非开挖工程中常见的复杂地层主要包括流沙、卵、砾石等松散层,强水敏粘土和淤泥层、硬岩层。如何从工法、设备、钻具、材料等方面提高复杂地层和硬岩非开挖施工的水平,已成为国内非开挖界一项共同奋斗目标。
在松散和强水敏地层中,时常发生坍塌、缩径、垮孔,以致于无法形成钻孔,还有可能毁坏地面及地下构物,而且在铺管时阻力特别大,严重影响非开挖工程的施工效率、成功性和安全性。对此,首先应该建立水平孔孔壁力学计算模型,对不同复杂地层孔壁的稳定性状作出预测判断;在采取技术措施时,应配制专用成孔液、研制特殊钻具及工艺规程、采取必要的辅助工序等。
在硬岩层中进行非开挖施工,提高碎岩效率和改变孔的方向是难度颇大的课题,国内已有所突破。
非开挖成孔液不仅在复杂地层保护孔壁中起重要作用,而且在排渣、润滑、水力导向等诸多方面有重要影响。然而,目前国内非开挖施工中对成孔液的合理应用重视不够,往往造成施工速度慢、垮孔及地面塌陷、铺管遇阻等严重后果。因此,对症下药地研发、设计、调配和应用相应的成孔液,可以形象地比喻为“磨刀不误砍柴工”,是中国非开挖工艺技术今后发展的趋向之一。