施工技术-顶管机
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市政给排水工程中的顶管施工技术市政给排水工程是城市的重要基础设施,顶管施工技术是其中一项重要的施工技术。
顶管施工技术是指利用顶管机具将管道在地下水平推进的技术,可以用于给排水、天然气、通讯、电力等管道的施工。
顶管机具通过对地面和管道的压力进行控制,实现了不需要挖开地面就可以完成管道的铺设,大大减少了对环境的破坏,同时也提高了施工效率。
顶管施工技术不仅在市政给排水工程中得到了广泛应用,同时也在其他各种地下管道工程中得到了广泛的应用。
本文将从顶管施工技术的原理、设备、施工过程以及质量控制几个方面来介绍市政给排水工程中的顶管施工技术。
一、原理顶管施工技术是指利用顶管机具将管道在地下水平推进的技术,其原理可以简单地概括成通过管道内部的液压缸或推进杆的作用力,将管道在地下水平推进。
其原理图如下:[插入原理图]在顶管机具施工的过程中,首先需要在地面上挖掘出一个坡度合适的推进坑,然后将顶管机具通过起重机转运到推进坑内。
根据实际情况确定推进坑的设计尺寸,在坑内设置好脚手架,然后将管子拼装成一体,安装好顶管机具,并将管道与顶管机具连接稳固。
然后机具内部液压缸或推进杆的作用力使管道向前推进。
在推进的过程中,通过控制机具内部液压系统的压力,可以控制并修正管道的推进方向和速度,从而保证顶管工程的施工质量。
二、设备顶管机具是顶管施工技术的关键设备,其作用是推进管道并控制施工的方向和速度。
一般来说,顶管机具主要由机架、推进装置、液压系统、控制系统等部分组成。
其主要设备有:顶管机、推管机、顶推机、非开挖机等。
这些设备在顶管施工中起到了至关重要的作用,通过机具的控制,可以实现对施工过程的精确控制,从而保证施工质量。
除了顶管机具之外,推进坑的设计与施工同样是不可忽视的一部分。
推进坑的设计尺寸、材料的选择、支撑结构的设置等都直接影响到施工的顺利进行与施工成果的质量。
在顶管施工中,设备的选择和推进坑的设计与施工都是非常重要的环节。
三、施工过程顶管施工技术相比于传统的地震施工方式,其施工过程更加简洁、环保。
第1篇一、顶管工程施工原理顶管法施工是利用顶管机在地下将管道按设计要求推进,实现管道铺设的一种施工方法。
顶管机在工作井内组装,通过液压系统提供推力,将管道一节一节地顶进至接收井。
顶管法施工适用于地下管道、隧道、电缆等工程。
二、顶管工程施工工艺流程1. 工程准备:熟悉图纸,了解顶进管道的实际长度、埋深、管道的设计要求和结构要求,掌握穿越段地质情况。
办理相关手续,收集现场工程资料,配备相关设备、材料及辅助设施。
2. 测量放线:在工作井后座位置设置测量机座,测量基座由地面引入地下,将激光经纬仪放置在其上调平后,使激光经纬仪发射的激光沿着顶进方向水平射出,打在工具头的测量靶位上,通过望远镜读出工具头的偏差。
每隔0.5m记录一次。
3. 工作井施工:根据现场情况,结合施工单位常规顶管工作井结构,逆作井施工。
工作井施工完成后,进行基坑支护。
4. 顶管设备安装:在工作井内安装液压千斤顶、顶管机等设备,接好照明、油管等管线。
5. 洞口人工开挖:在顶管机前方进行人工开挖,确保顶管机顺利进入。
6. 管道顶进:启动液压系统,通过液压千斤顶提供推力,将管道一节一节地顶进至接收井。
在顶进过程中,通过激光经纬仪测量顶管方向,边顶进边排土边调整,直至将管道顶至目标坑内。
7. 管道贯通检查:管道顶进完成后,进行管道贯通检查,确保管道铺设质量。
