂推力的作用下工具管向土層內(nèi)掘進(jìn)，掘出的泥土由土泵或螺旋輸送機(jī)排出或以泥漿的形式通過(guò)泥漿泵經(jīng)管道排出，推進(jìn)一節(jié)管道后，主千斤頂縮回，吊裝上另一節(jié)管道，繼續(xù)頂進(jìn)。如此往復(fù)，直至管道鋪設(shè)完畢。管道鋪設(shè)完后，工具管從接受井吊至地面。頂管法施工原理如圖2-3所示：圖2-3頂管法施工原理圖2.2.3頂管施工的重要工序1）頂進(jìn)措施的選擇：管道頂進(jìn)措施的選擇，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)勘探資料、管徑、地下水位、附近地上與地下建筑物、構(gòu)筑物和多種設(shè)施等原因，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：a.在粘性土或砂性土層，且無(wú)地下水影響時(shí)，宜采用手掘式或機(jī)械挖掘式頂管法。b.在軟土層且無(wú)障礙物的條件下，管頂以上土層較厚時(shí)，宜采用擠壓式或網(wǎng)格式頂管法。c.在粘性土層中必須控制地面隆陷時(shí)，宜采用土壓平衡頂管法。d.在粉砂土層中且需要控制地面隆陷時(shí)，宜采用加泥式土壓平衡或泥水平衡頂管法。e.在頂進(jìn)長(zhǎng)度較短、管徑小的金屬管時(shí)，宜采用一次頂進(jìn)的擠密土層頂管法。2）工作坑及其布置：工作坑是頂管施工操作的場(chǎng)所。要在坑內(nèi)布置千斤頂、導(dǎo)軌等設(shè)施。排水管道頂進(jìn)的工作坑，一般設(shè)在檢查井位置。土質(zhì)不穩(wěn)定的工作坑壁應(yīng)支設(shè)支撐。為了防止工作坑地基沉降，固定導(dǎo)軌、使頂管位置方向精確，應(yīng)在坑底修筑基礎(chǔ)或加固地基，常采用碎石、砼或鋼筋砼基礎(chǔ)，對(duì)土質(zhì)密實(shí)地基，可采用方木基礎(chǔ)。3）管道頂進(jìn)：施工時(shí)，首先選擇工作坑位置，開(kāi)挖工作坑。然后按照設(shè)計(jì)管線的位置和坡度，在工作坑底修筑基礎(chǔ)，基礎(chǔ)上設(shè)置導(dǎo)軌，管子安放在導(dǎo)軌上頂進(jìn)。頂時(shí)前，在管前端開(kāi)挖一種深約30-50厘米、斷面形狀與所頂管道相似的坑道，然后用千斤頂將管道頂入，經(jīng)多次開(kāi)挖及頂進(jìn)的循環(huán)。4）頂管接口：頂管為鋼管時(shí)的接口宜采用電弧焊接。管段在頂進(jìn)前與已頂入的管段，在管內(nèi)焊接起來(lái)，這種接口施工簡(jiǎn)樸。而混凝土管的接口就較復(fù)雜。如下為鋼筋混凝土管接口措施：鋼筋混凝土企口插口管接口處采用橡膠墊、橡膠圈及麻絲油氈等嵌縫材料。管口內(nèi)側(cè)應(yīng)留有10～20mm的空隙；頂緊后兩管間的孔隙宜為10～15mm。5）管道壓漿：管道頂進(jìn)完畢及檢查井施工完畢后應(yīng)對(duì)所有管線進(jìn)行壓漿施工，通過(guò)每節(jié)管道預(yù)留的壓漿孔進(jìn)行壓漿，以防止管道頂進(jìn)施工管頂超挖后地面出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。2.2.4幾種頂管機(jī)的平衡原理泥水平衡式頂管機(jī)是在加入添加劑、膨潤(rùn)土、粘土以及發(fā)泡劑等使切削土塑性液化的同步，將切削刀盤(pán)切削下來(lái)的土砂用攪拌機(jī)攪拌成泥水狀，使其充斥開(kāi)挖面與管道隔墻之間的所有開(kāi)挖面，使開(kāi)挖面穩(wěn)定。土壓平衡頂管機(jī)的基本工作原理是先由工作井中的主頂進(jìn)油缸推進(jìn)頂管機(jī)前進(jìn)，同步刀回旋轉(zhuǎn)切削土體，切削下的土體進(jìn)入密封土倉(cāng)與螺旋輸送機(jī)并被擠壓，形成一定的土壓；再通過(guò)螺旋輸送機(jī)的旋轉(zhuǎn)，輸送出切削的土體。控制螺旋輸送機(jī)的出土量或頂管機(jī)前進(jìn)速度，來(lái)控制密封土倉(cāng)內(nèi)的土壓力值，使此土壓力與切削面前方的靜止土壓力和地下水壓力保持平衡，從而保證開(kāi)挖面的穩(wěn)定，防止地面的沉降或隆起。多功能頂管機(jī)集機(jī)械、液壓、激光、電控(含PLC)、測(cè)量技術(shù)為一體，是既可在具有較大礫石、卵石等的軟土中施工，又可在巖石或復(fù)雜地質(zhì)條件中進(jìn)行自動(dòng)化非開(kāi)挖地下管道施工的先進(jìn)設(shè)備。2.2.5頂管法施工對(duì)管型的規(guī)定管材質(zhì)量是頂進(jìn)施工中的個(gè)控制原因，頂管施工對(duì)接口尺寸精度規(guī)定很高，密封性能直接影響使用功能。施工中要根據(jù)不一樣的頂距，臺(tái)理安排各婁管節(jié)。頂管法用的混凝土管骨架是螺旋形焊接的雙層鋼筋籠，離心式旋轉(zhuǎn)制成?；炷凉懿捎昧⑹戒撃耔T，以便使管子表面光潔度高、制造精度高。從而使頂進(jìn)力由管子端面大面積承受，減小因頂進(jìn)阻力過(guò)大導(dǎo)致的管子損壞，制造管子時(shí)，以高密度聚乙烯作為管子內(nèi)襯，以破璃纖維強(qiáng)化塑料作為管子外襯。