芻議燃氣工程施工中應用非開挖技術

【摘 要】伴隨城市建設的不斷發展，非開挖技術在燃氣工程施工中的應用愈來愈多，非開挖技術同時體現了工程科技含量以及城市文明程度。本文介紹了非開挖技術發展的狀況及其優勢，并就導向鉆進法對非開挖技術作了細致闡述，對非開挖技術在燃氣工程的廣泛應用具有一定的指導意義。

【關鍵詞】燃氣工程；施工；應用；非開挖技術

1 前言

隨著國內多個大型天然氣油田的不斷開發以及西氣東輸工程的不斷建設，我國許多城市都實現了天然氣的大規模引進以及使用，同樣也有很多城市正在大規模引入天然氣。開挖鋪設以及非開挖鋪設是當今地下管道進行施工的兩種不同方式。

如今，伴隨城市基礎設施建設投資的不斷上升，城市的規模越來越大，新建設的道路不斷增多，等級也愈來愈高，交通運輸量也不斷增大，導致開挖方式在很多城市的管線鋪設中已經無法使用。除此之外，當今的公路網、鐵路網和高速公路網也要求管線鋪設采用非開挖方式。

2 非開挖技術

1.非開挖技術的概念及發展

非開挖技術指的是在不對地表進行挖槽的情況下，通過多種不用的巖土鉆鑿技術手段對地下管線進行鋪設、更換以及修復的新施工技術。此技術把一般挖槽修復鋪管的方法變為鉆孔修復鋪管。

非開挖技術最初是在20世紀70年代末期興起于西方發達國家的地下管線施工新技術，它以嶄新的生命力逐漸走向成熟。如今，該技術已發展成為新型的技術產業部門，具有強大的生命力和廣泛的發展前景[1]。

2.非開挖技術的顯著優勢

（1）非開挖技術的作業坑間距通常大于200m，作業坑的面積通常在3m與6m之間，土方量小。此外，因施工速度快的緣故，通常可邊施工邊回填，對周邊環境影響很小，不會帶來交通不便，對于拆遷、斷交以及剩余垃圾這些問題則一般不會出現。同時，不會對居民的正常生活以及醫院、學校、商店等的正常工作產生影響，避免了開挖施工技術給居民帶來的交通環境影響，并大大降低了對周圍建筑的基礎性破壞。

（2）該方法對于穿越河流、公路及鐵路等極為方便，并且不會對地貌產生破壞。非開挖技術鋪設燃氣管埋度較深，最低埋深通常為5到10米。不存在因作業影響航道運行的問題，并且不會對兩側河堤、河床的結構產生影響。該法施工不受季節影響。尤其適于江河、鐵路等的穿越。

（3）非開挖技術對于地下管線的埋深以及輔設等的控制極為精確，可成功避開未發現障礙物等。

（4）該法的經濟效益以及社會效益較高。定向鉆機價格的主要構成是設備昂貴的購置費用帶來的折舊費，通常按延長每米計費，雖然價格比較高，但由于該法破壞路的面積較小，作業坑也較少，破路費僅相當于開挖技術的5%左右，因此總體造價比較低。

大量事實證明：多數條件下，特別是在大都市或管線較深時，非開挖技術的優勢最為明顯。在某些特殊條件例如穿過地面建筑、河流、鐵路等時，非開挖技術經濟效益更高[2]。

3 非開挖技術方法工藝

1.構筑工作坑

工作坑分為起始工作坑以及目標工作坑。其中起始工作坑指的是設備操作及下管的地方，而目標工作坑指的是鋪管及擴孔的工作場地。進行工作坑選址時，應做好地表測量以及地下勘察工作，要繞過各種地下管線和構筑物等。一般，常采用管線探測儀進行地下管網勘察，工作坑位置常設在路邊綠化帶，利用人工方法挖掘。

通常下管坑坑底的長度比管段長度長一米，寬度比管徑寬一米。可將目標坑的坑底挖作正方形，該正方形邊長比管徑長一米[3]。

2.設計導向孔軌跡

導向孔設計施工為導向鉆進的關鍵性環節。通常導向孔軌跡可分為三段：第一造斜段、第一直線段以及第二造斜段。直線長度即穿過障礙物的管線的實際長度，其中第一造斜段即鉆桿鉆進鋪管位置過渡的那一段，而第二造斜段即鉆桿在地表出露的過渡段。