8. 检查井砌筑及回填:在接收井处进行检查井砌筑,回填土方。
三、注意事项1. 地质条件:了解穿越段地质情况,确保顶管施工顺利进行。
2. 施工安全:做好施工现场安全管理,确保施工人员安全。
3. 环境保护:做好施工现场环境保护,防止扬尘污染。
4. 施工精度:严格控制顶管方向、管道铺设质量,确保工程满足设计要求。
5. 施工进度:合理安排施工计划,确保工程按期完成。
总之,顶管工程施工是一种高效、环保的地下管道铺设技术。
在施工过程中,要严格按照施工工艺流程进行操作,确保工程质量和施工安全。
第2篇一、顶管工程施工原理顶管工程施工原理是在管道的沿线按设计的方案设置工作井或坑,工作井或坑内设置坚固的后座,吊进液压千斤顶以及要顶进的混凝土管,接好照明、油管等管线,然后用液压千斤顶缓慢顶进,通过人工开挖方式,将混凝土管顶进。
顶管机工作原理
顶管机是一种用于地下管道施工的专用设备,它的工作原理是通过推进顶管机
来完成管道的铺设和安装。
顶管机通常由推进系统、推进盾构系统、管道安装系统、控制系统等部分组成,下面我们将逐一介绍顶管机的工作原理。
首先,推进系统是顶管机的核心部分,它通过液压系统驱动推进盾构机前进。
推进盾构机是顶管机的外壳,它能够在地下推进并保护管道的安装。
在施工过程中,推进系统会不断地向前推进,同时将管道逐段铺设到地下。
这样,顶管机就能够完成管道的铺设工作。
其次,管道安装系统是顶管机的另一个重要部分,它通过液压系统来完成管道
的铺设和连接。
在推进过程中,管道安装系统会将管道逐段送入地下,并将相邻的管段连接起来。
这样,顶管机就能够完成管道的安装工作。
最后,控制系统是顶管机的大脑,它通过各种传感器和执行机构来监控和控制
整个施工过程。
在施工过程中,控制系统会实时监测推进力、管道位置、土壤情况等参数,并根据这些参数来调整推进速度、管道铺设方式等。
这样,顶管机就能够在复杂的地下环境中高效、精准地完成施工任务。
综上所述,顶管机的工作原理是通过推进系统、管道安装系统和控制系统的协
同作用,完成地下管道的铺设和安装。
顶管机在地下施工中具有高效、精准的特点,能够有效地提高施工效率,减少人力成本,保障工程质量。
希望通过本文的介绍,能够让大家对顶管机的工作原理有一个更加清晰的认识。
顶管机施工方案1. 引言顶管机施工是一种在地下进行管道施工的常用方法。
本篇文档将详细介绍顶管机施工的工作原理、施工准备、施工步骤、安全措施以及材料需求等内容。
2. 工作原理顶管机施工主要通过顶管机进行推进和开挖,同时使用推进装置和顶管装置完成施工工作。
顶管机推进装置主要由推进柱、顶管等组成,通过液压或机械装置将顶管推入地下。
顶管装置则负责开挖和支护工作,具有推进拒水、开挖、输送土方、安装钢筋和混凝土浇筑等功能。
3. 施工准备在进行顶管机施工前,需要进行充分的准备工作,主要包括以下几个方面:•确定施工的地质情况,包括土层、地下水位等。
•制定详细的施工计划,包括施工时间、施工路线等。
•调查和采购所需的材料和设备,包括顶管机、推进装置、顶管、钢筋、混凝土等。
•组织施工人员,包括设立专门的施工队伍和安排相关的培训工作。
4. 施工步骤4.1 现场布置与调试在正式施工前,需要进行现场布置与调试工作,主要包括以下几个步骤:1.清理施工现场,确保施工区域干净整洁,为施工提供良好的工作环境。
2.安装顶管机和相关设备,包括推进装置、顶管装置等。
3.进行设备的调试工作,测试各项功能是否正常。
4.进行安全培训和交底,确保施工人员了解相关安全规定和操作流程。
