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摘要：非开挖的施工技术是一种新型的施工技术，适用于不便开挖或无法开挖的非岩石及流沙的地质场所。在电力工程的建设中使用非开挖的方法时，是由河流、路面的上方或者建筑物的下方穿越进行施工的，这样对环境起到了保护的作用。基于此，文章结合实例对电力工程建设项目中非开挖的施工技术进行了探讨。
关键词：电力工程；非开挖；施工技术
中图分类号：TM757 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）20-0108-03
伴随着城市的高速发展，经济也在飞跃式地增长，有越来越多的地方在向城市化迈进，电力工程项目的建设当然紧随其后。电能可以通过地下的电力电缆来输送，这样不仅占地面积少，节约了地面的使用空间，而且还不会因为地面上的建筑物而受到影响，也不用设置导线架与杆塔，既美观又方便。所以目前采用电缆线路输送电力的工程渐渐变多。但是，一般对电缆工程进行施工时都是将电力管道进行开槽然后铺设，这样需要占用路面，从而会导致交通堵塞；在进行开挖回填的过程中可能会将原来的管道破坏；在运输废土渣的过程中可能会漏洒，引起扬尘；将槽坑回填以及将路面恢复时很容易产生不均匀性的沉降，使路面凹陷或突起，不利于车辆行人通过。所以，普通的施工方式无法再适应城市的发展了。在此形势中，非开挖技术就显现出了它的优势。
1 实例概况
某个工程新设计的方案是在工厂与220kV变电站之间由一条电缆连接，由变电站向工厂提供110kV电压等级的电源。在电缆经过的途中会遇到一段车辆经过的主干道和一条排洪渠，而且在地下所铺设的管线互相穿插，主干道的两旁是乔木绿化带；排洪渠常年排水，无法截水开挖。很明显，如果使用传统的方法，先将道路的一半进行大型的开挖，将管线铺设好后进行填充，然后再进行道路另一边的工程，看起来操作比较简便，但是在施工的过程中一定会影响到这个主干道的交通情况、排洪渠正常排水以及施工周围的环境情况。造成绿化带中花草树木的损坏；影响了市民的正常社会生活以及商业的发展；安全得不到保障；施工过程中会产生噪声、震感、废弃以及粉尘；会堵塞交通，有可能不得不改变线路或者直接中断；进行综合施工时成本一般比较高。如果使用非开挖的方式，这些弊端能全部避免。所以在这个工程中要用到导向来钻铺管的方法，即用非开挖式来穿过电力的管道。这个项目挖开扩孔的直径有φ500mm，接受坑以及工作坑有4m×2m×1m，使用φ160的4根PE管进行穿插，穿插的长度大概有46m，自然的地面下面3m为最大的穿插深度；将路的北边选为钻机的入土地点，将南边选为出土地点；入土的角度选为10°，出土的角度选为9°。这个施工的特点是施工的时间短，不会影响交通，也不会对环境造成污染。
2 使用非开挖技术的优点
通过使用一些掘钻非岩石、非流沙土壤的手段来避免在地层表面挖沟槽后才能安装、更换地下管道的新型方法就叫做非开挖技术，它就是将一般的挖沟槽铺设和修复管道改进成钻孔铺设和修复管道。与一般的施工方式不相同的地方是，非开挖技术能够更好地处理施工，不会对交通产生任何的影响，施工方便、效率高，对社会的贡献十分显著，尤其是进行开挖方式施工的地方，例如植物保护区、路面、河道、排洪渠以及闹市区等效果十分
明显。
根据它的施工方法可以分为四个部分：遁地穿梭的铺管方法、顶管的铺管方法、导向钻进的铺管方法、顶管掘进的铺管方法。在上述方法中，数导向钻进的铺管方法最优。它通过导向仪来辨别方向，再将管线的探测与导向的探测相结合，这样可以更大范围地调节钻头来避免损坏管线，这个方法更适合在地层布局较为繁琐的地方使用。在使用导向钻进的铺管方法时，铺管的长度、直径以及材料比较容易选择，一般使用1000mm管径的铺管，钢管与PE管是经常采用的材料；这个方法几乎不会干扰到地表的任何活动，施工准确而且效率高，是现在发展较为迅速的施工方法之一。