強(qiáng)化用的潦層厚度可達(dá)50mm。以增長(zhǎng)管子的耐久性。在小口徑項(xiàng)管施工中，因出土較難，多為一次頂進(jìn)結(jié)束后再進(jìn)行管內(nèi)排土。因混泥土管接口處耐壓及密封較差，不利于排土，因此小口徑頂管多以鋼管頂進(jìn)為主。在大口徑管道的頂管施工中，目前重要采用2種材質(zhì)的管型：混凝土管和鋼管。而無(wú)論采用哪種管型，因其管內(nèi)空是較大，出土工作已經(jīng)不成問(wèn)題，關(guān)鍵在于怎樣提高頂進(jìn)速度和長(zhǎng)度，怎樣提高頂進(jìn)精確度的問(wèn)題上?；炷凉芤蛲獗诖植?，管壁較厚，摩阻力及端阻力都較大，需要的頂進(jìn)力也大，從而不利于進(jìn)行長(zhǎng)距離的頂管施工。同步，因其自重大，管與管的連接多為柔性連接口，如頂進(jìn)距離較長(zhǎng)，輕易使管子在軸線方向上產(chǎn)生較大的彎曲變形，從而使摩阻力成倍的增長(zhǎng)。這樣，既損耗大量的頂力，又因直線性不好而影響到施工質(zhì)量。鋼管剛不一樣，因其外壁阻力及端阻力較小，自重較輕，可大大減少施工所需總頂力，從而為減少中繼間的數(shù)量、提高頂進(jìn)長(zhǎng)度及速度提供了保障。因鋼管直線性很好，管節(jié)長(zhǎng)短調(diào)整以便，可以滿(mǎn)足多方面的質(zhì)量規(guī)定。鑒于以上原因，目前大口徑長(zhǎng)距離的頂管施工大多數(shù)采用鋼管作為首選的鋼材。而中短距離的頂管施工則偏向于用混凝土管。因市場(chǎng)上中短距離的大口徑混凝土的頂管施工的項(xiàng)目較多，伴隨施工的積累，頂管施工技術(shù)相對(duì)比較成熟些。而長(zhǎng)距離大口徑的鋼管項(xiàng)管施工項(xiàng)目不是諸多，因此，在大口徑、長(zhǎng)距離的鋼管項(xiàng)管施工中，有必要對(duì)其施工工藝進(jìn)行深入的研究和完善。2.5.6頂管施工中影響頂力的幾種關(guān)鍵原因 頂管施工中影響頂力的原因多且復(fù)雜，既有一定的規(guī)律性，也有其特殊性，重要有如下幾方面：1）土層性狀：重要包括土的重度、粘聚力、內(nèi)摩擦角、含砂量和地下水位。作用于管外壁的土壓力與土的重度、粘聚力和內(nèi)摩擦角等有關(guān)，土的含砂量大小影響管與土之間的摩擦系數(shù)，地下水位變化影響土的有效重度。因此，當(dāng)上進(jìn)原因變化時(shí)，作用于管外壁的摩阻力將隨之變化．從而影響頂力的大小。2）頂管尺寸、埋深和管材摩阻力的大小與管徑、管長(zhǎng)及埋深成正比關(guān)系，同步頂管外壁粗糙度越大，則管與土間的摩擦系數(shù)就越大，從而使頂力增大。3）注裳效果：在管外壁與土之間注入潤(rùn)滑泥漿，能有效地防止管與土層的直接接觸，對(duì)減小頂進(jìn)阻力非常有效。實(shí)際注漿效果直接影響摩阻力的減小程度，據(jù)實(shí)測(cè)注漿后頂力一般可減小至注漿前的25%～30%。4）施工原因：頂進(jìn)過(guò)程中若停歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則重新啟動(dòng)時(shí)頂力會(huì)增大，四面松土?xí)湓诠鼙谏媳?shí)，同步水分也會(huì)從減阻漿液中離析出來(lái)，使減阻作用失效，導(dǎo)致頂進(jìn)阻力增大。在頂進(jìn)過(guò)程中管線不可防止地會(huì)偏離設(shè)計(jì)軌跡，戰(zhàn)需進(jìn)行糾偏。重要根據(jù)管外壁上不對(duì)稱(chēng)的土壓力使管線變化方向，由此將增大頂進(jìn)阻力，一般在進(jìn)出洞口處糾偏次數(shù)較多，阻力將明顯增大。除直頂管外，目前曲線頂管也得到大量的使用。在頂管施工設(shè)計(jì)中，頂力的計(jì)算成果直接影響工作井的設(shè)計(jì)、管節(jié)強(qiáng)度確實(shí)定、中繼環(huán)的布置以及頂進(jìn)設(shè)備的選擇等，假如頂力不在正常范圍之內(nèi)也許擊因頂力過(guò)大導(dǎo)致后座墻頂裂、管材頂爆或因頂力過(guò)小完全頂不動(dòng)等后果，因此對(duì)頂管工程的成敗具有重要的影響。長(zhǎng)距離管道的重要困難是，設(shè)置在頂進(jìn)坑內(nèi)的主千斤頂?shù)耐祈斄τ邢?，局限性以克服管道長(zhǎng)距離頂進(jìn)時(shí)碰到的總阻力。但愿增長(zhǎng)頂管單程頂進(jìn)的長(zhǎng)度時(shí)，需要采用有關(guān)的措施，如增長(zhǎng)主千斤頂?shù)捻斄?、減少管道周?chē)c地層的摩擦力、中途設(shè)置輔助千斤頂（中繼環(huán)）、減小頂管承受的正面阻力等。目前在發(fā)展長(zhǎng)距離頂管技術(shù)的過(guò)程中，減摩和設(shè)置中繼環(huán)兩項(xiàng)措施已得到較多研究，并已成為成熟的技術(shù)。為了適應(yīng)長(zhǎng)距離頂進(jìn)管道的需要，研制了中繼環(huán)（又稱(chēng)中繼間、中間站）。