4.2 开挖施工开挖施工是顶管机施工的关键步骤之一,需要按照以下步骤进行:1.进行地面的标高测量和管线的勘察工作,确定开挖起点和终点等位置。
2.启动顶管机,将其推入地下,同时通过顶管装置进行土方的开挖和输送。
3.根据实际情况调整顶管机的推进速度和顶管装置的开挖范围,确保施工的稳定性和安全性。
4.在开挖过程中,进行支护工作,包括设置支护管、注浆等措施,以保证地下隧道的稳定性。
5.按照设计要求进行补强处理,包括安装钢筋和进行混凝土浇筑等。
4.3 安全措施在顶管机施工过程中,必须加强安全管理,采取一系列安全措施,确保施工过程的安全性。
主要包括以下几个方面:1.配备专门的安全人员,负责现场安全监管工作。
顶管施工工法
摘要:
顶管施工工法是一种用于实施地下管道的技术,通过顶管机将
管道推入地下,无需开挖大规模的沟槽。
本文将介绍顶管施工工法
的原理、工艺流程、施工注意事项,以及顶管施工工法在现代建筑
工程中的应用。
一、概述
顶管施工工法是一种将管道从地下直接顶进去的施工方式,可
以用于各种地下管道的敷设,包括给水管道、排水管道、天然气管
道等。
与传统的开挖沟槽施工相比,顶管施工工法具有施工速度快、对周围环境损害小等优点。
二、原理
顶管施工工法主要依靠顶管机进行,顶管机是一种强力推进装置,能够将管道推进地下,同时借助特殊的钢管道片段进行前进。
该机器具有强大的推进力和控制能力,能够完成各种地下管道的顶
管施工。
三、工艺流程
顶管施工工法的基本流程如下:
1. 确定管道敷设线路,并进行必要的勘测和定位工作;
2. 准备好顶管机和相关附件,包括钢管道片段、管道接头等;
3. 在敷设线路上进行预埋件的施工,如预埋金属套管等;
4. 启动顶管机,将钢管道片段进行组装,并进入地下推进;
5. 在途中根据需要进行接头连接,确保管道的完整性;
6. 达到目标位置后,进行管道连接和固定。
四、施工注意事项
1. 在施工前需要进行充分的勘测和分析工作,确保施工线路的准确性;
2. 在顶管施工过程中,需要注意对周围环境的保护,避免对地质环境和地下设施造成损害;
3. 施工过程中需要仔细检查推进情况和管道连接,确保施工质量;。
- 117 -工 程 技 术1 工程概况该项目位于台山市大江镇公益圩。
计划铺设生活污水管网总长度为11200m,其中顶管总长5050m 采用III 级钢筋混凝土管。
台山市属亚热带季风气候,该地常年雨水量丰富,施工点地下水位较高,其中大江镇公益圩场地内及其附近有密集的坑塘、沟渠分布,坑塘内水深0.5m~1.0m,北侧紧邻谭江。
2 泥水平衡式顶管施工技术2.1 基本原理该技术原理是以刀盘在行进面对开挖面土体进行全断面切削,通过注入一定压力的泥水与掘进区域内的水土压力达到动态压力平衡,再利用泥水输送弃土的机械式顶管作业。
泥水在压力作用下渗透进土壤中,渗透的泥水能在开挖面外圈形成一层泥皮。
泥皮形成之后能阻止泥水继续向土壤内部渗透,同时在泥水压力作用下泥皮能防止开挖面发生垮塌。
2.2 施工工艺流程顶管施工主要流程包括施工准备、顶管出洞、推进、顶管进洞、设备拆除、测量及洞口处理。
具体施工工艺流程如图1所示。
2.3 主要施工工艺操作要点2.3.1 主顶系统安装主顶系统安装应按如下步骤进行。
测量放线→导轨安装→后靠背安装→安装主顶油缸。
主顶系统安装时应注意以下2点。
1)测量放线须按规范严格控制误差值,保证顶进轴线的精度,导轨坡度须按设计进行设置。
导轨安装轴线偏差≤3mm ;顶面高差0~+3mm ;两轨间距±2mm [1]。
2)导轨设计安装。
结合该项目情况,顶进导轨使用型号为25b 双榀槽钢进行焊接,根据测量放出的坐标位置,用25t 的汽车吊把导轨放入位置,须注意导轨连接的可靠度,保证导轨安装的有效性。