3 使用导向钻进法进行铺管的原理
在施工的过程中，钻孔的轨迹通常设计成弧形，按照这个轨迹先使用能钻到地表以下的钻机首先钻出跟水平较为相同的导向孔，然后在使用完后更换成一个直径较大的扩孔钻头和一个直径相对较小的即将要铺设的管线，接着就开始从反方向开始扩孔，与此同时将即将要用的管线拉到钻孔内，将全部的钻杆全部拉回来，这就完成工作了。这个方法按照当地地质的状况及孔径大小将扩孔分为两次或更多次，最后再将管线拖回，开始施工。
4 使用导向钻进法进行铺管施工的工艺
先通过测量、勘察、物探等手段了解要设置管线的地势、位置、地质、地下管线的分布等情况，将最好的钻孔曲线绘制出来，开始挖接受坑与工作坑。然后进行导向钻的施工，先将要铺管的线路用地表导向钻机钻导向的孔，其直径要小于即将要铺的管道的直径，然后拖回扩头，让扩孔后的孔径比管道直径大1.2～1.5倍，最后将管线拉进，开始布设新的管道。
4.1 钻出导向孔
将导向钻头按照规定的角度与规定的管线从规定的入土地点进入。导向钻头不是对称的，而是一个斜面，前面有用来喷射的孔，用来定位的仪器就设置在孔中，孔壁则是在钻头首端喷出的带有高压力的膨润土泥浆（膨润土自专业厂家购买）以及钻头本身的切削能力而形成，膨润土泥浆还可以用来润滑与降温，同时还可以迅速地将孔壁固定。通过使用接收机，在地面上得知钻头在地下的方向、坐标、斜面、倾斜角度以及深度等，一般以钻杆为标准。钻杆的长度是依据机型的大小而改变的，钻杆长度与机型大小成正比关系。操作钻机的工作人员用测量出来的数据来控制钻孔的位置，不符合预定轨道时马上作出相应的调整，时刻使钻孔在预定的轨迹上前进。如果将行进回转与给进同时打开时，钻出来的孔就会出现直线状态，若不回转只前进的话，斜面会受到反作用力的作用，使钻孔向着斜面的方向前进。不停地补接钻杆，直到碰到接受井或者钻到目标地面就完成了。
4.2 使用回拖法扩孔
将导向孔完成了之后，将导向钻头在接受井里或者目标定下的位置更换为直径远大于管径的锥子形回扩头。这个类型的钻头一般表面上都布满了螺旋形状的、高硬度的碳化后钨金属，以此增加在拉回钻杆的过程中的力，在钻头一周的小孔会喷出压力极高的膨润土泥浆，与钻导向孔的过程相差不大。在执行回程扩孔的过程中，泥浆泵会将大量的膨润土泥浆充填孔壁，快速地将不太紧密的表层固定上保护孔壁的保护层，在进行工作时要不停地把钻杆补接起来。回扩头在经过钻机以后，由接受井的连接部分进行新一轮的回扩。这个过程可以重复进行（如本工程案例选用不同直径的回扩头分三次扩孔，第一次φ250，第二次φ350，第三次φ500），将管孔的直径慢慢增大，一直到满足要求为止。 4.3 进行回拖施工的管材
扩孔完毕之后，一定要将孔用清孔器清理干净。清孔的过程中一定要将膨润土泥浆的稀释度控制好，这样才能保证质量。当清孔符合铺管条件后（一般可根据压力表和实际施工经验判断），做好回拖前的准备工作，再次审核管材的质量及搬运过途中损伤与否，管材焊（连）接是否达到标准，检查完毕后方可进行铺设。回拖管材时，产品管材悬浮在扩好孔的孔中，用膨润土泥浆润滑管壁四周与孔洞，这样既能降低回拖阻力，又能达到保护管材在回拖时避免对防护层的磨损的作用。此时，工作人员一定要操作与控制好钻机的速度以及拉力，确保不会伤害到任何一个铺设的管材。牵引管施工完毕之后，就可以开始修砌检查井了。
5 施工中必须注意的问题
5.1 检查有毒的气体以及进行人员的防护措施
