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管道非開挖技術知多少?

??/i>2021-04-14

     非(fei)開(kai)挖技(ji)術是(shi)指(zhi)通(tong)過導(dao)向、定(ding)向(xiang)鑽進等手(shou)段(duan),在地表極(ji)小(xiao)部分(fen)開挖的情(qing)況下(一般指入口和(he)出(chu)口(kou)小麵積開挖),敷(fu)設、更(geng)換(huan)和修(xiu)複(fu)各(ge)種(zhong)地(di)下(xia)管(guan)線的施工(gong)新(xin)技術,對(dui)地表(biao)幹(gan)擾小,因此具(ju)有較(jiao)高(gao)的(de)社會(hui)經濟(ji)效(xiao)果。主要包括(kuo)水(shui)平(ping)定向鑽進(jin)、頂管、微型(xing)隧(sui)道(dao)、爆管、衝擊等(deng)技術方法(fa)。該技術源於(yu)20世(shi)紀(ji)70年代(dai),並(bing)於90年代(dai)傳入我國,目前(qian)被(bei)廣泛(fan)應(ying)用於給(gei)水、排水、電力、通信、燃(ran)氣等領(ling)域(yu)的新管道建(jian)設(she)和舊(jiu)管道修複,也(ye)可(ke)以應用於文物(wu)、古建築的保(bao)護等方麵。

(1)引入了管線軌跡(ji)的測量和控製;

(2)大(da)大提高了鋪管能力(長(zhang)度2000m,直(zhi)徑(jing)3m);

(3)快(kuai)速高效;

(4)增(zeng)強(qiang)了在複雜地層條(tiao)件下施工的能力;

(5)使管道的原(yuan)位(wei)修複成(cheng)為(wei)可能(neng)。

非開挖(wa)技術措施(shi)按施工工藝可分為:導向鑽(zuan)進鋪管技術、遁(dun)地穿(chuan)梭(suo)矛(mao)鋪管技術、頂(ding)管掘進機(ji)鋪管技術(shu)、頂管鋪管技術。

1.1導向鑽進鋪管技術

(1)施工優(you)點

①導向儀導向,快速高效準確(que);②鑽孔(kong)方向易控製,施工場地要求簡單(dan);③導向探(tan)測與管線(xian)探測相(xiang)結合有(you)效調(diao)整(zheng)鑽頭,避開管線,適合(he)複雜地層(ceng)條件下施工。

(2)適用(yong)範圍

用於鋪(pu)設電力、通信、煤氣和自(zi)來水管線,鋪管直徑、長度和材(cai)料範圍(wei)較寬,適(shi)合1000mm以下管徑,主要(yao)有PE管鋪設和鋼管鋪設。

1.2遁地穿梭矛鋪管

(1)施工方(fang)法

①拉(la)管法; ②頂管法。

(2)施工優點

①衝擊力大,穿透性強;②速(su)度(du)快,工期短;③可穿越(yue)流(liu)泥(ni)流沙(sha)和卵石帶;④適宜各種管材。

(3)適用範(fan)圍

①適宜(yi)於鋪設各類13~150mm;②小管徑長度<50m或距(ju)離較長的; ③鋼管或鑄鐵管大口徑可達(da)1.5m大長度可達100m。

1.3頂管掘(jue)進機鋪管技術

(1)優點

①高功率、高效率;②采(cai)用泥水平衡(heng)掘進施工法,可進行大管徑超長度施工;③噪音小、無汙染。

(2)適用範圍

隧道、涵(han)洞和大口徑管道。

1.4頂管鋪管技術

(1)設備

①導向探測儀;②導向鑽機;③液(ye)壓頂管機。

(2)施工方法

①導向鑽孔定向;②液壓(ya)頂進、人工挖掘。

(3)優點(dian)