即在管道頂進(jìn)的中途設(shè)置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動(dòng)力繼續(xù)頂進(jìn)管段，延長(zhǎng)頂管的頂進(jìn)長(zhǎng)度，滿(mǎn)足鋪設(shè)長(zhǎng)距離管道的需要。采用中繼環(huán)時(shí)，管道沿全長(zhǎng)提成若干段，在段與段之間設(shè)置中繼環(huán)。中繼環(huán)是一種由鋼材制成的圓環(huán)，內(nèi)壁上設(shè)置有一定數(shù)量的短行程千斤頂，產(chǎn)生的推頂力可用于推進(jìn)中繼環(huán)前方的管道。2.2.7頂管質(zhì)量技術(shù)保證措施1)測(cè)量控制：a.首先將設(shè)計(jì)中心線做好現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移工作。當(dāng)工作坑挖好后來(lái)將中心線移到工作坑內(nèi)，控制好軌道方向及管中心線，注意高程變化，在施工中，隨時(shí)檢查偏差狀況，工作坑一定要精確無(wú)誤。b.工作坑內(nèi)的高程控制點(diǎn)不得少于兩個(gè)，施工測(cè)量必須做到先閉合后使用的原則。2)頂進(jìn)與接口：a.后背牢固可靠，后背計(jì)算要進(jìn)行復(fù)核。b.穩(wěn)軌要細(xì)心，用經(jīng)緯儀找方向，用水平儀控制高程，要多次復(fù)核，各道工序（如道軌鋪設(shè)、高程測(cè)設(shè)等）必須用文字交底。c.管前挖土?xí)r，根據(jù)土質(zhì)狀況，應(yīng)隨挖隨頂，最多不得超過(guò)管端30cm必須向前頂進(jìn)一次。管下135度嚴(yán)禁超挖，管上部超挖不得不小于1.5cm。3)頂進(jìn)過(guò)程測(cè)量：在頂?shù)谝还?jié)管時(shí)，以及在校正偏差的過(guò)程中，測(cè)量間隔不超過(guò)30cm，保證管道入土的位置對(duì)的，管子頂進(jìn)入土層后來(lái)的正常頂進(jìn)，測(cè)量間隔不適宜超過(guò)100cm。a.中心測(cè)量。頂進(jìn)長(zhǎng)度在50cm范圍內(nèi)，可采用垂球拉線的措施，規(guī)定兩垂球的間距盡量拉大，用水平尺測(cè)量頭一節(jié)管前端的中心偏差，一次頂進(jìn)50cm，采用經(jīng)緯儀測(cè)量。b.高程測(cè)量。用水準(zhǔn)儀及特制高程尺，根據(jù)工作坑內(nèi)設(shè)置的水準(zhǔn)高程點(diǎn)標(biāo)高（設(shè)兩個(gè)），測(cè)頭一節(jié)管前端與后端管內(nèi)底高程，掌握頭一節(jié)管的走向趨勢(shì)，測(cè)量后應(yīng)與工作坑內(nèi)另一水準(zhǔn)點(diǎn)閉合。2.2.8頂管法與盾構(gòu)法的不一樣1）盾構(gòu)法的襯砌為管片，且每環(huán)管片要在盾構(gòu)機(jī)的盾尾進(jìn)行拼裝，拼裝好后一般不會(huì)再移動(dòng)；頂管法的襯砌為管節(jié)，且每環(huán)管節(jié)是一次預(yù)制成功的，由頂進(jìn)裝置依次頂進(jìn)，直至第一節(jié)管節(jié)抵達(dá)接受井位置。2）盾構(gòu)法施工的盾構(gòu)千斤頂布置在盾構(gòu)機(jī)的支撐環(huán)外沿，而頂管法施工的主頂進(jìn)裝置布置在工作井內(nèi)，假如頂力局限性要加設(shè)中繼間。3）盾構(gòu)千斤頂活塞的前端必須安裝頂塊，頂塊必須采用球面接頭，在頂塊與管片的接觸面上安裝橡膠或柔性材料的墊板。頂管法的主頂千斤頂?shù)男谐涕L(zhǎng)短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r(shí)，必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。4）盾構(gòu)機(jī)內(nèi)有拼裝管片的拼裝機(jī)，而頂管機(jī)內(nèi)沒(méi)有。5）盾構(gòu)法重要用于大斷面都市地下隧道、水工隧道、公路隧道的施工；頂管法重要合用于斷面稍小某些的都市地下管線的鋪設(shè)。§2.3其他鋪管施工措施2.3.1盾構(gòu)鋪管法盾構(gòu)法是隧道暗挖施工法的一種，它是運(yùn)用盾構(gòu)機(jī)前端是與盾構(gòu)機(jī)體同等直徑的刀盤(pán)，在與土壤接觸時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并加入適量的液體，使切削下來(lái)的土與液體在刀回旋轉(zhuǎn)的攪拌作用下，成為泥狀流塑體，通過(guò)螺旋輸送機(jī)送到地面。機(jī)頭前進(jìn)后，在機(jī)后留出的空間里，把提前預(yù)制好的混凝土管片拼裝成環(huán)狀。盾構(gòu)法施工具有施工速度快、洞體質(zhì)量比較穩(wěn)定、對(duì)周?chē)ㄖ镉绊戄^小等特點(diǎn)，適合在軟土地基段施工。