非开挖技术在供水管道施工中的应用

 非开挖技术是 指通 过导向 、定 向钻进 等手段 ，在地表极 小部 分开  挖 的情况下 (一般指人 13和 出口小 面积开挖 )，敷设 、更换 和修复各种  地下管线 的施工 新技术 ，对地表干 扰小 ，因此具有较 高的社会经济效  果 。主要包括水平定 向钻进 、顶管 、微型隧道、爆管 、冲击等技术方法。

  1 非开挖技术 施工方法

 1．1 导向钻管法的施工工艺

  地 质 勘 察——穿 越 曲 线 设 计 ——测 量 磁 方 位 角 ——钻 机 就  位——钻导向孔——扩孔—— 回拖——环境保护——地貌恢复

  1．2 导 向钻管法的工作原理

  水平导 向钻机 的工作原理是 ：在施工 时 ，按 照设计 的钻孔 轨迹f一  般 为弧形1．采用可从地表钻进的钻机先钻一个近似水平的导 向孔 ．然  后在 导向钻头后换上大直 径的扩孔钻头和直径小 于扩孔钻头的待铺  设工作管线 ，然后进行 反向扩孔 ．同时将待铺管线 回拉人钻孔 内．当全  部钻杆被拖 回时 ，铺管工作 同时也就完成 了。此工程根据地质情况计  划采用分级扩孔 ，共分 2级扩孔 ，再 回拖管线的方法 ，进行穿越施工。

  1-3 设备就位 、安装 、调试

  钻机 就位前对机施工 场地 进行平整(20mx30m)．保证设 备通行及  进 出场 。设备及材料存放场地须高 出 自然地 面不小 于 15cm．推平 、碾  压 ，并设 断面不小于 0．3mxO．3m的边沟 。打好轴线后 ，根据人 土点 、人  土角度结合现场实际情况使钻机准确就位 。钻机设备 、泥浆设 备、固控  设备安装完成后 ，对设备进行 调试 、检查 、测试 ，确保设备安全运行 。控  向设备仪器安装完成后 ，对其进行调试 ，确保导向孔的精度 。

  1．4 钻 导向孔

  钻导向孔 的成功与否关键在于如何 防止塌方 的问题 ．故此在钻导  向孔时按 照地质构造的不同详细制定 出合 理的泥浆配比方案 ．规定在  不同的地质情况下选用不同的泥浆配方 ．该 工程中需 加适 量大分子聚  合物及一些 多功能处理剂 ，增加泥浆 的粘度 、降低 泥浆 的失水 ．使 其性  能控制在密度 1．02—1．05g／cm。左右 、粘度 45—55s、失水 10mL．以利于  更好的保护孑L壁 ，提高泥浆在孑L洞中的悬浮携带能力 。在造斜段 使用  的泥浆中添加适量 的润滑剂 ．降低孔壁 的摩擦 系数 ．从而可 以防钻 具  粘卡 。

  1．5 预扩孔及磨孔

  扩孔前要做好 泥浆 循环系统 的准备工作 ．FDP一30型导 向钻 机配  套的泥浆系统工作性能，每小时的最大工作流量为 5m]．则泥浆泵每  一 个工作 日的最 大循 环流量 为 120m，．在人 土点 、出土点旁各开 挖一  个泥浆坑 ．并 配有清运泥浆的专用设 备。保证施工现场 的清洁卫生 ．做  到文明施工

  2 非开挖技术在供水管道施工中的应用

  2．1 管道翻转内衬修 复技术

  供水管道在运营多年后．会因老化使管道产生不同程度的损坏．  引起地面塌陷及水 污染 的严重后果 把翻转 内衬修复技术 引用到供水  管道 的修复及 紧急抢修 中是一种很好 的技 术 ，其优点是 ：对 交通和环  境的影响较小 ：可以运用到建筑物下管 道及过河管道 的修 复中 ：成本  合理 ，较经济。管道翻转 内衬技术 的原理 ：内衬纤 维软管在被树脂浸透  后 ，用气压将软管翻转进入需修复的管道 内，通过蒸汽等外部 因素 ．使  树脂 固化将软管紧贴在原管 内壁形成“管中管”的新型结构

  2．2 翻转内衬技术主要工序

  2．2．1 初步检测  使用 Tv检测设备初步 检测 ．寻找管道需要修复 的地 方及检查管  内内衬层 的质量 (注 ：发现缺 陷后可在 Tv检测设备 后面 的电缆上贴

