現(xiàn)代非開挖鋪管技術(shù)是指利用巖土導(dǎo)向、定向鉆進(jìn)等手段,在地表不挖槽的情況下,鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的施工新技術(shù)。該技術(shù)社會經(jīng)濟(jì)效益顯著,尤其可在一些無法實施開挖作業(yè)的地區(qū)鋪設(shè)管線,如穿越公路、鐵路、建筑物、河流、古跡保護(hù)區(qū)、鬧市區(qū)、農(nóng)作物及植被保護(hù)區(qū)等。該技術(shù)現(xiàn)已廣泛用于燃?xì)?、電信和電力等工程部門。
開挖地下管線施工法自20世紀(jì)70年代陸續(xù)開始大量出現(xiàn),包括:水平導(dǎo)向鉆進(jìn)、水平定向鉆進(jìn)、方向可控的水平螺旋鉆、沖擊矛、夯管錘、微型逐道、舊管更換與修復(fù)、頂管掘進(jìn)機等。
現(xiàn)代方法與傳統(tǒng)方法相比有以下特點:
(1)引入了管線軌跡的測量和控制;
(2)大大提高了鋪管能力(長度2000m,直徑3m);
(3)快速高效;
?。?)增強了在復(fù)雜地層條件下施工的能力;
?。?)使管道的原位修復(fù)成為可能。
1 非開挖技術(shù)分類(按施工工藝)
非開挖技術(shù)措施按施工工藝可分為:導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)、遁地穿梭矛鋪管技術(shù)、頂管掘進(jìn)機鋪管技術(shù)、頂管鋪管技術(shù)。
1.1 導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)
(1)施工優(yōu)點
?、賹?dǎo)向儀導(dǎo)向,快速高效準(zhǔn)確;②鉆孔方向易控制,施工場地要求簡單;③導(dǎo)向探測與管線探測相結(jié)合有效調(diào)整鉆頭,避開管線,適合復(fù)雜地層條件下施工。
?。?)適用范圍
用于鋪設(shè)電力、通信、煤氣和自來水管線,鋪管直徑、長度和材料范圍較寬,適合1000mm以下管徑,主要有PE管鋪設(shè)和鋼管鋪設(shè)。
1.2 遁地穿梭矛鋪管
?。?)施工方法
?、倮芊ǎ?②頂管法。
?。?)施工優(yōu)點
?、贈_擊力大,穿透性強;②速度快,工期短;③可穿越流泥流沙和卵石帶;④適宜各種管材。
(3)適用范圍
?、龠m宜于鋪設(shè)各類13~150mm;②小管徑長度<50m或距離較長的; ③鋼管或鑄鐵管最大口徑可達(dá)1.5m最大長度可達(dá)100m。
1.3 頂管掘進(jìn)機鋪管技術(shù)
?。?)優(yōu)點
?、俑吖β?、高效率;②采用泥水平衡掘進(jìn)施工法,可進(jìn)行大管徑超長度施工;③噪音小、無污染。
?。?)適用范圍
隧道、涵洞和大口徑管道。
1.4 頂管鋪管技術(shù)
?。?)設(shè)備
?、賹?dǎo)向探測儀;②導(dǎo)向鉆機;③液壓頂管機。
?。?)施工方法
?、賹?dǎo)向鉆孔定向;②液壓頂進(jìn)、人工挖掘。
?。?)優(yōu)點
?、僭靸r低;②定向準(zhǔn)確、精度高、安全、無噪音污染;③可適用于各種地質(zhì)條件;④適用于大口徑小場地各種管道施工。
?。?)適用范圍
適用于鋪設(shè)3000mm以內(nèi)鋼管、混凝土管、鑄鐵管、其它材質(zhì)管道可采用套管法鋪設(shè)。
2 工程實例
我司常用的非開挖技術(shù)采用導(dǎo)向鉆管法,以下以東明河頂管工程實例詳細(xì)介紹導(dǎo)向鉆管的技術(shù)。
(1)工程概況
岐江河?xùn)|明大橋西側(cè)穿越工程位于中山市東明大橋西側(cè),穿越地點選在東明大橋側(cè)河道,離南岸橋支墩38m位置,兩岸河堤之間寬度為112m,水深 5m。由于石岐河水位受漲潮退潮影響,航道需正常通航,不能封航,因此工程采用定向鉆技術(shù),以非開挖方式進(jìn)行煤氣管道穿越。該工程為一條φ273×9鋼管穿越,穿越長度約為280m,最大穿越深度:自然地面以下10m;鉆機入土點位于河南側(cè),出土點位于河北側(cè)。入土角度為10°,出土角度6°,鉆進(jìn)曲率半徑為488m。該工程為小型穿越,定向鉆技術(shù)具有相對成本較低,工期短,不阻礙交通等優(yōu)點,隨著工藝的不斷改進(jìn),該種施工工藝在管道燃?xì)?、自來水、電力和電信部門已開始普遍使用?,F(xiàn)以上例子介紹一下其具體操作過程及注意事項。
?。?)編制依據(jù)
?、佟遁斢洼敋夤艿谰€路工程施工及驗收規(guī)范》SY0401―98;②《水平定向鉆進(jìn)管線鋪設(shè)工程技術(shù)規(guī)范》CSTT;③《石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規(guī)范》SY/T4079―2003;④《長輸管道線路工程施工及驗收規(guī)范》SYJ4001―98;⑤《原油和天然氣輸送管道穿越工程設(shè)計規(guī)范穿越工程》SY/170015.1―98;⑥《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》GB50251―94;
?。?)現(xiàn)場條件
施工場地平坦,穿越地段高低不平,鉆機場地位于河南側(cè),出土端位于河北側(cè)。此地段交通運輸較為方便,便于鉆具的運輸。電源采用自備發(fā)電機解決。
?。?)機械性能和相關(guān)參數(shù)
FDP―30鉆機具有優(yōu)越的鉆進(jìn)性能,加上特制的輔助助力裝置,使回拉能力達(dá)到80t,扭矩1.6萬N?m。主機配有先進(jìn)的液壓動力系統(tǒng),泵閥采用世界上最先進(jìn)的力士樂產(chǎn)品,回轉(zhuǎn)動力采用世界上最先進(jìn)的波克蘭電機,動力源采用進(jìn)口的康明斯發(fā)動機。優(yōu)良的設(shè)備加上高素質(zhì)的員工,是我們順利完成該條非開挖管線施工任務(wù)的保證。
(5)施工方法
?、賹?dǎo)向鉆管法的施工工藝
地質(zhì)勘察→穿越曲線設(shè)計→測量磁方位角→鉆機就位→鉆導(dǎo)向孔→擴孔→回拖→環(huán)境保護(hù)→地貌恢復(fù)
?、趯?dǎo)向鉆管法的工作原理
水平導(dǎo)向鉆機的工作原理是:在施工時,按照設(shè)計的鉆孔軌跡(一般為弧形),采用可從地表鉆進(jìn)的鉆機先鉆一個近似水平的導(dǎo)向孔,然后在導(dǎo)向鉆頭后換上大直徑的擴孔鉆頭和直徑小于擴孔鉆頭的待鋪設(shè)工作管線,然后進(jìn)行反向擴孔,同時
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