①造(zao)價低;②定向準確、精度高、安全(quan)、無(wu)噪(zao)音汙染;③可適用於各種地質條件;④適用於大口徑小場(chang)地各種管道施工。

(4)適用範圍

適用於鋪設3000mm以(yi)內鋼管、混凝(ning)土(tu)管、鑄鐵(tie)管、其它材質(zhi)管道可采用套管法鋪設。

施工方法

①導向鑽管法的施工工藝

地質勘(kan)察→穿越曲線設計→測量磁(ci)方位角→鑽機就(jiu)位→鑽導向孔→擴孔→回(hui)拖(tuo)→環境保護→地貌恢複

②導向鑽管法的工作(zuo)原理

    水平導向鑽機的工作原理是:在施工時(shi),按照設計(ji)的鑽孔軌跡(一般為弧形),采用可從地表鑽進的鑽機先(xian)鑽一(yi)個近似水平的導向孔,然後在導向鑽頭後換上(shang)大直徑的擴孔鑽頭和直徑小於擴孔鑽頭的待鋪設工作管線,然後(hou)進行(xing)反向擴(kuo)孔,同(tong)時將待(dai)鋪管線回拉入(ru)鑽孔內(nei),當全部鑽杆(gan)被拖回時,鋪管工作同時也就完成了。此(ci)工程(cheng)根(gen)據(ju)地質情況(kuang)計劃采用分級(ji)擴孔,共分2級擴孔,再回拖管線的方法,進行穿越施工。

③設備(bei)就位、安裝(zhuang)、調試

     鑽機就位前對機施工場地進行平整(20m×30m),保證設備通行及(ji)進出場。設備及材料(liao)存(cun)放場地須高出自然(ran)地麵(mian)不小於15cm,推(tui)平、碾(nian)壓,並設斷麵不小於0.3m×0.3m的邊(bian)溝(gou)。打好軸線後,根據入土點、入土角(jiao)度結合現(xian)場實際情況使鑽機準(zhun)確就位。鑽機設備、泥漿設備、固(gu)控(kong)設備安裝完成後,對設備進行調試(shi)、檢查、測(ce)試,確保設備安全運(yun)行。控向設備儀(yi)器安裝完(wan)成後,對其進行調試,確保導向孔的精度。入土端(duan)泥漿儲(chu)運坑(keng)(2m×4m×2m)及出土端泥漿(jiang)儲運坑(2m×3m×2m)。多餘泥漿由吸汙(wu)車(che)集(ji)中清運。漿儲運坑(2m×4m×2m)及出土端泥漿(jiang)儲運坑(2m×3m×2m)。多餘泥漿由吸汙(wu)車(che)集(ji)中清運。

④鑽導向孔

     本(ben)穿越工程穿越段地質條件暫(zan)按(an)Ⅱ類土考(kao)慮,根據地層情況,選(xuan)擇(ze)並設計出導向孔軌跡曲線。鑽導向孔的成功(gong)與(yu)否關鍵(jian)在於如何防止塌(ta)方的問題,故(gu)此在鑽導向孔時按照地質構(gou)造的不同詳細(xi)製(zhi)定出合理的泥漿配(pei)比方案(an),規(gui)定在不同的地質情況下選用不同的泥漿配方,該工程中(zhong)需加(jia)適量大分子(zi)聚(ju)合物及一些(xie)多功能處理劑(ji),增加泥漿的粘(zhan)度、降低泥漿的失水,使其(qi)性能控製在密度1.02~1.05g/cm。左(zuo)右、粘(zhan)度45~55s、失水10mL,以利(li)於更好的保護孔壁(bi),提(ti)高泥漿在孔洞中的懸(xuan)浮攜帶能力。在造斜(xie)段使用的泥漿中添加適量(liang)的潤(run)滑劑,降(jiang)低孔壁的摩(mo)擦係(xi)數,從而(er)可以防(fang)鑽具粘卡。

     為保證預擴孔及回拖工作的順(shun)利進行,鑽導向孔時要求(qiu)造斜段應嚴(yan)格按設計曲線鑽進。經過對軸線及鑽機就位情況進行校(xiao)準,檢(jian)查無誤(wu)後方能開始(shi)鑽進施工。探頭(tou)裝入探頭盒後,標(biao)定、校準後再把導向鑽頭連(lian)接(jie)到(dao)鑽杆上,轉動(dong)鑽杆測試探頭發射信(xin)號是否(fou)正常(chang),回轉鑽進2m後方可開始按照設計軌(gui)跡進行穿越。控向設備宜采用有纜控向係統,以提高鑽進的準確性(xing),導向孔完成後經檢查合格後方可進行預擴孔。

⑤預擴孔及磨(mo)孔

a.預擴孔采用一台(tai)FDP—30型導向鑽機進行預擴孔,邊擴孔邊打入泥漿,視(shi)旋(xuan)轉(zhuan)壓力(li)及回拉壓力逐漸(jian)加大擴孔級別(bie)。預(yu)擴孔采用導向鑽機進行預擴孔,邊擴孔邊打入泥漿,視(shi)旋(xuan)轉(zhuan)壓力(li)及回拉壓力逐漸(jian)加大擴孔級別(bie)。

b.擴孔次數(shu)需視鑽機回轉壓力及回拖壓力而定。擴孔級別如(ru)下:

