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非开挖技术的研究

日期:2012-12-10 09:29 人气:

非开挖技术在世界上已经经历了100多年的历史,并逐渐走向成熟,是地下管线施工的一项技术革命,它以独特的技术优势和广阔的市场前景得到世界各国的极大重视。随着城市经济的不断发展,非开挖技术越来越显示其优越性,并广泛地被人们认识和接受。

非开挖技术,英文叫“Trenchless Technologies”,是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段。在地表不开挖沟槽的条件下,铺设、更换或修复地下公用设施的赫工技术,与传统的挖槽施工法相比,非开挖麓工技术具有不影响交通、对周围环境影响小、施工周期短、社会效益和经济效益显著等优点,尤其适用于无法实施开挖作业的地区,如穿越闹市区、铁路、高速公路、堤坝、建构筑物、河流等。

我国的非开挖技术与西方国家相比起步较晚,但近年来,随着我国地下管线建设的蓬勃发展,非开挖技术已从单一的顶管施工迅速发展起来,并已逐步建向成熟。

一、非开挖技术的特点

非开挖技术和传统的开挖技术相比,非开挖工程技术有以下几方面的优点:

1、对公众和交通干扰小
2、环境效益好,对周围物景的损失减少,对周围的商业环境影响少
3、全年可施工,施工安全性好、效率高
4、社会效率高,且综合成本低,施工周期较短
5、需要的工作场地和空间较小
6、在不开挖地表的情况下,可以进行管道扩容
7、有利于城市建设的整体规划和工程建设的最佳设计。有利于提高城市现代化设计和建设水平

二、非开挖技术在捧水工程中的主要施工方法
1)铺设管线的非开挖施工方法

1、水平导向钻机施工法

水平导向钻进法是一种无需挖掘工作井就能快速铺设地下管线的钻进方法。采用水平导向钻机,施工时,通过管道铺设设计轨迹钻一个导向孔,然后卸下导向钻头,换上扩孔头进行反向扩孔,同时将待铺设管线拉入孔中,扩孔次数根据钻机能力和待铺管线口径决定。该工艺施工具有效率高、定位精度高、距离长等优点,适合于长距离管线铺设,根据铺管长度和管径的要求,拉力为几吨到数百顿不等。_般来说,定向钻机适用于均质地层的施工,但遇到砂夹卵石地层时,在导向和成孔方面都存在问题。

2、夯管施工法

夯管施工是采用气动夯管锤安装于待铺设钢管的后端,利用锤的冲击作用将钢管直接延铺设路径击打入土层中。钢管在铺设途中管内因切削土层装满的泥土,在铺设完成后可用气压或水压挤出而形成竣工的管线。夯管施工主要用于钢管铺设,适用铺管口径范围宽,锤的冲击力可达2000吨,除大型卵石地层外,其他地层均可使用。该项技术靠动荷载夯进,在施工时不需要靠背支撑。旌工时不掏土,也不会发生局部沉降,其地层适应性广泛,设施相对简单,施工速度快。成本较低等。需要注意的是,由于锤的冲击对周边土体扰动较大.施工时应远离重要的建筑物。由于管道夯进后方向不可人为改变,施工前需预先查明地下障碍,设计好穿越路径,避免损坏其他管线设施和导致工程失败。

3、顶管法
顶管法施工工艺是一种历史比较长的地下管道施工方法,主要应用于大型排水管道和压力管道的安装。它是利用液压顶管机将需要安装的管材顶入设计位置,一般是大口径的水泥管、钢管,其用途是城市大口径排水管道、其它介质输送管线的护管通道、缆线的护管通道等。它施工定向精度较高。但是施工速度慢,工程造价较高 由于是采取先挖土方后顶管,对地下土层结构质地要求高,只适应粘土和一般性沙土地层,沙层或流沙层容易产生流空或塌方,安全保障性不好。

三、更换旧管线的非开挖旌工方法

1、爆管法。爆管法是使用爆管工具从管内将旧管破碎,并将碎片挤压到周围的土层.同时将新管或套管拉入,完成管道的更换工作。
2、吃管法。吃管法使用经改进的微型隧道施工设备或其它的水平钻机。以旧管为导向,将旧管从端部连同周围的土层一起切削破碎。同时顶入商径相同或稍大的管道完成管线的更换。主要用于更换埋深较大(> 4 m)的非加筋污水管道。

四、修复旧管线的施工方法

l、传统的内衬法。传统的内衬法是将一根直径稍小的新管直接插入或拉入J日管内。然后向新旧管之间的环形间隙灌浆,予以固结

2、改进的内衬法。改进的内衬法是在施工前将新管(主要是聚乙烯管)通过机械,使其断面产生变形。随后将其送入旧管内,最后通过加热、加压或靠自然作用使其恢复到原来的形状和尺寸,从而与旧管形成紧密的配合。

3、软衬法。软衬法采用闭路电视摄像机检查欲修复的管道内部情况,施工时将含有热凝树脂的柔性纺织管从人井或其它工作坑通过绞车拉入。

3今后发展趋势
地下管线是城市基础设施的重要组成部分,是城市赖以生存和发展的物质基础,非开挖技术在我国具有非常广阔的发展前景,经济效益和社会效益也将非常巨大。许多城市都还在大量的使用很早以前铺设的地下管道,都已到了更新期,但由于这些管大都敷设在人口稠密、商业繁荣的市区,管道周边充塞着给水、污水、雨水、煤气、热力、电力、通讯电缆等市政管道和设施,有部分管线上方还骑压着建筑物或完全被压在道路下方,如果用传统办法全部更新.投资巨大。影响交通,损坏道路,而利用非开挖技术,可妥善解决这一难题。非开挖技术将成为今后地下管线施工技术发展的最佳选择,也将日益受到政府支持和社会提倡,市场潜力巨大。

 

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