非开挖技术在其它领域中的应用

《非开挖技术在其它领域中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第24卷第2~3期2007年菲开挖技术TrenchlessTechnologyV01．24．No．2^弓Mar．，20077非开挖技术在其它领域中的应用朱文鉴1张雅春2张培丰1张建元1(1．北京探矿工程研究所，北京100083；2．中国地质大学(武汉)研究生院。湖北430074)摘要：随着非开挖技术的不断发展与完善，其应用领域也不断拓宽。本文重点介绍非开挖技术在铺设管线以外的其它领域中的应用，包括：土壤和地下水环境监测与治理、工程施工、石油钻井等领域。非开挖技术在其它领域中的应用面拓展有利于进一步促进非开挖技术的发展。关键词：非开挖、

2、领域、应用非开挖技术(TrenchlessTechnology)是指在地表无需挖槽或以最小开挖量的条件下进行各种地下管线的铺设、更换或修复的一种施工新技术，同时包括一些有关的技术，例如：现场勘察、现有地下的探测和检测等。非开挖技术自60年代初开始在西方发达国家兴起，现已成为一项政府支持、社会提倡、企业参与的高新技术，是现代城市建设管线铺设的革命性技术。随着我国经济的高速增长和政府对施工环境的日益重视，非开挖技术近十年在我国得到持续的快速发展。据不完全统计，近十年非开挖施工行业的总产值一直以40％以上的速度增长。2005年在新管线铺设和

3、旧管线修复工程中，用非开挖技术施工的比例明显增加。非开挖技术除了应用于各类地下管线(自来水、污水、雨水、石油、天然气等管道，以及通讯、动力和信号等电缆线)的铺设、更换、修复的施工，还可应用于其它众多领域，包括：(1)环境治理与监测，在受污染的地下水和地层中设置水平环境治理井，用于进行环境治理或监测；(2)石油钻井，用于中小型湖泊下的石油勘探与开采；(3)瓦斯的排放和煤层气开发；(4)管棚支护，地下人行过道、地铁、地下车库等工程的结构性支护；(5)其它，基础工程(钢管桩、微桩、土钉)、边坡、路基、大坝等工程(排渗孔、降水孔和注浆孔等)、

4、以及降排水、地热井施工等。1土壤环境治理水平定向钻进目前，国内外主要的土壤解污治理方法是：在污染区施工一对或数对垂直井，从一个井中注入清洁的水(或加入添加剂)，从另一个井抽出含污染物的水进行去污处理；或从垂直井中向土壤注入污染物降解菌和降解菌生长所需的营养，实现污染物的生物降解；或从垂直井中注入压缩空气到污染地下水的下部，气流促进土壤中有机物的挥发和降解’V‘一：o‘‘图1垂直井土壤治理示意图本文受科技部国际合作计划项目(2006DFA21270)和中国地质大学科学钻探国家专业实验室开放课题(NLSD200602)资助。作者简介：朱文

5、鉴(1967-)，男(汉族)，江西万年人，工学博士，探矿工程专业，北京探矿工程研究所钻探新技术研究室主任，教授级高工，主要从事地质勘查、科学钻探、非开挖技术等工作，通讯地址：北京市海淀区学院路29号，100083。张雅春(1966一)，男(汉族)，河北唐山入，中国地质大学(武汉)研究生院博士研究生在读，廊坊聚力岩土工程科技开发公司副总经理，教授级高工，探矿工程专业，从事岩士工程施工工作，河北廊坊金光道77号。8非开挖技术TrenchleHTechnology2007年图2采用水平定向井进行土壤污染治理示意图图3采用水平定向井进行土壤污

6、染预防示意图(图1)。若改用水平井治理土壤的污染治理(图2)，则有以下优点：(1)水平治污井与垂直井相比，水平井与污染层接触面积大很多，解污治理效率高；(2)治污水平井位于污染地层下面，可控制污染的进一步扩大，治污效果好；(3)采用水平治污井，治污井的数量少，可减少地表治理设备，降低治污成本；(4)采用定向水平井进行土壤解污治理，治理施工周期短，治理综合成本低；(5)可解决垂直井治理方法中不能治理障碍物(如地面建筑、河流、公路、铁路、闹市区、农作物和植被保护区等)下的土壤治理技术难题。已开展定向水平井进行土壤环境治理的国家主要有美国、

7、加拿大等极少数西方发达国家；在我国定向水平井土壤解污治理技术还是空白。水平定向钻进技术不仅可以用于土壤环境污染治理，而且可用于土壤环境污染预防，在污染源下面施工多条水平定向井，进行注浆(水泥浆等)，形成防污染层(图3)，以防止污染其它土壤。2煤层水平定向钻进煤层定向钻进是定向钻进的一种特殊形式，它广泛地用于煤层气开采、煤层瓦斯抽放及煤炭地下气化等工程中(图4)。与其它领域的定向钻进相比，沿煤层定向钻进具有其特殊性：首先，煤层厚度一般在数米之内，故要求定向性更好；其次，煤层沿走向和倾向一般都有起伏，因而在钻进长距离钻孔时，要求其具有更好

8、的可控性。瓦斯是煤矿开采中的安全大敌，将煤层中的瓦斯气体从煤层中分离出来，对于煤矿开采极其重要。首先，去除瓦斯气体可以从根本上避免采煤工人受矿井瓦斯爆炸的威胁。其次，煤矿瓦斯气体中95％的成分为甲烷，过去在采煤过程中，将