非开挖技术在施工的过程中，常常会通过淤泥层。淤泥层中的植物、动物等在腐烂之后会有不少的有毒气体产生，会直接危害到工作人员的身体健康甚至于生命，故在非开挖施工中有工作人员在其中操作时，一定要将管道内的有毒气体含量控制在一定范围内，要有定时的监控以及良好的通风
设备。
5.2 超前检测地下的管线
即使非开挖的手段已经相当的科学，可以在施工的过程中检测出管线情况，但是不能确保万无一失，故应该在施工前仔细研究、调查清楚地下管线的设置状况。
5.3 全面考虑当地的工程地质情况与水文地质情况
沿着管线的土层由于特殊原因发生变化的频率极高，所以一定要在进行非开挖施工之前了解将要施工土层的变化状况，如穿越路径上存在大面积或直径较大的坚硬岩石（因岩石坚硬，导向钻头难以穿越）以及流动性较强的砂土（因流动性太大，无法固孔），则该方法将难以实施，此时应考虑更换穿越位置或另想其他方法。另外，在施工前期，需要预先对施工地段进行夯实加固，这样是为了避免在进行非开挖施工的过程中地层表面下沉深度过大造成的不可预计的损失。
6 结语
总而言之，非开挖的施工技术是一种新型的施工技术，适用于不便开挖或无法开挖的非岩石及流沙的地质场所。由于隐蔽施工，对工作人员的要求很高，对施工进行过程中质量的控制难度非常大。地下工程的非开挖施工技术应用前景广阔，这是一种非常有前途的技术。在施工的整个过程中，一定要严格地按照施工中用到的导向工艺，高标准、严格地执行设计出来的钻进轨道，在此基础上，尚需要严格地保证其他各项工作的质量并做好在操作过程中的全面监控。
参考文献
[1] 乌效鸣，胡郁乐，李粮纲．导向钻进与非开挖铺管技术
[M]．北京：中国地质大学出版社，2004．
[2] 舒旭孟．非开挖技术在变电所防雷中的应用[J]．浙江电力，2007，（6）．
[3] 叶建良．非开挖铺设地下管线施工技术与实践[M]．北京：中国地质大学出版社，2000．
[4] 颜纯文，蒋国盛，叶建良．非开挖铺设地下管线工程技术[M]．上海：上海科学技术出版社，2005．
（责任编辑：叶小坚）
关键词：电力工程；非开挖；施工技术
中图分类号：TM757 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）20-0108-03
伴随着城市的高速发展，经济也在飞跃式地增长，有越来越多的地方在向城市化迈进，电力工程项目的建设当然紧随其后。电能可以通过地下的电力电缆来输送，这样不仅占地面积少，节约了地面的使用空间，而且还不会因为地面上的建筑物而受到影响，也不用设置导线架与杆塔，既美观又方便。所以目前采用电缆线路输送电力的工程渐渐变多。但是，一般对电缆工程进行施工时都是将电力管道进行开槽然后铺设，这样需要占用路面，从而会导致交通堵塞；在进行开挖回填的过程中可能会将原来的管道破坏；在运输废土渣的过程中可能会漏洒，引起扬尘；将槽坑回填以及将路面恢复时很容易产生不均匀性的沉降，使路面凹陷或突起，不利于车辆行人通过。所以，普通的施工方式无法再适应城市的发展了。在此形势中，非开挖技术就显现出了它的优势。
1 实例概况
某个工程新设计的方案是在工厂与220kV变电站之间由一条电缆连接，由变电站向工厂提供110kV电压等级的电源。在电缆经过的途中会遇到一段车辆经过的主干道和一条排洪渠，而且在地下所铺设的管线互相穿插，主干道的两旁是乔木绿化带；排洪渠常年排水，无法截水开挖。很明显，如果使用传统的方法，先将道路的一半进行大型的开挖，将管线铺设好后进行填充，然后再进行道路另一边的工程，看起来操作比较简便，但是在施工的过程中一定会影响到这个主干道的交通情况、排洪渠正常排水以及施工周围的环境情况。