摘 要:先进的非开挖铺管技术具有不影响企业光荣而神圣的历史使命。随着我国城镇建设的高速推进,我国城市管网建设及旧城区管网改造工程大幅度增加,非开挖技术作为一种绿色建筑技术,最大限度地使施工活动减少对环境负面影响,有效的实现四节一环保(节能、节地、节水、节材和环境保护)。非开挖技术在推广绿色环保施工的大环境下,由北京、上海、广州、深圳等城市迅速向内地大、中城市辐射。
非开挖铺管技术,是利用岩土钻掘手段,在地表不开挖的情况下,铺设、修复和更换各种地下管线的施工技术。其主要的施工方法包括以下四种:
1、水平导向钻进法。它是一种无需建造工作井,就能够快速铺装地下管线的钻进方法。主要特点是,可根据预先设计的铺管路线,驱动装有楔形钻头的钻杆从地面钻入,钻进过程受三维控制,通过钻杆和一个特殊设计的楔形钻头按设计好的三维线形旋转钻进。当需要改变钻进方向时,只需要暂停钻杆的旋转并将钻头的楔形固定在相应的位置上推进即可,按照设计的轨迹绕过地下障碍抵达目的地。然后,卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩孔器,使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径,并将需要铺装的管线同时返程拖回钻孔入口处。水平导向钻进法根据土质条件的不同一次钻进的距离可达100～600m不等,能够铺装管线的最大直径可达1m左右。适用于铺装PVC管、PE管、HDPE管、钢管、电缆、光缆等各种不同材质的工程管线。目前,这种方法已广泛用于通讯、电力、化工、燃气、石油、给、排水以及交通、市政等不同行业和部门的地下管线安装工程。
2、锤管法。它是利用气动穿梭矛在钢管(空心套管)的后面,将钢管顶进至终点来完成铺管任务的方法。这种方法需要在进口和出口各挖一个工作坑。在进口坑内,用一个特殊的管夹将穿梭矛置于钢管后部,靠压缩空气通过气动矛推动钢管,无需设置后座。当第一节钢套筒全部进入地层后,拆除管夹,将第二节钢管焊接就位。继续上述过程,直至全部钢管安装完为止。当钢管抵达出口坑后,用强大的空气压力推动管中的泥土一次性排出。此方法通常使用各种型号的穿梭矛,适宜于铺设各种孔径和长度距离的钢管或铸铁管。由于此法对土层扰动极少,特别适合于运输繁忙的铁路、公路、机场等地铺设管道,实现“零沉降、零开挖、不限速”施工。同时由于避免了钻进法扰动土堤,造成漏水管涌等严重后果(2005年5月浏阳河大堤发生钻孔形成管涌,淹没农田,动用了数千名武警抢险的特大事故),所以此法在水利工程穿越河堤、水库大坝中发挥独特优势。
3、拉管法。是用气动穿梭矛从一个较小的进口坑钻进,在压缩空气不断推进下,穿越地层,牵引紧锁在穿梭矛尾
部的新管到达终点。若铺设的管线口径较小,距离不太长,穿越处为碎石、沙土或松土等易于塌陷的地质时,或者要安装的是PE管、PVC管、热塑胶管,使用此法最为有效。 4、胀管法。它主要用来更换、修复和扩大城市各种地下旧有管线。
随着我国全面建设小康社会步伐的加快,城市建设规模逐渐扩大,许多始建于上世纪七八十年代甚至更早的供水、排水、天然气等管道锈蚀破损严重,况且旧管道尺寸是按当时需求而设计的,都在超期服役,远远不能满足目前城市逐年开发增长扩大容量的需求,需要及时更换和扩孔。如果采用传统开挖方式进行管道的更换、扩孔,不但工期长,造价昂贵,更主要对市政、商业、交通以及城市居民生活造成极大干扰和影响。而如果采用一般的非开挖工艺重新铺设管线,则由于近年来各种新铺地下管线迅速增加,各种管线纵横交错,再插新管恐怕十分困难,而且风险太大。因此,利用先进的胀管技术在原有管线路径不变的情况下进行地下管线的更换、扩孔,已经成为当今城市管线建设的必要手段。
胀管法又分为气动账管法和液压胀管两种方法。
(一)气动胀管法
1)气动穿梭矛(简称气动矛)与液压卷扬机结合使用。气动矛体头部用钢丝卡筘与卷扬机相连,在气动矛套上一个由高质合金钢制造并通过热处理加工而成的特殊胀管头,气动矛置于待新铺的PE管内,胀管头与PE管相连。气动矛从进口坑进入旧管管口,在动力冲击下劈开旧管,并将旧管碎片挤压至周围土壤中,同时牵引同等口径或更大口径的新管即时取代旧管的位置,以达到去旧换新的目的。施工中,卷扬机提供持续的牵引力,引导气动矛保持准确的前进方向。
2)空气锤与水平导向钻机结合使用。基本原理与气动矛和水平导向钻机结合使用相似,钻机从地面钻入,并沿现有管线钻进至另一端工作井,连接空气锤,空气锤外面套装胀管头,胀管头与新管线相连,当高压空气通过钻杆传递给空气锤时,空气锤冲击胀管头,胀管头破碎旧管线,同时牵引新管线前进。钻机始终提供一种稳定的拉力,保证胀管时冲击锤正确的方向与倾角。[1] [2] 下一页 |
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