顶管技术

随着国家现代化的进程,城市建设脚步越来越快,各种市政管线在地下纵横交错、层叠密布,地面上的市政建筑越来越多,开挖施工使道路质量变差、破坏环境,同时给人们的生活、工作带来诸多不便,施工成本越来越高。为了解决现有市政设施与施工的矛盾,诞生了一项新的施工技术——非开挖技术。

  非开挖技术是指在不开挖或只开挖少量作业坑的条件下,利用岩土钻掘技术进行铺设、修复、和更换管道的,它高效、优质、成本适中、对环境友善,具有不影响交通、不污染环境等优点,在许多情况下,比开挖法施工周期短、综合成本低、安全性好。现已经成为城市市政施工的主要手段,广泛应用于穿越公路、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不允许或不能开挖的条件下进行煤气、电力、电讯、有线电视线路、石油、天然气、热力、排水等管道的铺设。
摘要:该文分析了非开挖技术特点、工艺流程、施工设备、管材粘接及安装,认为目前在汕头地区进行大规模管网施工的情况下,为了达到最小破坏和最大保护环境的目的,采用非开挖技术施工势在必行。另外,该文还提出了非开挖技术施工中值得注意的问题。

  关键词:非开挖技术 电力工程 线路

  1 非开挖技术的特点

  与其它技术相比,非开挖技术起步较晚。但是值得注意的是在最近20多年中,非开挖技术无论在理论上,还是在施工工艺方面,都有了突飞猛进的发展。非开挖技术是极为重要的一种都市铺设管道的施工手段,采用非开挖技术铺设管道具有若干得天独厚的优势。

  非开挖技术在国外已广泛使用,在国内也逐渐普及。不开挖地面,就能穿越公路、铁路、河流,甚至能在建筑物底下穿过,是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法。

  非开挖技术不开挖地面,故而被铺设管道的上部土层未经扰动,管道的管节端不易产生段差变形,其管道寿命亦大于开挖法埋管。

  采用房下非开挖技术能节约一大笔征地拆迁费用,减少动迁用房,缩短管线长度,有很大经济效益。


  2 非开挖方法

  2.1 技术准备

  2.1.1 地下现状管线勘查

  根据工程所能提供的工程现场地下管网资料,对现场地下管网进行复查,准确掌握地下各种管线和其他基础设施的分布及埋深,为导向孔轨迹提供准确的设计依据。

  2.1.2 地形地貌测量

  根据市政管理部门审批的路由,按施工区域地形及路线定出钻孔轴线,沿轴线的地表走向标定地面有效标定点的距离和方位以及各个标定点的地面标高(或高差),为导向孔施工时地面跟踪监测提供准确依据。

  2.1.3 现场地质勘查

  掌握钻孔工作区地层特征,为成孔工艺提供钻探参数。

  2.1.4 设计理论导向参数表

  画出设计敷管路由图及设计敷管轨迹断面图,将以上勘测结果反映在图上,制订工艺方案。

  2.2 施工场地准备

  2.2.1 施工场地

  文明施工,施工区域要安装防护围栏,施工机械、机具和材料要按规范安装和堆放,需占用道路或人行道的区域应设置明显的施工安全标识,引导车辆和行人合理分流,夜间要设立反光标识和警示灯,施工区域分为机械作业区和下管作业区。


  2.2.2 作业工作坑

  根据施工工艺要求开挖入射作业坑及下管作业坑,同时做好作业坑的支护和降水工作。

  2.2.3 机械进场及安装

  施工机械进场就位需调用汽车和吊车,通常要临时占用道路;吊装现场须设好临时路障等安全设施;钻机、动力站和施工器具就位要充分利用现有场地空间,合理布局;安装钻机的地基必须坚实、平整,对松软地基必须进行加固后才能安装钻机,钻机安装在入射点处,调整钻机倾角为设计入射角后固定钻机;连接动力站,连接泵站。

  2.2.4 导航仪器标定

  将探头装入导向钻探头盒中,将导向钻头放置在无其他信号干扰的场地内,打开导航仪,检查导航仪工作情况并进行标定。


  2.3 施工步骤

  2.3.1 导向孔施工

  施工准备:将导向钻头安装连接,检查探头发射的各个参数是否正常,探头电池容量是否足够。

  开孔:为保证入射角的准确和稳定,开孔时须保持连续钻进至少2.5m,同时宜采用低钻速、小泵量、慢进尺。

  造斜钻进:调整钻头工具面向角至需要角度,钻机顶进形成造斜段,导航仪跟踪监控钻头仰角的变化,根据不同的土层,顶进结合钻进,勿使仰角的变化超过钻杆的最小曲率半径。

  保直钻进:钻机匀速回转钻进,给进速度尽量快,使导向孔直线段更平直。


  设计导向钻进参数表。曲嘉瑞

  2.3.2 回拉扩孔

  孔径设计:根据敷设管道的直径和根数计算需要成孔的最小直径,既不能过大,也不可过小,成孔直径过大,敷设管道周围土层坍塌易造成路面下陷,成孔直径过小,会使拉管阻力增大,引起脱管或管道变形。

  分级扩孔:各级扩孔分别为一级φ200mm、二级φ250mm、三级φ300mm、四级φ400mm、五级φ500mm等。根据设计的成孔直径,由小到大分级扩孔,直至扩到工艺要求的孔径。车辆检测系统

