現(xiàn)代非開挖鋪管技術是指利用巖土導向、定向鉆進等手段,在地表不挖槽的情況下,鋪設、更換或修復各種地下管線的施工新技術。該技術社會經濟效益顯著,尤其可在一些無法實施開挖作業(yè)的地區(qū)鋪設管線,如穿越公路、鐵路、建筑物、河流、古跡保護區(qū)、鬧市區(qū)、農作物及植被保護區(qū)等。該技術現(xiàn)已廣泛用于燃氣、電信和電力等工程部門。
開挖地下管線施工法自20世紀70年代陸續(xù)開始大量出現(xiàn),包括:水平導向鉆進、水平定向鉆進、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、頂管掘進機等。
現(xiàn)代方法與傳統(tǒng)方法相比有以下特點:
?。?)引入了管線軌跡的測量和控制;
?。?)大大提高了鋪管能力(長度2000m,直徑3m);
?。?)快速高效;
(4)增強了在復雜地層條件下施工的能力;
?。?)使管道的原位修復成為可能。
1 非開挖技術分類(按施工工藝)
非開挖技術措施按施工工藝可分為:導向鉆進鋪管技術、遁地穿梭矛鋪管技術、頂管掘進機鋪管技術、頂管鋪管技術。
1.1 導向鉆進鋪管技術
?。?)施工優(yōu)點
?、賹騼x導向,快速高效準確;②鉆孔方向易控制,施工場地要求簡單;③導向探測與管線探測相結合有效調整鉆頭,避開管線,適合復雜地層條件下施工。
(2)適用范圍
用于鋪設電力、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管鋪設和鋼管鋪設。
1.2 遁地穿梭矛鋪管
?。?)施工方法
?、倮芊?; ②頂管法。
?。?)施工優(yōu)點
①沖擊力大,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1.5m最大長度可達100m。
1.3 頂管掘進機鋪管技術
?。?)優(yōu)點
?、俑吖β省⒏咝剩虎诓捎媚嗨胶饩蜻M施工法,可進行大管徑超長度施工;③噪音小、無污染。
(2)適用范圍
隧道、涵洞和大口徑管道。
1.4 頂管鋪管技術
?。?)設備
?、賹蛱綔y儀;②導向鉆機;③液壓頂管機。
?。?)施工方法
?、賹蜚@孔定向;②液壓頂進、人工挖掘。
?。?)優(yōu)點
?、僭靸r低;②定向準確、精度高、安全、無噪音污染;③可適用于各種地質條件;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3000mm以內鋼管、混凝土管、鑄鐵管、其它材質管道可采用套管法鋪設。
2 工程實例
我司常用的非開挖技術采用導向鉆管法,以下以東明河頂管工程實例詳細介紹導向鉆管的技術。
?。?)工程概況
岐江河東明大橋西側穿越工程位于中山市東明大橋西側,穿越地點選在東明大橋側河道,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,以非開挖方式進行煤氣管道穿越。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,出土點位于河北側。入土角度為10°,出土角度6°,鉆進曲率半徑為488m。該工程為小型穿越,定向鉆技術具有相對成本較低,工期短,不阻礙交通等優(yōu)點,隨著工藝的不斷改進,該種施工工藝在管道燃氣、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《水平定向鉆進管線鋪設工程技術規(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計規(guī)范穿越工程》SY/170015.1―98;⑥《輸氣管道工程設計規(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,出土端位于河北側。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。
?。?)機械性能和相關參數(shù)
FDP―30鉆機具有優(yōu)越的鉆進性能,加上特制的輔助助力裝置,使回拉能力達到80t,扭矩1.6萬N?m。主機配有先進的液壓動力系統(tǒng),泵閥采用世界上最先進的力士樂產品,回轉動力采用世界上最先進的波克蘭電機,動力源采用進口的康明斯發(fā)動機。優(yōu)良的設備加上高素質的員工,是我們順利完成該條非開挖管線施工任務的保證。
?。?)施工方法
?、賹蜚@管法的施工工藝
地質勘察→穿越曲線設計→測量磁方位角→鉆機就位→鉆導向孔→擴孔→回拖→環(huán)境保護→地貌恢復
?、趯蜚@管法的工作原理
水平導向鉆機的工作原理是:在施工時,按照設計的鉆孔軌跡(一般為弧形),采用可從地表鉆進的鉆機先鉆一個近似水平的導向孔,然后在導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工作管線,然后進行反向擴孔,同時
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