造成绿化带中花草树木的损坏；影响了市民的正常社会生活以及商业的发展；安全得不到保障；施工过程中会产生噪声、震感、废弃以及粉尘；会堵塞交通，有可能不得不改变线路或者直接中断；进行综合施工时成本一般比较高。如果使用非开挖的方式，这些弊端能全部避免。所以在这个工程中要用到导向来钻铺管的方法，即用非开挖式来穿过电力的管道。这个项目挖开扩孔的直径有φ500mm，接受坑以及工作坑有4m×2m×1m，使用φ160的4根PE管进行穿插，穿插的长度大概有46m，自然的地面下面3m为最大的穿插深度；将路的北边选为钻机的入土地点，将南边选为出土地点；入土的角度选为10°，出土的角度选为9°。这个施工的特点是施工的时间短，不会影响交通，也不会对环境造成污染。
2 使用非开挖技术的优点
通过使用一些掘钻非岩石、非流沙土壤的手段来避免在地层表面挖沟槽后才能安装、更换地下管道的新型方法就叫做非开挖技术，它就是将一般的挖沟槽铺设和修复管道改进成钻孔铺设和修复管道。与一般的施工方式不相同的地方是，非开挖技术能够更好地处理施工，不会对交通产生任何的影响，施工方便、效率高，对社会的贡献十分显著，尤其是进行开挖方式施工的地方，例如植物保护区、路面、河道、排洪渠以及闹市区等效果十分
明显。
根据它的施工方法可以分为四个部分：遁地穿梭的铺管方法、顶管的铺管方法、导向钻进的铺管方法、顶管掘进的铺管方法。在上述方法中，数导向钻进的铺管方法最优。它通过导向仪来辨别方向，再将管线的探测与导向的探测相结合，这样可以更大范围地调节钻头来避免损坏管线，这个方法更适合在地层布局较为繁琐的地方使用。在使用导向钻进的铺管方法时，铺管的长度、直径以及材料比较容易选择，一般使用1000mm管径的铺管，钢管与PE管是经常采用的材料；这个方法几乎不会干扰到地表的任何活动，施工准确而且效率高，是现在发展较为迅速的施工方法之一。
3 使用导向钻进法进行铺管的原理
在施工的过程中，钻孔的轨迹通常设计成弧形，按照这个轨迹先使用能钻到地表以下的钻机首先钻出跟水平较为相同的导向孔，然后在使用完后更换成一个直径较大的扩孔钻头和一个直径相对较小的即将要铺设的管线，接着就开始从反方向开始扩孔，与此同时将即将要用的管线拉到钻孔内，将全部的钻杆全部拉回来，这就完成工作了。这个方法按照当地地质的状况及孔径大小将扩孔分为两次或更多次，最后再将管线拖回，开始施工。
4 使用导向钻进法进行铺管施工的工艺
先通过测量、勘察、物探等手段了解要设置管线的地势、位置、地质、地下管线的分布等情况，将最好的钻孔曲线绘制出来，开始挖接受坑与工作坑。然后进行导向钻的施工，先将要铺管的线路用地表导向钻机钻导向的孔，其直径要小于即将要铺的管道的直径，然后拖回扩头，让扩孔后的孔径比管道直径大1.2～1.5倍，最后将管线拉进，开始布设新的管道。
4.1 钻出导向孔
将导向钻头按照规定的角度与规定的管线从规定的入土地点进入。导向钻头不是对称的，而是一个斜面，前面有用来喷射的孔，用来定位的仪器就设置在孔中，孔壁则是在钻头首端喷出的带有高压力的膨润土泥浆（膨润土自专业厂家购买）以及钻头本身的切削能力而形成，膨润土泥浆还可以用来润滑与降温，同时还可以迅速地将孔壁固定。通过使用接收机，在地面上得知钻头在地下的方向、坐标、斜面、倾斜角度以及深度等，一般以钻杆为标准。钻杆的长度是依据机型的大小而改变的，钻杆长度与机型大小成正比关系。操作钻机的工作人员用测量出来的数据来控制钻孔的位置，不符合预定轨道时马上作出相应的调整，时刻使钻孔在预定的轨迹上前进。如果将行进回转与给进同时打开时，钻出来的孔就会出现直线状态，若不回转只前进的话，斜面会受到反作用力的作用，使钻孔向着斜面的方向前进。不停地补接钻杆，直到碰到接受井或者钻到目标地面就完成了。
