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對轉(zhuǎn)向鉆道敷管施工技術(shù)的探討

2010-02-04 13:09    【  【打印】【我要糾錯】

  市政管道施工中,如給排水管道,傳統(tǒng)的穿越馬路施工方法是通過開挖管溝來敷設(shè)管道,這不僅使施工周期變長,浪費建設(shè)資金,而且反復(fù)開挖,給城市交通帶來不便而且污染環(huán)境。更重要的是,修復(fù)的路面坑洼不平,不再像之前那樣完好平整。

  隨著城市的發(fā)展,政府在做好統(tǒng)一規(guī)劃的同時,亦要求新建馬路不準(zhǔn)開挖。傳統(tǒng)的方法已不再適應(yīng)社會的要求,非開挖技術(shù)由此得到發(fā)展。非開挖技術(shù)是以最小的地表開挖量來完成各種地下管線的敷設(shè)、修復(fù)和更換的工程施工技術(shù)。我國在20世紀(jì)90年代,非開挖技術(shù)的引進及開發(fā)應(yīng)用速度較快,由于施工速度快、施工精度高、適應(yīng)土質(zhì)范圍廣而深受業(yè)主與施工單位的歡迎。

  目前非開挖敷設(shè)主要的施工方法有頂管技術(shù),管材可用鋼管、鋼筋混凝土管、石棉水泥管、可鍛鑄鐵管等,再者就是轉(zhuǎn)向鉆道敷管技術(shù),這種技術(shù)目前根據(jù)國內(nèi)外鉆機的型號,可用于管徑≤1500mm范圍管道的施工,不僅使用于鋼管,也使用于聚乙烯(PE)管。由于頂管施工較為復(fù)雜,耗資巨大,而轉(zhuǎn)向鉆道敷管技術(shù)具有施工靈活,工期短,費用低三大優(yōu)勢,故本文特論述一下這種轉(zhuǎn)向鉆道非開挖技術(shù)的施工方案,以供大家參考。

  轉(zhuǎn)向鉆道施工技術(shù)原理

  轉(zhuǎn)向鉆道非開挖施工技術(shù)主要包括導(dǎo)向孔鉆進和擴孔拉管兩部分。先利用導(dǎo)向鉆機、隨鉆測量儀以及有關(guān)鉆具沿著要敷設(shè)管道的設(shè)計軌跡鉆進一個導(dǎo)向孔,然后回擴成孔,將孔徑擴大到敷管所需的口徑,并將管道同步或分步拉入孔內(nèi),實現(xiàn)不開挖敷管。對改變鉆頭所鉆挖方向的控制,要依靠鉆頭斜面的定向調(diào)校。當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時,鉆頭停止旋轉(zhuǎn),在磁信號的作用下,調(diào)整導(dǎo)向鉆頭斜面的方向,鉆頭在推力作用下轉(zhuǎn)向阻力較小的航道。

  轉(zhuǎn)向鉆道施工技術(shù)方案

  轉(zhuǎn)向鉆道施工主要設(shè)備有:管線探測儀,空氣壓縮機,液壓動力機和水平導(dǎo)向鉆機。

  采用的設(shè)備不需噴射鉆道潤土液的為干性鉆道系統(tǒng),需要噴射鉆道潤土液的為濕性鉆道系統(tǒng),兩者相比,干性鉆道系統(tǒng)不需要潤土液,沒有液體污染地下環(huán)境。

  轉(zhuǎn)向鉆道敷管施工一般分以下步驟進行:定位放線,工地勘察及地質(zhì)勘探,管線探測,路徑規(guī)劃,挖工作坑,設(shè)備就位,打?qū)蚩,回擴成孔,管道焊接,管道回拖,試壓驗收后成品保護。以下就各個步驟進行詳細說明。

  a:定位放線根據(jù)管線施工圖,利用經(jīng)緯儀、水平儀、長尺等測量儀器和工具,準(zhǔn)確測定預(yù)敷管道的位置,并在路面上每隔2米作一標(biāo)記,供定向鉆機打?qū)蚩讜r測定鉆頭的偏差。

  b:工地勘察及地質(zhì)勘測勘察工地,主要是測定現(xiàn)場是否有足夠的空間放置機具,管材及開挖工作坑,缺乏全面的現(xiàn)場勘察,會使工程延誤。地質(zhì)勘測,主要是進行土質(zhì)分析,以確定鉆頭的大小。對于松軟的土層,必須選用有較大斜面的鉆頭,使導(dǎo)向能力增強;對于堅硬的土層或石層,應(yīng)選用有較小斜面的鉆頭,使切削力集中,穿透力增強,并保持適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向能力,避免在過于堅硬的石層中進行鉆道敷管。具體做法是,在預(yù)敷設(shè)管道的位置或周圍,選擇適當(dāng)?shù)奈恢么蛏羁谆蛲诳樱ㄒ话阌霉ぷ骺哟妫,明確地下地質(zhì)情況,以確定拖管用泥漿的最佳配比和敷管深度。

  c:管線探清楚地了解附近的地下設(shè)施,對轉(zhuǎn)向鉆道敷管工程尤其重要。在施工前要向有關(guān)部門了解煤氣管道、電纜管溝等地下設(shè)施資料,必要時要利用管線探測儀,在預(yù)敷設(shè)管道位置及周圍,精確測定原有城市地下管線,明確原有管線的位置、埋深及管徑,并標(biāo)注在路面上,以據(jù)此作出打?qū)蚩椎穆窂揭?guī)劃,避免在鉆孔施工中對地下設(shè)施造成破壞。

  d:路徑規(guī)劃根據(jù)地質(zhì)勘測和地下管線探測結(jié)果,選擇合理的敷管深度,繪制鉆孔路徑規(guī)劃圖,在規(guī)劃圖中預(yù)敷設(shè)管道同樣每2米標(biāo)注自然深度一次,供打?qū)蚩资褂谩?