盾構(gòu)法施工的基本條件：（1）線位上容許建造用于盾構(gòu)進(jìn)出洞和出碴進(jìn)料的工作井；（2）隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不不不小于6m；（3）相對(duì)均質(zhì)的地質(zhì)條件；（4）從經(jīng)濟(jì)角度講，持續(xù)的施工長(zhǎng)度不不不小于300m。伴隨國(guó)際上盾構(gòu)技術(shù)的日趨完善以及國(guó)內(nèi)對(duì)盾構(gòu)技術(shù)的需求加大,盾構(gòu)的發(fā)展逐漸趨向于微型化和超大型化、形式多樣化、高度自動(dòng)化和高適應(yīng)性。在這一背景下,大量的盾構(gòu)法施工新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生這些新技術(shù)重要反應(yīng)在如下幾種方面：（1）施工斷面從常規(guī)的單圓形向雙圓形、三圓形、方形、矩形及復(fù)合斷面發(fā)展。（2）施工的新技術(shù),包括進(jìn)出洞技術(shù)、地中對(duì)接技術(shù)、長(zhǎng)距離施工、急曲線施工、擴(kuò)徑盾構(gòu)施工法、球體盾構(gòu)施工法等。（3）盾構(gòu)刀盤(pán)參數(shù)優(yōu)化等。（4）隧道襯砌新技術(shù),包括壓注混凝土襯砌、管片自動(dòng)化組裝、管片接頭等技術(shù)、管片接縫防滲技術(shù)。（5）盾構(gòu)隧道運(yùn)行期的加固處理。2.3.2沖擊矛鋪管法沖擊矛是以其形狀而得名，它采用擠密成孔，與潛孔錘相似。沖擊矛一般由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，近年來(lái)也開(kāi)始使用液動(dòng)（壓）驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊矛。沖擊矛的鉆進(jìn)措施有鉆桿式和無(wú)鉆桿式兩種。無(wú)鉆桿式鉆進(jìn)又稱(chēng)為自行式鉆進(jìn)，它由壓氣驅(qū)動(dòng)活塞沖錘往復(fù)運(yùn)動(dòng)沖擊鉆頭打入地層，靠沖擊器外殼與土層的摩擦力作用向前鉆進(jìn)劃后退，將土體排向周?chē)D密，形成一管道通道，也可以根據(jù)實(shí)際需要逐層擴(kuò)孔，將電纜直接拉入。氣動(dòng)沖擊器的直徑一般在φ45~250mm之間，可施工的鉆孔長(zhǎng)度與沖擊器的型號(hào)、沖擊力、管線的直徑、類(lèi)型以及地層條件有關(guān)，一般孔長(zhǎng)在30~50m之間，最長(zhǎng)可達(dá)80m。用沖擊矛鋪管，一般先在欲鋪管線地段的兩端挖發(fā)射坑和接受坑，坑的大小根據(jù)矛體大小、鋪管深度、管的類(lèi)型以及操作措施而定，由于不用鉆機(jī)和鉆桿導(dǎo)向，因經(jīng)開(kāi)孔時(shí)，將沖擊矛放入發(fā)射坑，置于導(dǎo)向加壓機(jī)構(gòu)發(fā)射架上，用瞄準(zhǔn)器調(diào)整好矛體的方向和深度，啟動(dòng)沖擊矛，沖擊矛沿著預(yù)定方向進(jìn)人土層。當(dāng)矛體進(jìn)人土層1/2后，再用瞄準(zhǔn)器校正矛體方向，如有偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)整，如圖2-4所示。校正過(guò)程可以反復(fù)多次，直至矛體完全進(jìn)人土層。伴隨沖擊矛前進(jìn)，可將直徑比矛體小的管線用鋼絲繩拉人孔內(nèi)。沖擊矛抵達(dá)接受坑后，卸下矛體，管線留在孔內(nèi)，鋪管完畢。圖2-4沖擊矛工作示意圖沖擊矛合用于均質(zhì)非富水地層，如粘土、亞粘土等，也可用于含卵礫石層。在含水地層，沖擊振動(dòng)使矛體與地層接觸周?chē)l(fā)生“液化”，摩擦力減少，沖擊矛無(wú)法前進(jìn)，或進(jìn)尺緩慢，矛頭下沉，處理的措施是加鉆桿，加壓給進(jìn)推人。其鋪管直徑不不小于φ250mm的PVC、PE、HDPE等，一次性長(zhǎng)度為0~20m。為了防止擠密地表隆起，要距地表深度不小于沖擊矛體直徑的10倍。圖2-5沖擊矛構(gòu)造示意圖氣動(dòng)矛法的長(zhǎng)處是操作簡(jiǎn)樸，不規(guī)定較高的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，投資少，成本低；缺陷是地層條件變化或碰到障礙時(shí)易偏離設(shè)計(jì)方向不可控制方向，施工精度受到限制不合用于硬土層或含大的卵礫石層，以及含水地層。2.3.3夯管錘鋪管技術(shù)夯管錘是指用由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的夯管錘將要鋪設(shè)的鋼管沿設(shè)計(jì)的路線直接夯人地層，實(shí)現(xiàn)非開(kāi)挖穿越鋪管。夯管錘實(shí)際上是一種低頻、大沖擊功的沖擊器。在夯管的過(guò)程中，夯管錘產(chǎn)生很大的沖擊力，這個(gè)沖擊力通過(guò)調(diào)整錐套、出土器和夯管頭作用于鋼管后端，再通過(guò)鋼管傳遞到前端的切削頭上，切割土體，并克服土層與管體的摩擦力使鋼管不停進(jìn)人土層。