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      3. 非開挖工程

        時間:2019-06-25 17:48 作者 :admin

        非開挖是指利用各種巖土鉆掘設備和技術手段,通過導向、定向鉆進等方式在地表極小部分開挖的情況下(一般指入口和出口小面積開挖),敷設、更換和修復各種地下管線的施工新技術,不會阻礙交通,不會破壞綠地、植被,不會影響商店,醫院,學校和居民的正常生活和工作秩序,解決了傳統開挖施工對居民生活的干擾,對交通,環境,周邊建筑物基礎的破壞和不良影響,因此具有較高的社會經濟效果。

        非開挖技術源于20世紀70年代,并于90年代傳入我國,被廣泛應用于給水、排水、電力、通信、燃氣等領域的新管道建設和舊管道修復,也可以應用于文物、古建筑的保護等方面 

        主要特點

        ⑴引入了管線軌跡的測量和控制;

        ⑵大大提高了鋪管能力(長度2000m,直徑3m);

        ⑶快速高效;

        ⑷增強了在復雜地層條件下施工的能力;

        ⑸使管道的原位修復成為可能。

        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。

        導向鉆進鋪管技術

        ⑴施工優點

        ①導向儀導向,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。

        ⑵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鋪設和鋼管鋪設。

        遁地穿梭矛鋪管技術

        ⑴施工方法

        ①拉管法;

        頂管法。

        ⑵施工優點

        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。

        ⑶適用范圍

        ①適宜于鋪設各類13~150mm;

        ②小管徑長度<50m或距離較長的;

        鋼管或鑄鐵管最大口徑可達1.5m最大長度可達100m。

        頂管掘進機鋪管技術

        ⑴優點

        ①高功率、高效率;

        ②采用泥水平衡掘進施工法,可進行大管徑超長度施工;

        ③噪音小、無污染。

        ⑵適用范圍

        隧道、涵洞和大口徑管道。

        頂管鋪管技術

        ⑴設備

        ①導向探測儀;

        ②導向鉆機;

        液壓頂管機。

        ⑵施工方法

        ①導向鉆孔定向;

        ②液壓頂進、人工挖掘。

        ⑶優點

        ①造價低;

        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。

        ⑷適用范圍

        ①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]  。

        非開挖技術的優越性

        編輯

        ??1、在管線施工時無需對路面和地表“開膛破肚”,解決了長期以來困擾城市地下管線建設工程的難題:阻斷交通、破壞環境、影響商店、醫院、學校和居民的正常生活和工作秩序。?????

        2、施工速度快、綜合成本低,具有較好的經濟效益和社會效益。在相同的條件下,非開挖施工法(鋪設、更換和修復)的綜合施工成本均低于開挖施工的成本,且當管徑和埋深越大時越明顯。

        施工準備

        編輯

        1、頂管工作井施工,井內設集水坑,便于抽排積水。
          2、后靠背設置,工作井基礎設定后,根據管道走向設置后靠背。

        3、導軌安裝,導軌安裝牢固與準確對管子的頂進質量有較大的影響,因此導軌安裝依據管徑大小、管道坡度、頂進方向確定,頂進方向必須平直,標高、軸線準確。導軌可用輕型鋼軌制作。
          4、頂進設備采用
        千斤頂,頭部設刃口工具管,起切土作用并保護管道及導向作用。為防止土體坍塌,在工具管內設格柵。
          5、其它設備工作坑上方設活動式工作平臺,一般采用30號槽鋼作梁,上鋪方木。下管采用臨時吊車吊運下管,出土采用搖頭扒桿。
          6、注意:頂管工作坑四周必須采用圍護措施,采用彩鋼瓦圍護,雨帆布防護,并設醒目警示標牌。頂進時,過往車輛應減速慢行,且禁止大噸位、重載車輛通行。

        技術分類

        非開挖技術可分為三大類:鋪設新管線、修復置換舊管線、探測原有管網。

        1.鋪設新管線施工技術:盾構法、頂管法、導向/定向鉆進鋪管法、氣動矛鋪管法、夯管錘鋪管法和微型隧道鋪管法等,其中頂管法應用最早。

        2.修復舊管線施工技術:原位固化法、原位換管法、滑動內插法、變形再生法、局部修復法等。

        3.探測地下管網:地下管線探測儀、供水管網監測儀、電信線路故障定位儀、氣體故障檢測儀、管中攝影儀、探地雷達、聲納系列等。

        主要方法

        非開挖首先需要進行技術準備,其主要包括對地下管線使用現狀的勘察,以準確地掌握管線及其他基礎設施的分布情況;按照施工區域的地形、路線定出鉆孔軸線,進行區域地形地貌的勘測與測量;對需鉆孔的工作區域進行地層地質的現場勘查。再是進行施工場地的準備,對施工場地進行機械、機具等安裝于堆放;開挖入射作業坑,做好支護與降水工作;進行施工機械進場工作及安裝;借助導航儀進行探頭導向的開展。最后是進行以開孔、造斜鉆進、保直鉆進為主的導向施工及包含孔徑設計、分級擴孔、孔壁加固、回拉敷管的回拉擴孔的兩個施工步驟。