使(shi)用φ320mm螺旋擴孔鑽頭擴一遍。

使用φ450mm螺旋擴孔鑽頭擴一遍(bian)。

c.擴孔前要做好(hao)泥漿循(xun)環係統(tong)的準備工作,FDP—30型導向鑽機配套的泥漿係統工作性能,每小時的大工作流量為5m3,則(ze)泥漿泵每一個工作日(ri)的大循環流量為120m3,在入土點、出土點旁(pang)各開挖一個泥漿坑,並配有清運泥漿的專(zhuan)用設備。保證(zheng)施工現場的清潔(jie)衛生,做到文(wen)明(ming)施工。

⑥拖管

a.拖管采用專門的回拖器,同時采用邊打(da)泥漿邊旋轉回拖的方法。從(cong)而保證鋼管防腐(fu)層不被破壞。

b.旋轉分動器采用特製的結構。

c.扶(fu)正器與工作管的連接要牢固,並要求工作管與拉管器(qi)的連接要牢固、安全、密(mi)封,作到可靠(kao)。

d.采用小比(bi)重高粘度泥漿,加入適合地質結構的泥漿處理劑和管孔潤滑劑等措施以減少回拖時的阻(zu)力,減小鑽機工做(zuo)負(fu)載。

e.在φ273×9鋼管回拖前,驗(yan)證擴孔後孔內是否有充足泥漿,以便回拖中起(qi)到護(hu)壁潤滑作用。

f.經(jing)確認(ren)鋼(gang)管焊(han)接、防腐合格(ge)後,將(jiang)鋼管拖人(ren)端與回拖器連接牢(lao)固,檢查所有回拖係統(含(han)設備、工藝保障(zhang)措施)是否處於優秀狀態。

g.回拖前,在待回拖φ273×9鋼管下,每間隔20m擺放1個(ge)托輥,並用吊車配合,以防止(zhi)在回拖中擦傷(shang)鋼管外壁。

h.回拖啟動後,要作到平穩(wen)、勻(yun)速(回拖中不能停留),速度控製在0.08m/s。操作手時刻觀(guan)察回拖壓力變(bian)化,及時上報,以便采取必(bi)要措施,使鋼管順利回拖成功。

i.拖管時,大部分泥漿將循環使用,需(xu)挖兩(liang)個坑暫存,一個為泥漿倒(dao)坑一個為淨(jing)化(hua)好的泥漿坑。

⑦地形地貌的恢複

工作管回拖完畢(bi)後,清理(li)現場並撤出所(suo)用施工設備,恢(hui)複場地的地形地貌。

      該(gai)工程的順利完成,創造了(le)中山市(shi)有史(shi)以來大的以定向鑽非開挖方式(shi)過(guo)河的管道煤(mei)氣工程曆史,將使石岐(qi)河以北的城(cheng)區及港口鎮居(ju)民和工商企(qi)業能夠(gou)用上安全、清潔、方便及源(yuan)源不斷(duan)的港華(hua)代天然氣(qi),促進該地區(qu)經濟快速發展,提高人民生活(huo)水平,並為明年天然氣的到來(lai)奠定了基礎(chu)。

      上述的非開挖技術,不但(dan)減少(shao)路麵開挖,降低施工費用及解(jie)決一些在傳(chuan)統開挖術不能施工的問題(ti),而且在修複舊管道及安裝難度高的工程時;在西(xi)氣東(dong)輸(shu)、廣(guang)東LNG工程中大規模(mo)的管道管網(wang)的鋪設;天(tian)然氣作為清(qing)潔環保能源的普(pu)及使用,使其在天然氣置換工程時;為保證向客(ke)戶供氣不致大幅(fu)間斷,和安裝分區調壓閥(fa)及管道時;在環型管網完成後,如需要更新舊有的煤氣管道時,發(fa)揮了相當大的優勢(shi)。非開挖技術代替(ti)土建施工(挖槽埋(mai)管法),這不但燃氣施工技術上又(you)一躍(yue)進,還(hai)體現了施工技術的高速發展(zhan)和科(ke)技現代化。

頂管施工.jpg

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