现代非开挖施工技术是对地下管线施工的一次技术革命，可广泛用于穿越高速公路、 铁路、建筑物、河流，以及在闹市区、古迹保护区、农作物和植被保护区等，进行市政、 供水、煤气、电力、电讯、石油、天然气等管线的铺设、更新或修复，以及用于水平降排 水工程、隧道工程、基础工程和环境治理工程等，因此以其独特的技术优势和广阔的市场 前景得到世界各国的极大重视。由于我国劳动力低廉，而非开挖设备相对昂贵，所以这一 技术还未被很多政府机构和施工单位所认识。但随着环境保护意识的提高和城市施工的难 度增加，非开挖施工技术的使用也正逐渐增加，尤其是最近几年非开挖施工技术有了突飞 猛进的发展，其技术的优势和效益也在逐渐地体现出来。在今后相当长的一段时间内，我 国的城市化进程会逐渐加快，作为市政施工的重要组成——地下管线的铺设、维护和更换 的任务也即将提上日程；另外，西部大开发和南水北调、西气东输等重大基础设施建设和 电气化高速列车线路的架设等工程，都将成为非开挖技术的应用场所。正是看到了这些， 所以我国已经将发展非开挖技术列入了今后重点发展的项目之中。在随后的十几年中，我 国的非开挖事业必将迎来一个较大和较快的增长期的。 气动她下穿孔机(穿孔机、气动矛及相应的夯管锤的总称)，作为我国目前自行开发研 制的冲击式的地下穿孔机械，在性能上已经接近国际先进水平，其显著的优越性也在实践 中得到了广大施工单位的认可。但是，不得不承认气动穿孔机也存在着工作压力较低、气 源体积庞大、通常情况下只能施工短距离直线孔(一般长度在80米以内)等缺点，这就限 制了气动地下穿孔机的使用范围和施工方法的灵活性。相反由于液压机械工作压力高、油 源体积小而且可以使用主机油源等的优势，有效地解决了穿孔机本身的体积与管道施工能 力之间的问题，而且又可以安装在某种特制的工作舱内进行长距离施工，这也正是同济大 学穿孔机研制组决定研制液动地下穿孔机的初衷。同时，本课题也有幸成为国家教育部重 点资助的项目。 本论文在前两章讨论了现代非开挖施工技术的发展和液压穿孔机工作原理的可行性； 第三章分析了穿孔机的外界工作环境，寻找到简单实用的穿孔机与土壤作用的模型；第四 章从波动力学的角度解决了穿孔机内部的碰撞问题，给出了适当的反弹系数；第五章在分 析液压穿孔机内部结构的基础上，利用流量连续方程和牛顿定律建立起非线性系统模型， 并讨论了某些主要结构参数对穿孔机工作性能的影响；在对第五章某些公式的线性化基础 上提出了第六章的线性系统模型，由此分析了状态方程的主要特性，并首次讨论了穿孔机 的稳定运行问题；第七章则提出了几种液压穿孔机的优化方案。最后，通过本次研究得到 了一些对于液压穿孔机设计有指导意义的结论。 关键词：非开挖施工技术 液压穿孔机 非线性系统模型线性系统模型 稳定性