伴隨鋼管前行，被切割的土體芯進(jìn)人鋼管內(nèi)，待鋼管抵達(dá)目的后，取下切削頭，將管中的土心排出，鋼管留在孔內(nèi)，即完畢鋪管。如圖2-6所示。圖2-6夯管錘鋪管示意圖夯管錘鋪管只能用于鋪設(shè)鋼管，鋼管間的連接由現(xiàn)場(chǎng)焊接來(lái)完畢，一般是夯人一段，焊接一段。根據(jù)鋪管現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)條件，來(lái)確定段長(zhǎng)度，假如條件許可，應(yīng)盡量用長(zhǎng)的管段，以便減少焊接導(dǎo)致的鋪設(shè)偏差。由于鋼管要承受較大的沖擊力，因此用做夯管的鋼管一般為無(wú)縫鋼管，且壁厚也有一定規(guī)定，假如夯管距離超過(guò)40m，壁厚應(yīng)增長(zhǎng)250%。夯管鋪管管徑范圍為φ200~mm，不一樣地層和夯管錘，一次性鋪管長(zhǎng)度達(dá)10~80m。夯管法的長(zhǎng)處是設(shè)備簡(jiǎn)樸，施工成本低；缺陷是不可控制施工方向，不合用于含大卵礫石的地層。2.3.4螺旋鉆進(jìn)鋪管用該措施鋪管施工時(shí)，螺旋鉆機(jī)水平安放在預(yù)先挖好的工作坑內(nèi)，依托螺旋鉆桿向鉆頭傳遞鉆壓、扭矩并排除土屑，螺旋鉆桿外為鋼管套，用來(lái)鋪設(shè)管道，由鉆機(jī)的頂管油缸向前頂進(jìn)，鋼管間采用焊接措施進(jìn)行連接。水平螺旋鉆進(jìn)示意圖如圖2-7所示。2-7水平螺旋鉆進(jìn)示意圖2.3.5微型隧道微型隧道鋪管技術(shù)誕生于日本。1975年，日本的Komatsu企業(yè)推出了世界上第一臺(tái)微型隧道鋪管設(shè)備。1980年，德國(guó)政府出資研究開(kāi)發(fā)用于排污管施工的微型隧道鋪管技術(shù)。1984年，美國(guó)引進(jìn)日本設(shè)備施工了第一種微型隧道鋪管項(xiàng)目。如今，日本和德國(guó)在該項(xiàng)目上處在世界領(lǐng)先地位，日本擁有頂管和微型隧道設(shè)備超過(guò)臺(tái)，鋪管長(zhǎng)度約1300km，而在德國(guó)，柏林市新鋪的排污管道有40%采用這種措施。據(jù)初步記錄，歐洲采用頂管和微型隧道技術(shù)鋪設(shè)的排污管道長(zhǎng)達(dá)幾百公里。微型隧道技術(shù)(Microtunnelling)為小直徑的頂管施工措施，指的是非進(jìn)人式、遠(yuǎn)程控制的地下管道鋪設(shè)措施。微型隧道所合用的管道內(nèi)直徑不不小于900mm，這一管道直徑一般被認(rèn)為無(wú)法保障人在里面安全地工作。因此，在頂進(jìn)過(guò)程中，不也許或者嚴(yán)禁派工作人員進(jìn)入工作面工作。微型隧道施工精度規(guī)定都比較高，一般采用地表遙控的措施來(lái)施工事先確定了方位和水平高度的管道，施工中工作面的掘進(jìn)、泥沙的排運(yùn)和掘進(jìn)機(jī)的導(dǎo)向等所有采用遠(yuǎn)程控制。此類(lèi)施工措施又被稱(chēng)為“遙控小直徑頂管技術(shù)(RemoteSmall-BoreJacking)”。微型隧道的施工過(guò)程如圖2-8所示。圖2-8微型隧道施工過(guò)程微型隧道技術(shù)對(duì)于施工埋深不小于4m的重力排水管道、繁忙的路段或者附近有其他地下管線設(shè)施等條件下，具有一定優(yōu)越性。此外，在環(huán)境較敏感的地區(qū)，或者采用開(kāi)挖法將會(huì)導(dǎo)致一定社會(huì)成本(如對(duì)社會(huì)及公眾帶來(lái)干擾，影響局部的商業(yè)活動(dòng)等)，微型隧道技術(shù)都具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。微型隧道重要應(yīng)用領(lǐng)域在于鋪設(shè)重力排水管道，其他形式的管道也可以采用此法，但應(yīng)用比例還不大；在某些施工條件下，微型隧道也許是在交叉路口鋪設(shè)排水管道的有效措施。微型隧道技術(shù)目前可以成功地用于絕大部分地層，包括堅(jiān)硬地層、極不穩(wěn)定的淤泥層和地下水位較高的砂層等。其切削刀盤(pán)和其他設(shè)備在構(gòu)造上不僅可以滿(mǎn)足在高地下水位無(wú)粘性土層中施工的規(guī)定，也可以處理混合類(lèi)地層（如具有鵝卵石的砂層等）。不過(guò)微型隧道直徑較小，同步采用的又是遠(yuǎn)程控制作業(yè)措施，因此對(duì)地層的敏感性較大；當(dāng)?shù)貙訔l件變化較快或碰到障礙物時(shí)(如具有大塊孤石和漂石的粘土層)，微型隧道施工則不能進(jìn)行。