2.3.2 顶力计算2.3.2.1 推力的理论计算以施工段落W29~W30为例进行计算,该施工段落使用DN500管,最长顶进距离为70m。
管道按设计穿越素填土和淤泥质土,采用泥水平衡式顶管施工工艺。
推力计算公式如下。
F =F 1+F 2 (1)式中:F 为总推力,F 1为迎面阻力,F 2为迎面阻力。
F 1=π/4×D 2γH式中:γ为土的容重,根据地勘资料查得19kN/m ³,D 为管外径,为0.6m,H 为覆土厚度,根据地勘报告查得为5m。
顶管法施工技术5.1 顶管法施工的概念顶管法是指隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。
顶管法属于非开挖施工,是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术,它不需要开挖面层就能穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。
顶管法施工工序是:在工作坑内借助顶进设备产生的顶力克服管道与周围土壤的摩擦力,将管道按设计坡度顶入土层中,并运走土方。
一节管道顶入土层中后,接续顶进第二节管道,这样依序顶入各节管道,做好接口,建成涵管。
其原理是借助主顶油缸、管道间及中继间等推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。
管道紧随其后,埋设在两坑之间,以实现非开挖敷设地下管道。
顶管法施工原理见图5.1。
图5.1 顶管法施工原理示意图5.2 顶管法施工技术发展史顶管法施工是继盾构法施工之后发展起来的地下管道施工方法,最早应用于1896年美国北太平洋铁路铺设工程,已有百年历史,20世纪60年代在世界各国推广应用,1970年,德国汉堡下水道混凝土顶管,直径 2.6m,一次最大顶进距离1200m,为国外首次最大顶距。
近20年,日本研究开发土压平衡、水压平衡顶管机等先进顶管机头和工法。
20世纪50年代中国从北京、上海开始试用。
1986年,上海穿越黄浦江输水钢质管道,应用计算机控制,激光导向等先进技术,单向顶进距离1120m,顶进轴线精度:(-150,+150)mm,上下(-50,+50)mm。
1981年,浙江镇海穿越甬江管道,直径2.6m,单向顶进581m,采用5只中继环,上下左右偏差(-10,+10)mm。
1997年,中国上海黄浦江上游引水工程长桥支线钢管顶管,直径 3.5m,一次最大顶进距离为1743m,创造了钢管顶管世界纪录。
2001年,中国浙江嘉兴污水钢筋混凝土顶管,直径2m,一次最大顶进距离为2050m,创造了混凝土顶管世界纪录。
5.3 顶管机分类(1)按顶管口径大小分为大口径、中口径、小口径和微型顶管四种。
施工技术-液压顶管机近年来,液压顶管技术在城市基础设施建设中得到了广泛应用。
特别是在城市地下管道的铺设和河床治理工程中,液压顶管机作为一种十分有效的施工工具,被广泛采用。
本文将介绍液压顶管机的工作原理、施工流程、安全注意事项等方面内容。
工作原理液压顶管机是一种将管道顶进地下土层的施工机械设备。
液压顶管机主要包括固定机架、出口油缸、顶进油缸、推进油缸、尾撑、工作台等组成。
当液压顶管机工作时,顶进油缸使管道被推入地下土层,推进油缸则使顶进油缸上移,从而完成管道的顶进和推进。
液压顶管机还配备了一套用于推动机架前进的液压系统,机架前进时机床将舱壁压住,实现全程密闭,从而保证工作的安全和高效。