4.2 使用回拖法扩孔
将导向孔完成了之后，将导向钻头在接受井里或者目标定下的位置更换为直径远大于管径的锥子形回扩头。这个类型的钻头一般表面上都布满了螺旋形状的、高硬度的碳化后钨金属，以此增加在拉回钻杆的过程中的力，在钻头一周的小孔会喷出压力极高的膨润土泥浆，与钻导向孔的过程相差不大。在执行回程扩孔的过程中，泥浆泵会将大量的膨润土泥浆充填孔壁，快速地将不太紧密的表层固定上保护孔壁的保护层，在进行工作时要不停地把钻杆补接起来。回扩头在经过钻机以后，由接受井的连接部分进行新一轮的回扩。这个过程可以重复进行（如本工程案例选用不同直径的回扩头分三次扩孔，第一次φ250，第二次φ350，第三次φ500），将管孔的直径慢慢增大，一直到满足要求为止。 4.3 进行回拖施工的管材
扩孔完毕之后，一定要将孔用清孔器清理干净。清孔的过程中一定要将膨润土泥浆的稀释度控制好，这样才能保证质量。当清孔符合铺管条件后（一般可根据压力表和实际施工经验判断），做好回拖前的准备工作，再次审核管材的质量及搬运过途中损伤与否，管材焊（连）接是否达到标准，检查完毕后方可进行铺设。回拖管材时，产品管材悬浮在扩好孔的孔中，用膨润土泥浆润滑管壁四周与孔洞，这样既能降低回拖阻力，又能达到保护管材在回拖时避免对防护层的磨损的作用。此时，工作人员一定要操作与控制好钻机的速度以及拉力，确保不会伤害到任何一个铺设的管材。牵引管施工完毕之后，就可以开始修砌检查井了。
5 施工中必须注意的问题
5.1 检查有毒的气体以及进行人员的防护措施
非开挖技术在施工的过程中，常常会通过淤泥层。淤泥层中的植物、动物等在腐烂之后会有不少的有毒气体产生，会直接危害到工作人员的身体健康甚至于生命，故在非开挖施工中有工作人员在其中操作时，一定要将管道内的有毒气体含量控制在一定范围内，要有定时的监控以及良好的通风
设备。
5.2 超前检测地下的管线
即使非开挖的手段已经相当的科学，可以在施工的过程中检测出管线情况，但是不能确保万无一失，故应该在施工前仔细研究、调查清楚地下管线的设置状况。
5.3 全面考虑当地的工程地质情况与水文地质情况
沿着管线的土层由于特殊原因发生变化的频率极高，所以一定要在进行非开挖施工之前了解将要施工土层的变化状况，如穿越路径上存在大面积或直径较大的坚硬岩石（因岩石坚硬，导向钻头难以穿越）以及流动性较强的砂土（因流动性太大，无法固孔），则该方法将难以实施，此时应考虑更换穿越位置或另想其他方法。另外，在施工前期，需要预先对施工地段进行夯实加固，这样是为了避免在进行非开挖施工的过程中地层表面下沉深度过大造成的不可预计的损失。
6 结语
总而言之，非开挖的施工技术是一种新型的施工技术，适用于不便开挖或无法开挖的非岩石及流沙的地质场所。由于隐蔽施工，对工作人员的要求很高，对施工进行过程中质量的控制难度非常大。地下工程的非开挖施工技术应用前景广阔，这是一种非常有前途的技术。在施工的整个过程中，一定要严格地按照施工中用到的导向工艺，高标准、严格地执行设计出来的钻进轨道，在此基础上，尚需要严格地保证其他各项工作的质量并做好在操作过程中的全面监控。
参考文献
[1] 乌效鸣，胡郁乐，李粮纲．导向钻进与非开挖铺管技术
[M]．北京：中国地质大学出版社，2004．
[2] 舒旭孟．非开挖技术在变电所防雷中的应用[J]．浙江电力，2007，（6）．
[3] 叶建良．非开挖铺设地下管线施工技术与实践[M]．北京：中国地质大学出版社，2000．
[4] 颜纯文，蒋国盛，叶建良．非开挖铺设地下管线工程技术[M]．上海：上海科学技术出版社，2005．
（责任编辑：叶小坚）