        工程實例

        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。

        自來水管道穿越

        非開挖技術就是指在不開挖地面的情況下,穿越公路、鐵路、機場、河流、建筑物等,進行管道建設的地下鋪設。涉及行業:市政供排水、化工、熱力等,不影響交通,不破壞環境,施工期短,綜合成本低,具有社會效益顯著等優點的一項先進技術。用質量好的頂管來保證非開挖技術。

        定向鉆進非開挖鋪管技術是在不破壞地表的情況下,利用地表儀器接收導向鉆頭內探頭發出的鉆進參數信號,由地表鉆機來實現鉆孔軌跡控制的非開挖鋪管的施工技術。該技術廣泛應用于穿越公路、鐵路和、河流、池塘及地面建筑的市政、通訊、天然氣、自來水、熱力、污水管線的鋪設工程。

        頂管施工就是非開挖施工方法,是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術。頂管法施工就是在工作坑內借助于頂進設備產生的頂力,克服管道與周圍土壤的摩擦力,將管道按設計的坡度頂入土中,并將土方運走。一節管子完成頂入土層之后,再下第二節管子繼續頂進。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力,把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起。管道緊隨工具管或掘進機后,埋設在兩坑之間。  

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        主要特點

        ⑴引入了管線軌跡的測量和控制;

        ⑵大大提高了鋪管能力(長度2000m,直徑3m);

        ⑶快速高效;

        ⑷增強了在復雜地層條件下施工的能力;

        ⑸使管道的原位修復成為可能。

        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。

        導向鉆進鋪管技術

        ⑴施工優點

        ①導向儀導向,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。

        ⑵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鋪設和鋼管鋪設。

        遁地穿梭矛鋪管技術

        ⑴施工方法

        ①拉管法;

        頂管法。

        ⑵施工優點

        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。

        ⑶適用范圍

        ①適宜于鋪設各類13~150mm;

        ②小管徑長度<50m或距離較長的;

        鋼管或鑄鐵管最大口徑可達1.5m最大長度可達100m。

        頂管掘進機鋪管技術

        ⑴優點

        ①高功率、高效率;

        ②采用泥水平衡掘進施工法,可進行大管徑超長度施工;

        ③噪音小、無污染。

        ⑵適用范圍

        隧道、涵洞和大口徑管道。

        頂管鋪管技術

        ⑴設備

        ①導向探測儀;

        ②導向鉆機;

        液壓頂管機。

        ⑵施工方法

        ①導向鉆孔定向;

        ②液壓頂進、人工挖掘。

        ⑶優點

        ①造價低;

        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。

        ⑷適用范圍

        ①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]  。

        非開挖技術的優越性

        ??1、在管線施工時無需對路面和地表“開膛破肚”,解決了長期以來困擾城市地下管線建設工程的難題:阻斷交通、破壞環境、影響商店、醫院、學校和居民的正常生活和工作秩序。?????

        2、施工速度快、綜合成本低,具有較好的經濟效益和社會效益。在相同的條件下,非開挖施工法(鋪設、更換和修復)的綜合施工成本均低于開挖施工的成本,且當管徑和埋深越大時越明顯。
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        施工準備

        1、頂管工作井施工,井內設集水坑,便于抽排積水。
          2、后靠背設置,工作井基礎設定后,根據管道走向設置后靠背。

        3、導軌安裝,導軌安裝牢固與準確對管子的頂進質量有較大的影響,因此導軌安裝依據管徑大小、管道坡度、頂進方向確定,頂進方向必須平直,標高、軸線準確。導軌可用輕型鋼軌制作。
          4、頂進設備采用
        千斤頂,頭部設刃口工具管,起切土作用并保護管道及導向作用。為防止土體坍塌,在工具管內設格柵。
          5、其它設備工作坑上方設活動式工作平臺,一般采用30號槽鋼作梁,上鋪方木。下管采用臨時吊車吊運下管,出土采用搖頭扒桿。
          6、注意:頂管工作坑四周必須采用圍護措施,采用彩鋼瓦圍護,雨帆布防護,并設醒目警示標牌。頂進時,過往車輛應減速慢行,且禁止大噸位、重載車輛通行。

        技術分類

        非開挖技術可分為三大類:鋪設新管線、修復置換舊管線、探測原有管網。

        1.鋪設新管線施工技術:盾構法、頂管法、導向/定向鉆進鋪管法、氣動矛鋪管法、夯管錘鋪管法和微型隧道鋪管法等,其中頂管法應用最早。

        2.修復舊管線施工技術:原位固化法、原位換管法、滑動內插法、變形再生法、局部修復法等。

        3.探測地下管網:地下管線探測儀、供水管網監測儀、電信線路故障定位儀、氣體故障檢測儀、管中攝影儀、探地雷達、聲納系列等。

        主要方法

        非開挖首先需要進行技術準備,其主要包括對地下管線使用現狀的勘察,以準確地掌握管線及其他基礎設施的分布情況;按照施工區域的地形、路線定出鉆孔軸線,進行區域地形地貌的勘測與測量;對需鉆孔的工作區域進行地層地質的現場勘查。再是進行施工場地的準備,對施工場地進行機械、機具等安裝于堆放;開挖入射作業坑,做好支護與降水工作;進行施工機械進場工作及安裝;借助導航儀進行探頭導向的開展。最后是進行以開孔、造斜鉆進、保直鉆進為主的導向施工及包含孔徑設計、分級擴孔、孔壁加固、回拉敷管的回拉擴孔的兩個施工步驟。

        工程實例

        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。

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