施工流程液压顶管机的施工流程分为以下几个步骤:1.预处理:确定工作区域范围、刨除表层土等。
2.安设液压顶管机:将液压顶管机移动到预定的施工现场,根据现场情况确定顶管方向与孔口位置,然后调整液压顶管机的施工位置与高度。
3.安装管道:先将一个螺旋槽式的钢管推至顶进油缸内,用液压扳手拧紧,然后连接下一个要推进的钢管。
这样不断推入钢管,直到顶出孔穴的另一侧。
完成后,将预制好的内、外管片放入螺旋环槽内,用液压扳手拧到稳定状态。
4.推进管道:接通内、外管片中夹杂的泥水泥浆管道,推进管道,直到托给到孔穴的对侧。
5.顶进管道:将管道被推进后,再将推进油缸顶起,推进油缸从孔穴的另一端进入,以推送管道。
6.后处理:完成液压顶管机的使用后,需要对机器进行清洗、检测,保养和停放等必要的后处理。
安全注意事项在液压顶管机的使用过程中,需要注意一些安全细节,以保证工程施工的安全、顺利完成:1.机械安装:液压顶管机的机架需要坚实稳定的基础来支持,在安装过程中一定要仔细检查和测试。
2.管件强度:选用质量过关、强度够用的管道及配件,保证工程施工的可靠性。
3.压力控制:操作人员需要掌握液压顶管机的液压系统,保持顶进推进的力度不过猛或不足,以避免管道损坏和事故发生。
市政工程施工关键技术中的顶管施工技术分析市政工程中,顶管施工技术是一项非常重要的关键技术。
顶管施工技术是指在不破坏地面道路、建筑物等设施的情况下,利用顶管机具进行地下管道、电缆等设施的铺设和维修。
顶管施工技术具有施工快速、不破坏地面、不影响交通等诸多优点,因而受到了市政工程施工单位的青睐。
在市政工程施工中,顶管施工技术的应用已经成为了一项行业标准,对于保障市政基础设施的顺利建设和维护起到了至关重要的作用。
以下将对市政工程施工中的顶管施工技术进行分析和探讨。
一、顶管施工的原理顶管施工技术是将地下管道、电缆等设施利用顶管机具从地面顶部或侧面进行铺设和维修的一种技术。
顶管机具通过特殊的设计和结构,可以在地下施工并保持地面的完好。
一般顶管机具由顶管车、顶管推进设备、推进杆及尾水管等组成。
顶管车是顶管机具的主体,具有抗压能力和良好的机动性能,能够在地下道路进行灵活驾驶。
顶管推进设备是顶管机具的动力部分,主要通过液压或电动等方式实现对管道的推进。
推进杆是用于推进管道的主要装置,具有良好的刚性和韧性,能够适应复杂的地下环境。
尾水管是用于排放淤泥和水泥浆等杂质的设备,能够有效保持顶管作业的顺利进行。
顶管施工的原理是通过顶管机具将管道或电缆等设施通过地下的推进,完成对管道的铺设和维修等工作。
在施工过程中,顶管机具通过特殊的设计和操作,可以在地下进行工作,而不影响地面的交通和环境。
这种施工方式不仅可以保护地面上的建筑和植被,同时也可以提高施工效率和安全性。
二、顶管施工的技术要点1. 管道设计和选材在顶管施工中,管道的设计和选材是非常重要的技术要点。
根据地下管道的用途和地质条件,需要进行合理的管道设计,保证管道在顶管施工过程中能够顺利铺设和维修。
在选择管道的材质时,需要考虑管道的强度、耐腐蚀性、抗压性等技术指标,以保证顶管施工的质量和安全。
2. 推进杆和顶管推进设备的优化设计顶管施工中,推进杆和顶管推进设备是至关重要的技术装备。
非开挖施工技术简介霸州市城区顺兴液压顶管机械厂霸州市城区顺兴液压顶管机械厂1前言目前,城市现存的许多设施不能满足发展的需要,如污水、自来水、煤气、电力和通讯管道的铺设和维修都是在需要的时候再对街道路面“开膛剖肚”,从而导致交通堵塞、破坏已有基础设施、环境污染等一系列问题。