  孔壁加固:扩孔的同时通过扩孔钻头向孔中注入泥浆,泥浆的浓度根据不同的土层条件来配制。泥浆渗透到孔壁中,通过扩孔钻头的挤压和磨擦,起到对孔壁的维护和稳定作用。

  回拉敷管:拉管过程中的回拉力要克服管道与孔壁摩擦力,成孔的质量与导向孔的曲线形状以及扩孔工艺有着密切关系,正常情况下敷设PVC或PE管的回拉力不应超过5kN,拉力过大会造成管材断裂或变形
一、前言

  我们生活在一个日新月异的世界里,科学技术高度发达。紧张繁忙的都市生活,使我们每个人比以往任何时候都渴望在都市中有一个宁静的工作和休息环境。这一切当今的都市环境还不能满足我们的需要。如污水处理、自来水供给,煤气、电力和通讯设施的安装等,都不能做到文明、洁净而快速地施工。所有这些就构成了对我们城市环境的破坏和道路交通的堵塞,如何使这些与城市建设密切相关的工程在不破坏现有市政设施和增加城市噪声及道路交通堵塞的情况下,经济、安全、高效、环保地完成城市施工和建设,是一个摆在我们各级政府主管部门面前的责无旁贷的重要任务。

  我们提供的城市道路非开挖工程技术(即顶管工程技术)将完全解决这些难题,为城市管线的安装建设提供安全、经济、环保、高效的施工方法。非开挖工程技术彻底解决了管道
埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市来说是非常重要的。不久的将来我们的城市将会在一个洁净、舒适和美好的环境中迎来她的巨大变化。所有管线的埋设都会在没有破坏、污染、交通堵塞和季节变化的影响中高效地进行。这一切都是非开挖工程技术不断创新的结果。

  二、技术特点

  非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语,它涉及的是利用少开挖(工作井与接收井要开挖)和不开挖(管道不开挖)技术来进行地下管线的铺设或更换,管子直径DN800-4500均可。通过工作井把要埋设的管子顶入土内,一个工作井内的管子可在地下穿行1500米以上,并且还能曲线穿行,以绕开一些地下管线或障碍物。弹簧包

  它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。其施工场地小、工艺好、流程快,能适应各种土质。特别适用于大中型管径的非开挖铺设,具有经济、高效、保护环境的综合功能。
尽管顶管技术起步较晚,但在我国近几年中却有了突飞猛进的发展。这种技术具有如下优势:

  1、不开挖地面;

  2、不拆迁,不破坏地面建筑物;

  3、不影响交通;

  4、不破坏环境;

  5、施工不受气候和环境的影响;

  6、不影响管道的段差变形;

  7、省时、高效、安全,综合造价低。


  该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天然气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。

  采用该技术施工,能节约一大笔征地拆迁费用,减少环境污染和对道路的堵塞,具有显著的经济效益和社会效益。

  三、地质特点

  尽管顶管机械性能超凡,技术先进,但在采用该技术施工时,首先要做的事就是深刻了解土质特点,针对不同的地质选用不同施工方法和机械。由于各地地质条件不同,其施工的复杂程度和工程造价是不一样的,主要原因是一些地层内含有砂、砾、基岩和风化岩石,地质层坚硬程度不一样,这些在顶管施工时经常发生变化。除此之外,地下水也是一个不容忽视的问题,所有这些都增大了顶管施工的难度。这就是为什么同一地区会有不同的工
程造价的根本原因所在。

  四、城市管网特点

  市政工程建设切忌短期行为。在城市管网施工时,许多城市都存在马路反复开挖的现象,严重防碍了市区的交通,困扰了居民生活,缩短了路面的寿命。配套的电讯、自来水、煤气、排水、路灯、城市坐标、候车亭、广告箱、路牌、电话亭、保安亭等都要移开才行,这无疑增加了对城市设施的破坏和施工的难度,老城市这方面的问题显得尤其突出。如广州市,据有关统计表明每年管线开挖的长度数量相当巨大。仅2000年一年时间,开挖的管线长度就达到778Km。如果全部采用开挖法进行铺设,造成的破坏和危害是可想而知的。因为城市管网有如下特点:

  1、老城区各种管网相互交错,很多管线地下位置不明;糖浆罐

  2、以前建设的管网由于未能充分考虑地区经济发展的容量,使得铺设的管线不  能满足
餐台滑轨
发展的要求,所以造成在相同位置不同深度不断埋设相同功能的管道现象,从而引发各种施工问题;

  3、城市在进行道路扩建、改建、新建的同时需要埋设大量雨水管线、污水管线,按照规划原则,各种管线的位置基本在机动车道下面;
画面拼接
  4、为满足城市发展的需要,城市供水管道和排污管道的铺设量非常大,故需要频繁穿越道路、河流、各种建筑物。

  基于上述原因,先进的顶管设备与顶管施工工艺,可以比较好地解决城市市政管线铺设中所遇到的这些问题,使城市有一个舒适、宁静的环境。

  五、基本结论

  鉴于对顶管技术理论体系的分析和各地地质特点的分析以及城市管网的特点分析,我们认为在城市高速发展的今天,选择合适的顶管机械进行顶管工艺的施工,从技术上讲是完全
可行的,从社会效益与经济效益上来讲是巨大的。因此,在城市高速发展的今天,地下管线建设不仅在规划上要有科学性和前瞻性,设计提倡多管(给排水、通讯、电缆、天然气、煤气等管线)合一,在管线施工设计中,应大力推行非开挖顶管施工新技术,让城市建设与市民生活及城市环保更加和谐。

本文发布于:2024-09-23 03:19:15,感谢您对本站的认可!

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