所以，對特殊的導向鉆進施工，導向孔軌跡是由第一、第二造斜段各自曲率半徑，穿越起點、終點以及鋪管深度五個參數共同決定的。

3.鉆進導向孔

鉆進導向孔采用的是帶有斜面的非對稱式鉆頭。如果回轉和給進一起進行，鉆孔將直線延伸，也就是導向鉆頭沿直線進行鉆進；而如果只給進卻不回轉的話，因受到斜面反力，鉆頭會沿斜面的法線反方向進行鉆進，也就是造斜鉆進。

所以，操作鉆機的工作人員應依照地表接收器所測得的鉆進參數來判斷鉆孔的實際位置同原設計軌跡之間的偏差，并就此及時進行調整，從而保證鉆頭的鉆進方向與原設計軌跡一致。

4.擴孔

完成導向孔的鉆進之后，卸下鉆頭，然后裝上擴孔鉆頭以及旋轉接頭。充分利用填筑土層施工的有利條件使用三級擴孔，最后再進行干拉出土，把導向孔的孔徑增大到鋪設管徑之上，并利用優質泥漿進行施工輔助，從而實現冷卻鉆頭、潤滑鉆具、減少阻力等目的，保證管道鋪設順利進行。

5.鋪設管道

完成擴孔后，將管下至目標坑內，再把拉管頭接在旋轉接頭上，將第一根待鋪管道實行反擴鋪管。此管的前端應為尖錐狀，這樣可防止進入沙土，之后將U型拉耳連接到拉管頭。將首根鋼管拖到孔內后，焊接另一鋼管并拖入。當擴孔鉆頭位于起始工作坑的時候，則表示鋪管工作完成。套管外壁要進行同燃氣管道相同的防腐絕緣。

6.安裝燃氣管

在鋼套管鋪設完成后，需開展燃氣管穿管，對于套管內的管道必須用特殊方法強化防腐蝕層。在每兩管焊接橫斷面處，每隔120°需焊接一管耳充當滑動支座支撐燃氣管，這樣可避免燃氣管道進套管時對防腐層產生破壞。并且各焊接處圓周均需采用環氧瀝青防腐。將首根燃氣管拉入套管后，將管端和第二根管焊接，外觀合格后需用射線探傷。合格之后，除去焊口銹。到干透后，用檢漏儀檢測合格之后，再繼續在套內送管子。如此循環直到完成為止[4]。

4 非開挖技術存在風險的分析

1.優勢分析

（1）降低工作人員受傷可能性。

（2）對環境破壞比較小，避免了對交通的影響。

（3）降低對周圍地下設施造成的干擾。

（4）降低地下工作量，免去地下高水位工作麻煩。

（5）加快進度，節省施工時間。

（6）減少深開挖區的直接費用。

（7）更適合于穿越河床管線工程。

2.劣勢分析

（1）局部連接需較大開挖，增大了困難度和工作量。

（2）間接費用比較大。

（3）在復雜地層變化仍存在技術上不足。

（4）地下掘進存在的風險要比開挖作業更高。

（5）如果失敗進行重新開挖會使費用消耗更高。

非開挖技術的選用，要根據實際情況合理分析之后，充分考慮其優點和劣勢之后，再決定是否采用此方法。分析時應充分考慮到具體工藝、地質環境、地形狀況以及施工設備等方面。施工技術人員要具備對施工可能遭遇的問題進行評估以及掌握控制問題風險方法的能力[5]。

5 結束語

非開挖技術及其所用設備在我國起步比較晚，在燃氣工程使用的時間更晚，近幾年來，越來越多的工程已不允許開挖進行燃氣管道鋪設的方法，因此非開挖技術的重要性越來越高，應用也越來越廣泛。然而如今我國燃氣管道鋪設的非開挖技術，還比較單一，還滿足不了市場需求，我們應加大力度開發此技術，從而讓該技術不斷完善，更好的應用到燃氣工程施工中。

參考文獻

[1]牛松山，章寅國，王飛.非開挖技術在大徑燃氣管道敷設中的應用[J].煤氣與熱力，2011，（03）

[2]王馳，劉志鋒.非開挖技術在天然氣管道鋪設中的應用[J].山西建筑，2010，（36）

[3]范民權.淺談非開挖管道工程設計和施工的關鍵技術[J].特種結構，2011，（28）

[4]王敏敏.非開挖技術在燃氣工程中的應用[J].上海煤氣，2009，（06）

[5]胡紅.淺談非開挖技術在燃氣工程施工中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2011，（24）