非开挖施工技术就是在不开挖(或者少开挖)地表的情况下进行铺设、探测、维修和更新各种地下管线,解决城市管线施工中的难题。
城市地下管线的铺设方式是工程建设技术水平的体现,是城市现代化的标志之一,也是社会文明进程的重要体现。
2非开挖技术的特点现代非开挖地下管线施工技术,是近年来发展起来的一项高新技术,是钻探工程技术结合工程物探、计算机技术、岩土工程技术及新材料等技术的一项重要延伸。
非开挖技术在国外已广泛使用,在国内也逐渐普及。
与其它技术相比,非开挖技术起步较晚。
但是在最近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铺设管道的工程手段,采用非开挖技术铺设管道具有若干得天独厚的优势。
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,是一种安全有效的施工技术。
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,有很大经济和社会效益。
3非开挖技术的构成分类非开挖技术可分为三大类:铺设新管线、修复置换旧管线、探测原有管网。
3.1铺设新管线施工技术:导向钻进铺管法、定向钻进铺管法、气动矛铺管法、夯管锤铺管法、螺旋钻进铺管法、推挤顶进铺管法、微型隧道铺管法、盾构法和顶管法。
3.2修复旧管线施工技术:原位固化法、原位换管法、滑动内插法、变形再生法、局部修复法。
3.3探测地下管网:地下管线探测仪(非金属管道探测仪、金属管道探测仪、塑料管道探测仪、电力电信缆线探测仪和井盖探测仪等)、供水管网监测仪(流量水压记录仪、漏区诊断仪、漏点定位仪等)、电信线路故障定位仪、气体故障检测仪、管中摄影仪、探地雷达、声纳系列。
4非开挖技术应用现代非开挖技术发展虽然仅20多年的时间,但其施工工艺技术的先进性、优越性所带来的经济效益和社会效益已举世瞩目,同时也激励了非开挖技术的不断更新,其应用领域不断拓展。
4.1穿越江河、机场、铁路、公路、建筑等铺设各种地下管线。
4.2隧道的管棚支护、微型钻孔桩施工等。
4.3水平注浆、水平降水、地下污染层处理。
4.4煤层瓦斯抽排放孔施工。
4.5修复置换旧管线。
4.6探测查找地下管网.5主要非开挖技术介绍5.1导(定)向钻进铺管法定向钻进的基本原理:按预先设定的地下铺管轨迹钻一个小口径先导孔,随后在先导孔出口端的钻杆头部安装扩孔器回拉扩孔,当扩孔至尺寸要求后,在扩孔器的后端连接旋转接头、拉管头和管线,回拉铺设地下管线。
水平定向钻进铺管的施工顺序为:地质勘探、规划和设计钻孔轨迹、配制钻液、钻先导孔、回拉扩孔、回拉铺管、管端处理。
5.1.1地层勘察、地下建(构筑物)及地下管线探测地层勘察主要了解有关地层和地下水的情况,为选择钻进方法和配制钻液提供依据。
其内容包括:土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。
可采用查资料、开挖和钻探、物探等方法获取。
地下管线探测主要了解有关地下已有管线和其它埋设物的位置,为管线设计和设计钻进轨迹提供依据。
一般采用综合物探法,按其定位原理分为:电磁法、直流电法、磁法、地震波法和红外辐射法等,并结合钻探、静力触探、土工实验等技术。
5.1.2钻进轨迹的规划与设计导向孔轨迹设计是否合理对管线施工能否成功至关重要。
钻孔轨迹的设计主要是根据工程要求、地层条件、地形特征、地下障碍物的具体位置、钻杆的入出土角度、钻杆允许的曲率半径、钻头的变向能力、导向监控能力和被铺设管线的性能等,给出最佳钻孔路线。