上醒 目胶布标记 ．量 出胶 布标记位 置与 Tv视头之 间的距离 ．这样 即  可对被修复 的距离有一个准确的参 数)

  2．2．2 清洗管道  用 Tv检 测机器初步 检测后 ．若 发现管 内的依 附物太多 ．则 应进  行管 内清洗 ．理论上清洗到管内壁没有瘤块及 污黏物 即可

  2-2_3 预制 内衬材料

  确定相 符管径 内衬软 管的长度 ．计算 出树脂的用量 ．用 真空吸气  机抽 空内衬 管中的空气 ．将 混合树脂倒入 内衬软管 中．再 使用碾压机  由慢 到快将胶碾均匀 ，使树 脂充分地渗 入到 内衬软管 中。在该 过程 中 ，  树脂 的混合与搅拌很重要 ，一般树脂有 A和 B两种 ．掺和的 比例通 常  为 1：1，搅拌均匀后产生的混合树脂才能具有较强 的黏合力 根据型号  的不 同，树脂可 以分为长时间固化树脂 和短 时间固化树脂 。例如 ：型号  3"0530树脂指 的是操作 时间为 5h，固化时 间为 30min：型 号 T3008树  脂指 的是操作 时间为 30min，常温固化时间为 8h。一般情况下树脂 固  化时间长 的不需要伴随加热处理

  2．2．4 翻转 内衬软管

  使用气压翻转机将 已溶合 了树脂 的内衬软管翻转进 入需修 复的  供水管道 中．采用蒸 汽加热或常温 固化措 施 ．使 内衬 软管紧密地贴 在  管道内壁。如果条件允许 的话 ．在管道 的两头分别安装温度测试器 ．在  进热水 13和出热水 13进行测温监控 。固化合格后 ．在 内衬软管 的两头  装上内衬环 ．进一步保证 内衬软管的粘贴质量

  2-2．5 管道 翻转 内衬

  处理完成后 ，应进行水压试验 ，并进行冲洗及水质化验 ，合格后 方  可运行管道 。对 内衬材料 的试验 ．以 5mm~Smm的孔 为标 准进行 水压  试验 ，内衬材料 的最大承压应 为 1．6MPa。另外 ，一 般翻转 内衬技 术的  应用条件 为 ：旧管损坏 (不 密封 )．裂 缝宽度小 于 O．15mm且 是细 长裂  缝。

  2．3 定向钻 孔拖管技术

  对于供水管线 穿越 江河渠道 、建筑物等工程 时 ．使用定 向钻拖 管  技术可以不影 响交 通 ，并且施工周期 较短 ，所 以它 的优越性越来 越明  显 。

  2．3．1 定向钻拖管 技术基本原理

  在不开挖地表的条件下 ．通过定 向钻机按事先设 计好 的管线轨迹  钻进钻头 ，并且通过导向仪检测控制 ．保证钻进的导向性和稳定 性。然  后进行 回拖扩孔 、泥浆 护壁 ，待扩孔孑L径达 到终孔要求 后 ，及时进行回  拖管道施工

  2．3．2 定向钻拖管技术主要工艺

  (1)收集拖管段沿线地下管线 的原始资料 ，包括 已有 管线 的管位 、  种类 、埋深等 ：采样土质 ，通过实验确定该处土质是否满足施工要求 。

  (2)将设备定向钻就位 ，安装调试钻机及导 向设备仪器。

  (3)开挖人 土端泥浆储运坑 和出土端泥浆储 运坑 ．按照地 质构造  选用合理 的泥浆配 比方案

  (4)钻进轨迹设计。考虑到地下障碍 物及各种 已有管线 ．设计 出拖  管管线 的管位 、深度 、钻进 角度 、钻出角度及水平 距离等数据 ，作为施  工参数 。

  (5)调试钻机运行 正常后 ．开始导 向孔 的钻进施工 ．确保钻头的钻  进方 向与设计的轴线位置相一致 ．采用轻压慢转 、循序渐进的方法 ，仔  细复核各种参数 ．及时调试钻头方 向

  (6)扩孔施工。导孔施工完成后 ．进行 扩孔施 工 ，边扩孔边打人泥  浆 ，扩孔 的孔径为拖管外径的 1．2-1．5倍 扩孔完 成后 ．为防止钻孔塌  陷及 减少拖管摩擦 而采用 泥浆护壁 ．也可在 泥浆 中添加适 量的润滑  剂 ，防止钻具粘卡