和老式的開(kāi)挖施工法比較，微型隧道施工法又有它的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于在地下水位較高或具有沉降危險(xiǎn)的不穩(wěn)定地層進(jìn)行開(kāi)槽施工，必須對(duì)地層進(jìn)行良好的支撐、穩(wěn)定和降水處理，其施工成本是比較高的?！?.4管道的修復(fù)技術(shù)老式的開(kāi)挖修復(fù)施工簡(jiǎn)樸、直接施工成本低，但由于給排水管道的修復(fù)是在都市內(nèi)進(jìn)行，采用開(kāi)挖修復(fù)法會(huì)對(duì)車(chē)輛及行人交通導(dǎo)致影響，在施工過(guò)程中工人存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，并會(huì)對(duì)附近商業(yè)活動(dòng)和附近居民生活、道路壽命、附近設(shè)施等導(dǎo)致影響，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，種種負(fù)面影響使得開(kāi)挖修復(fù)法在極不利于給排水管道的修復(fù)，受到來(lái)自社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等各方面的限制。非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)是在地表不開(kāi)槽的狀況下探測(cè)、檢查、鋪設(shè)、更換或修復(fù)多種地下管道的技術(shù)。非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)對(duì)環(huán)境、交通等影響極小，同步施工周期短、綜合成本低、社會(huì)效益高，因此被廣泛應(yīng)用于都市給排水管道修復(fù)、油田輸送管道、天然氣輸送管道之中，被各界廣泛關(guān)注和深入研究。目前，全世界有超過(guò)五十種非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)被實(shí)際應(yīng)用于管道修復(fù)工程中，給排水管道的非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)，按使用年限分類(lèi)有臨時(shí)非開(kāi)挖修復(fù)和長(zhǎng)期有效非開(kāi)挖修復(fù)；按修復(fù)時(shí)機(jī)分有搶險(xiǎn)型非開(kāi)挖修復(fù)和防止型非開(kāi)挖修復(fù)；按修復(fù)目的分有構(gòu)造性非開(kāi)挖修復(fù)、防腐蝕性非開(kāi)挖修復(fù)和防滲漏非開(kāi)挖修復(fù)；按修復(fù)位置分有局部非開(kāi)挖修復(fù)和整體非開(kāi)挖修復(fù)。在我國(guó)，目前一般采用按修復(fù)位置分類(lèi)的措施，將非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)分為局部非開(kāi)挖修復(fù)和整體非開(kāi)挖修復(fù)兩種。整體非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)是一種基于井間整段管的非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)，采用整體非開(kāi)挖修復(fù)的措施，可以有效的起到防腐、防滲，增長(zhǎng)管道構(gòu)造強(qiáng)度的目的。整體看來(lái)，整體非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)是目前非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)的主流。整體非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)修復(fù)后，管道內(nèi)的內(nèi)襯管和舊管之間的構(gòu)造，可分為自立管、復(fù)合管、雙層管三種構(gòu)造，從而可分為自立管、復(fù)合管、雙層管三種不一樣的整體非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)。自立管不用考慮舊管道的強(qiáng)度，而只考慮內(nèi)襯管自身的承受能力，此內(nèi)襯管需要可以承受外部壓力，規(guī)定可以具有同新管相稱(chēng)的耐久度和負(fù)載能力。在自立管非開(kāi)挖修復(fù)設(shè)計(jì)時(shí)，一般按埋管時(shí)管道所隨的荷載來(lái)計(jì)算并設(shè)計(jì)內(nèi)襯管。復(fù)合管整體非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)內(nèi)襯管和舊管會(huì)形成一體共同承受外部荷載，兩者形成一體后需要具有和新管相稱(chēng)的荷載能力和耐久度，在施工時(shí)需要在舊管和內(nèi)襯管間注漿，以使兩者形成一體。雙層管整體非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)中，舊管承受外部荷載，而內(nèi)襯管則承擔(dān)地下水壓荷載，兩者以雙層構(gòu)造的形式共同承擔(dān)外部荷載，采用雙層管構(gòu)造時(shí)內(nèi)襯管可以較簿，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和施工性能。