5.1.3配制钻液钻液具有冷却钻头(冷却和保护其内部传感器)、润滑钻具,更重要的是可以悬浮和携带钻屑,使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外,既为回拖管线提供足够的环形空间,又可减少回拖管线的重量和阻力。
残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
在不同的地质条件下,需要不同成份的钻液。
钻液由水、膨润土和聚合物组成。
水是钻液的主要成份,膨润土和聚合物通常称为钻液添加剂。
钻液的品质越好与钻屑混合越适当。
当遇到不同地层时,及时调整钻液的性能以适应钻孔要求。
5.1.4钻导向孔利用造斜或稳斜原理,在地面导航仪引导下,按预先设计的铺管线路,由钻机驱动带锲型钻头的钻杆,从A点到B点(见图1)钻一个与设计轨迹尽量吻合的导向孔(平面误差100毫米)。
钻导向孔的关键技术是钻机、钻具的选择和钻进过程的监测和控制。
要根据不同的地质条件以及工程的具体情况,选择合适的钻机、钻具和钻进方法来完成导向孔的钻进。
监测与控制:在钻进导向孔时能否按设计轨迹钻进,钻头的准确定位及变向控制非常重要。
钻进过程中对钻头的监测方法主要通过随钻测量技术获取孔底钻头的有关信息。
孔底信号传送的方法主要有:电缆法和电磁波法。
电磁波法的测量范围较小,一般在300m以内水平发射距离,测量深度在15m左右。
电磁波法测量的原理为:在导向钻头中安装发射器,通过地面接收器,测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数,将测得参数与钻孔轨迹进行对比,以便及时纠正。
地面接收器具有显示与发射功能,将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示,以便操作手能控制钻机按正确的轨迹钻进。
目前,电磁波法在中小型钻机上应用较多,缺点是必须随钻跟综监控。
电缆法在长距离穿越中,特别是地形复杂的工程中应用较多。
优点是抗干扰能力强,不要随钻跟踪;但其操作复杂,选用的信号线必须强度高(不易拉断)、耐磨、绝缘性能好。
5.1.5回拉扩孔导向孔钻成孔后,卸下钻头,换上适当尺寸和符合地质状况的特殊类型的回扩钻头,使之能够在拉回钻杆的同时,又可将钻孔扩大到所需尺寸。
一般采用逐级扩孔;预埋管径以内采用排土法扩孔,以外采用挤压法成孔,以保证铺管后地面不致于沉降,不留隐患。
在回扩过程中和钻进过程一样,自始至终泥浆搅拌系统要向钻头和回扩钻头提供足够的泥浆。
扩孔器类型有桶式、飞旋式、刮刀式等:穿越淤泥粘土等松软地层时,选择桶式扩孔器较适宜,扩孔器通过旋转,将淤泥挤压到孔壁四周,起到很好的固孔作用;当地层较硬时,选择飞旋或刮刀式扩孔器成孔较好。
一般要求选择的最大扩孔器尺寸按下表考虑。
或按铺设管径的1.2~1.5倍,这样能够保持泥浆流动畅通,保证管线能安全、顺利的拖入孔中。
5.1.6铺管扩孔完毕,在拖管坑一端的钻杆上,再装扩孔器与管前端通万向接、特制拖头等连接牢固,启动导向钻机回拉钻杆进行拖管,将预埋管线拖入孔内,完成铺管工作。
在拖管的同时加入专用防润土进行泥浆护壁。
在条件许可的情况下,可将全部管线一次性连接。
5.1.7管端处理当拖管结束后,采用挖掘机将扩孔器及管前端挖出,拆除扩孔器及万向接,处理造斜段,施工检查井,恢复路面,清场。
图1 定向钻铺管进示意图5.1.8施工注意事项A、定向钻进施工前应掌握施工位置的地质状况,选择适当结构的钻头。