  e:挖工作坑工作坑包括主工作坑和副工作坑。主工作坑是設(shè)備操作的場所,副工作坑是擴孔和敷管時的工作場所。一般主工作坑長度為管段長度+1m,寬度為管徑+1m.副坑底可挖成正方形,邊長為管徑+1m.在工作坑挖好后,應(yīng)設(shè)置安全警示標(biāo)志。

  f:設(shè)備就位將鉆機準(zhǔn)確支放在主工作坑處,并做好接地工作。

  g:打?qū)蚩祝ǔ醪姐@道)

  打?qū)蚩资倾@道敷管中最重要的程序,它決定了管道的位置,鉆道過程應(yīng)根據(jù)不同的土質(zhì)選配合適的鉆頭,松軟的土層可選用較大的鉆頭,堅硬的土層或石層選用較細的鉆頭,同時,在進行鉆道操作時,應(yīng)盡量減少鉆桿的暴露長度,以免受壓過量及缺乏泥土承托而破壞鉆桿。具體操作是,沿規(guī)劃設(shè)計的路徑,利用水平定向鉆機,準(zhǔn)確打?qū)蚩祝ㄣ@道),要求每2米準(zhǔn)確測定鉆頭位置和深度一次,遇有偏差(深度偏差20cm,位置偏差20cm)應(yīng)及時糾正,確保導(dǎo)向孔的精確度。遇有地下雜填土(如碎石、磚瓦等),認(rèn)真做好記錄,以利于回擴成孔時采取措施。

  h:回擴成孔當(dāng)鉆頭抵達副工作坑時,將鉆頭從鉆桿上拆去,換上相應(yīng)回擴頭,回擴成孔,導(dǎo)向孔孔徑擴大至所鋪設(shè)的管徑以上,同時采用高分子聚合物優(yōu)質(zhì)泥漿輔助施工,以冷卻鉆頭,潤滑鉆具,不使孔內(nèi)多余土結(jié)板,從而減少阻力,使管道順利敷設(shè)。為確保成孔質(zhì)量,在不同地質(zhì)條件下,選擇不同的泥漿配比。在遇有碎石、磚瓦等雜物,應(yīng)用回擴頭多磨,保證回拖管道不受傷害。

  i:管道焊接在鉆機進場的同時,即可組織管道焊接。其焊接長度應(yīng)滿足所敷設(shè)管道長度,并在地面上進行強度和氣密性試驗。

  j:管道回拖回擴成孔后,在回擴頭后連接好焊接的管道(或套管),以適當(dāng)?shù)乃俣扔筛惫ぷ骺踊赝系街鞴ぷ骺;赝蠒r,管道下墊朔料滾杠,副工作坑處墊好柔性滑墊,既減小了回拖力又保護管道表面不被地面擦傷;赝线^程中,工作坑中存有大量泥漿,為防泥漿外溢污染路面,應(yīng)及時用車將泥漿外運,保證環(huán)境衛(wèi)生。回拖完畢后,卸下卡具,將管口封好。因于成孔略大于管道外徑,兩者之間的間隙無需處理。

  k:試壓驗收后成品保護試壓驗收合格后,將管口安全封堵,防止污水和雜物進入。

  施工中應(yīng)注意的重點方面

  a:現(xiàn)場地下管線探測應(yīng)仔細,防止施工鉆道中碰到其它的設(shè)施,特別是電纜或煤氣管道,另外非金屬設(shè)施的位置,并不能為一般管道探測儀能探測到,而單靠設(shè)施圖上的資料,往往不能準(zhǔn)確的定出位置,所以有時必須進行探坑。

  b:地質(zhì)勘測及測量必須做到詳盡準(zhǔn)確,確保施工質(zhì)量。

  c:定向鉆機支放應(yīng)平穩(wěn)牢固,位置角度要準(zhǔn)確。

  d:鉆道打孔時,監(jiān)測是很重要的,在監(jiān)測過程中及時判斷鉆頭位置和標(biāo)高,若發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)增加測量次數(shù)并及時調(diào)整,以確保導(dǎo)向孔在規(guī)劃設(shè)計范圍內(nèi),引導(dǎo)鉆頭沿設(shè)計路徑前進。

  結(jié)論

  a:轉(zhuǎn)向鉆道技術(shù)施工開挖量少,對地表干擾少,在政府不允許路面開挖的今天,轉(zhuǎn)向鉆道非開挖技術(shù)確實能解決傳統(tǒng)開挖管溝所帶來弊端。

  b:轉(zhuǎn)向鉆道技術(shù)雖然簡單,但施工前期的管線探測、地質(zhì)勘測和施工中的監(jiān)測應(yīng)仔細進行,以確保施工的質(zhì)量。

  c:轉(zhuǎn)向鉆道系統(tǒng)運輸及裝置時間較長,輔助設(shè)備多,需要占有一定的空間。由于施工場地的限制,此技術(shù)對有些工程不一定適用。

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