局部非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)是對(duì)管道中已損壞部分進(jìn)行修復(fù)施工的技術(shù)，包括嵌補(bǔ)法、注漿法、套環(huán)法、局部涂層法、局部?jī)?nèi)襯法。目前在我國(guó)嵌補(bǔ)法、注漿法、套環(huán)法三種措施重要應(yīng)用于給排水管道的平常維護(hù)中。局部涂層法由于操作簡(jiǎn)便且成本較低，則多應(yīng)用于給排水管道的修復(fù)工程中。這里重要簡(jiǎn)介幾種常見(jiàn)的非開(kāi)挖管道修復(fù)技術(shù)。2.4.1翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯技術(shù)修復(fù)管道的原理是,以浸透熱固性樹(shù)脂的纖維增強(qiáng)軟管或編織軟管作為管道的襯里材料,采用氣壓或液壓法將此軟管翻轉(zhuǎn)進(jìn)地下管道內(nèi),并使浸透熱固性樹(shù)脂的一面貼附在鋼管內(nèi)壁表面并壓緊,然后采用熱水或蒸汽使軟管上的熱固性樹(shù)脂固化,形成一層堅(jiān)硬的“管中管”構(gòu)造,從而使已發(fā)生破損或失去輸送功能的地下管道在原地原位得到重建和更新,其工作原理見(jiàn)圖2-9所示。這種技術(shù)科學(xué)地運(yùn)用內(nèi)襯復(fù)合材料從柔性到剛性的轉(zhuǎn)化特性,使該種材料在埋地不開(kāi)挖修復(fù)管道技術(shù)中得以應(yīng)用。該技術(shù)運(yùn)用內(nèi)襯管固化前的柔性,在僅開(kāi)挖很小路面(工作坑)的狀況下,用液壓或氣壓法使軟管在管道內(nèi)翻轉(zhuǎn)就位,依托復(fù)合材料固化成形后的剛度來(lái)到達(dá)管道的強(qiáng)度規(guī)定。這樣,內(nèi)襯管優(yōu)秀的機(jī)械性能和耐蝕性能加強(qiáng)了原鋼管(或其他材質(zhì)舊管道)的剩余構(gòu)造強(qiáng)度,使復(fù)合管的壽命可延長(zhǎng)30年以上。修復(fù)技術(shù)具有如下幾種特點(diǎn):①內(nèi)襯管防護(hù)膜的防腐、抗?jié)B、耐油性能好,抗延伸率強(qiáng)。②能很好地合用于變形管道和彎頭。③內(nèi)襯層表面光滑、平整,摩阻低。④對(duì)清洗后的管道,原有的蝕孔不影響內(nèi)襯施工和防腐性能。⑤能提高舊管道的承壓能力。⑥應(yīng)用范圍廣泛,可用于輸送天然氣、煤氣、化工產(chǎn)品和油水管道的防腐修復(fù)。圖2-9水壓翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯工作原理2.4.2牽引法修復(fù)技術(shù)牽引法即把灌浸有熱硬化性樹(shù)脂的軟管材料運(yùn)到工地現(xiàn)場(chǎng)后，采用牽引的方式把材料插人舊管內(nèi)部，然后加壓使之膨脹，并緊貼于管道內(nèi)壁。其加熱固化的方式和翻轉(zhuǎn)法類(lèi)似，一般也采用熱水，蒸氣，噴淋或紫外線加熱的措施加熱固化(見(jiàn)圖2-10)。具有代表性的牽引法施工技術(shù)有:日本的EX工法，F(xiàn)FT-S工法，OmegaLiner工法，德國(guó)的AllLiner工法等。圖2-10牽引法示意圖2.4.3纏繞法修復(fù)技術(shù)該工藝是將帶狀聚氯乙烯(PVC)型材放在既有的入孔井底部，通過(guò)專(zhuān)用的纏繞機(jī)，在原有的管道內(nèi)部螺旋旋轉(zhuǎn)纏繞成一條固定日徑的新管，并在新管和舊管之間的空隙灌入水泥砂漿。所用型材外表面充斥T形肋，以增長(zhǎng)其構(gòu)造強(qiáng)度;而作為新管內(nèi)壁的內(nèi)表面則光滑平整。型材兩邊各有公母鎖扣，型材邊緣的鎖扣在螺旋纏繞中勻_鎖，在原有管道內(nèi)形成一條持續(xù)無(wú)縫的構(gòu)造性新管。該工藝是污水、雨水管道更新修復(fù)中的一種有效、可靠、完善的工藝。管道可在通水的狀況下作業(yè)，水深30%一般可正常作業(yè)。重要施工工藝如圖2-11所示。圖2-11螺旋纏繞法管道修復(fù)示意圖螺旋纏繞法目前在市政管網(wǎng)的修復(fù)施工中應(yīng)用比較廣泛，管道修復(fù)后內(nèi)壁光滑，輸送能力比修復(fù)前的混凝土管要好，而目_材料占地面積較小，適合長(zhǎng)距離的管道修復(fù)。2.4.4內(nèi)襯HDPE管法修復(fù)技術(shù)管道內(nèi)襯HDPE管技術(shù)是將外徑略不小于主管道內(nèi)徑的HDPE襯管，經(jīng)多級(jí)等徑縮徑或壓“U”變形后，使其截面不不小于主管道的內(nèi)截面，在牽引力的作用下迅速插入主管道。依托HDPE管自身記憶特性或借助壓力和溫度使HDPE襯管管徑回彈膨脹并以過(guò)盈狀態(tài)帖附于主管道內(nèi)壁，形成牢固的管中管(見(jiàn)圖2-12)，從而到達(dá)恢復(fù)主管道使用功能，延長(zhǎng)使用壽命的目的。