B、仔细清查钻进轨迹中的地下管线情况,掌握地下管线的埋深、管线类型和管线材料,根据实际情况编制施工方案。
C、导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检,以保证探头精度。
D、导向孔每3米测一次深度,如发现偏差应及时调整,以确保导向孔偏差在设计范围内。
E、拖拉管线前应作好安全辅助工作,特别是拖拉非金属管线时,避免损伤管材。
F、管线拖拉完毕后,应按管道试压规程进行试压,验收合格后方可进行管道接驳。
5.2气动矛铺管法气动矛由钢质外套(矛体)、活塞和配气装置组成。
气动矛在压缩空气作用下,矛体内的活塞作往复运动,不断冲击矛头,矛头在土层中挤压周围土体,形成钻孔并带动矛体前进。
形成钻孔后可以直接将待铺管道拉入,也可通过拉扩法将钻孔扩大,以便铺设更大直径的管道。
气动矛技术特点:5.2.1设备简单,操作方便,投资少;5.2.2可铺设PE管、PVC管和钢管;5.2.3适用于短距离(30m以内)、小直径管道的穿越铺设;5.2.4适合在狭小空间内施工。
5.3顶管铺管法顶管法是依靠安装在管道头部的钻掘系统不断地切削土屑,由出土系统将切削的土屑排出,边顶进,边切削,边输送,将管道逐段向前铺设,在顶进的过程中通过激光导向系统纠偏来调节铺管方向。
顶管法的技术特点:5.3.1噪音以及震动都很小;5.3.2可以在很深的地下敷设管道;5.3.3对施工周边的影响很小;5.3.4可以穿越障碍物。
5.4盾构铺管法盾构法是隧道暗挖施工法的一种,它是利用盾构机前端是与盾构机体同等直径的刀盘,在与土壤接触时进行旋转,并加入适量的液体,使切削下来的土与液体在刀盘旋转的搅拌作用下,成为泥状流塑体,通过螺旋输送机送到地面。
机头前进后,在机后留出的空间里,把提前预制好的混凝土管片拼装成环状。
盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点,适合在软土地基段施工。
盾构法施工的基本条件:5.4.1线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井;5.4.2隧道要有足够的埋深,覆土深度宜不小于6m;5.4.3相对均质的地质条件;5.4.4从经济角度讲,连续的施工长度不小于300m。
5.5无缝衬装置换法无缝衬装置换法是一种维修管道的施工方法,是将直径大于或等于原有管道管径的PE管衬入管道内,所使用的PE管一般为低、中密度的薄壁聚乙烯管材。
管道衬装前要想办法减小管的截面积。
截面变化的变形可以是弹性的、也可以是半永久的塑性的,方法有两种,一种是将PE管拉长,以减小管径,从而减小截面积,PE管衬入后,由于不再受拉力的作用,长度将缩短,管径将变大,复原后内衬管线将与原有管线紧紧套在一起,两层管线之间不再需要灌水泥沙浆固定。
减小内衬管截面积的另一种方法是将管道横截面变形,可在PE管出厂前通过专用的设备将横截面变为“U”或“C”字形,也可以在施工现场拉入PE管前将PE管沿管壁圆周方向扭曲,从而达到变形的目的。
变形后的管道可以按滑(拉)入衬装的方法由卷扬机拉入,然后再利用气压水压或高温水的作用将变形的管线复原。
施工中需具备的条件:无缝衬装需要较高的技术水平,要精确计算内衬PE的管的横截面变化情况,同时,PE管衬装还需要对接热熔焊机及特制的内衬管缩径钢模或扭曲钢模等特殊的设备。
5.6管道翻衬置换法管道翻衬的内衬材料一般是由较柔韧的聚合物、玻璃纤维布或无纺纤维等多孔材料做骨架,饱和浸渍树脂材料而成,材料的外层一般覆盖一层隔水膜,翻转衬入管道后,该隔水膜成为新管道的内层,主要起止水作用。