本措施的管道橫截面面積減少較小，但由于HDPE管內(nèi)壁光滑，水流阻力小，使得流量和流速都也許增長(zhǎng)。圖2-12內(nèi)襯HDPE管技術(shù)示意圖2.4.5噴涂法修復(fù)技術(shù)該措施將水泥砂漿、環(huán)氧樹(shù)一脂、環(huán)氧玻璃鱗片作為噴涂材料，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力作用下的旋轉(zhuǎn)噴頭、人工措施或氣流輸送法(包括NPIC法和PCGV法)將材料依次在舊管道內(nèi)噴涂，形成總厚度3.5mm的加固層，通過(guò)自然養(yǎng)護(hù)，形成主管道-襯里復(fù)合管，到達(dá)對(duì)舊管道的整體修復(fù)。該技術(shù)可以提高管道的耐壓、耐腐蝕及磨損性能，延長(zhǎng)管道壽命。噴涂襯裝前必須將原管道清拭潔凈并用專(zhuān)用的探查設(shè)備(CCTV)進(jìn)行探視以保證管內(nèi)壁沒(méi)有殘留物和附著水。一般環(huán)氧樹(shù)一脂的噴涂厚度為1mm，二水泥砂漿的噴涂厚度為斗4mm，需要注意的是，噴涂材料有時(shí)會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生影響，因此在對(duì)給水管道進(jìn)行噴涂襯裝時(shí)，材料的選擇就尤為重要。2.4.6碎（裂）管法修復(fù)技術(shù)該措施重要合用于原有管線為易脆管材，如灰口鑄鐵管等，且管道老化嚴(yán)重的狀況。新管的管徑可以比原有管道管徑大，詳細(xì)施工措施是將碎管設(shè)備放入舊管中，由卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)沿舊管前進(jìn)，沿途由碎管設(shè)備將舊管破碎，在碎管設(shè)備后連著擴(kuò)管頭，擴(kuò)管頭的管徑比原有舊管大，負(fù)責(zé)將破碎的舊管壓入到周?chē)耐寥乐?，緊跟著是內(nèi)襯管線，一般為PE管材，管徑不不小于擴(kuò)管頭，在卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉動(dòng)下拖入原有管道的管位。施工設(shè)備有許多種，大體可以分為三類(lèi)，一類(lèi)為氣動(dòng)碎管設(shè)備、一類(lèi)為液壓碎管設(shè)備，一類(lèi)為刀具切割碎管設(shè)備。其中刀具切割碎管設(shè)備較為常用，其構(gòu)造由半徑不小于原有管道的切割圓周向的切割刀具構(gòu)成，在切割刀具背面緊接襯裝新管。另一種為液壓碎管設(shè)備，操作簡(jiǎn)便。碎管襯裝完全掙脫了PE管內(nèi)襯時(shí)減小過(guò)水能力的缺陷，其施工工期較短，一次安裝的長(zhǎng)度可達(dá)幾百米，在支管、消火栓、閥門(mén)等處需要局部開(kāi)挖。對(duì)于埋深較淺的管線，碎管設(shè)備的震動(dòng)也許會(huì)對(duì)地面導(dǎo)致影響。碎(裂)管法是采用碎(裂)管設(shè)備從內(nèi)部破碎或割裂舊管道，將舊管道碎片擠入周?chē)馏w形成管孔，并同步拉入新管道(同口徑或更大口徑)的管道更新措施，施工工藝如圖2-13所示。圖2-13碎(裂)管法修復(fù)技術(shù)工藝示意圖此類(lèi)修復(fù)技術(shù)合用于陶瓷、不加筋混凝土、石棉水泥、塑料或鑄鐵管的舊管道夾角新，合用管徑范圍為75~mm。第三章非開(kāi)挖技術(shù)的展望非開(kāi)挖技術(shù)之因此受到越來(lái)越多的應(yīng)用和重視，既有其固有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也有社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的巨大渴求，重要表目前：地下穿越是社會(huì)發(fā)展的必然規(guī)定。無(wú)論是各行業(yè)部門(mén)規(guī)劃不到位，協(xié)調(diào)不好，還是基建發(fā)展需要，新的地下設(shè)施總在不停增長(zhǎng)，這時(shí)要么開(kāi)挖，要么非開(kāi)挖，必然選擇其一。由于非開(kāi)挖的優(yōu)勢(shì)逐漸被人們認(rèn)同，非開(kāi)挖技術(shù)日趨成熟，非開(kāi)挖施工成本逐年減少，因此非開(kāi)挖的應(yīng)用在逐年增長(zhǎng)。地下管線是都市基礎(chǔ)設(shè)施的重要構(gòu)成部分，電纜管、上下水管網(wǎng)、熱力(動(dòng)力)管道同地下鐵道一起，被稱(chēng)為都市的生命線，伴隨社會(huì)的發(fā)展，地下管線的長(zhǎng)度持續(xù)增長(zhǎng)。在不具有開(kāi)挖條件的地區(qū)非開(kāi)挖具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)都市橋梁、樓房、隧道建成后，開(kāi)挖鋪設(shè)管線已不也許。有些雖具有地表開(kāi)挖條件，但由于管道埋設(shè)太深、地下水位較高，非開(kāi)挖便成為首選措施。在有些工程