非开挖工程

时间:2019-03-05 18:33 作者 :admin

非开挖是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段,通过导向、定向钻进等方式在地表极小部分开挖的情况下(一般指入口和出口小面积开挖),敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术,不会阻碍交通,不会破坏绿地、植被,不会影响商店,医院,学校和居民的正常生活和工作秩序,解决了传统开挖施工对居民生活的干扰,对交通,环境,周边建筑物基础的破坏和不良影响,因此具有较高的社会经济效果。

非开挖技术源于20世纪70年代,并于90年代传入我国,被广泛应用于给水、排水、电力、通信、燃气等领域的新管道建设和旧管道修复,也可以应用于文物、古建筑的保护等方面 
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主要特点

⑴引入了管线轨迹的测量和控制;

⑵大大提高了铺管能力(长度2000m,直径3m);

⑶快速高效;

⑷增强了在复杂地层条件下施工的能力;

⑸使管道的原位修复成为可能。

非开挖技术措施按施工工艺可分为:导向钻进铺管技术、遁地穿梭矛铺管技术、顶管掘进机铺管技术、顶管铺管技术。

导向钻进铺管技术

⑴施工优点

①导向仪导向,快速高效准确;

②钻孔方向易控制,施工场地要求简单;

③导向探测与管线探测相结合有效调整钻头,避开管线,适合复杂地层条件下施工。

⑵适用范围

用于铺设电力、通信、煤气和自来水管线,铺管直径、长度和材料范围较宽,适合1000mm以下管径,主要有PE铺设和钢管铺设。

遁地穿梭矛铺管技术

⑴施工方法

①拉管法;

顶管法

⑵施工优点

①冲击力大,穿透性强;

②速度快,工期短;

③可穿越流泥流沙和卵石带;④适宜各种管材。

⑶适用范围

①适宜于铺设各类13~150mm;

②小管径长度<50m或距离较长的;

钢管或铸铁管最大口径可达1.5m最大长度可达100m。

顶管掘进机铺管技术

⑴优点

①高功率、高效率;

②采用泥水平衡掘进施工法,可进行大管径超长度施工;

③噪音小、无污染。

⑵适用范围

隧道、涵洞和大口径管道。

顶管铺管技术

⑴设备

①导向探测仪;

②导向钻机;

液压顶管机

⑵施工方法

①导向钻孔定向;

②液压顶进、人工挖掘。

⑶优点

①造价低;

②定向准确、精度高、安全、无噪音污染;

③可适用于各种地质条件;

④适用于大口径小场地各种管道施工。

⑷适用范围

①适用于铺设3000mm以内钢管、混凝土管、铸铁管、其它材质管道可采用套管法铺设 [2]  

非开挖技术的优越性

  1、在管线施工时无需对路面和地表“开膛破肚”,解决了长期以来困扰城市地下管线建设工程的难题:阻断交通、破坏环境、影响商店、医院、学校和居民的正常生活和工作秩序。     

2、施工速度快、综合成本低,具有较好的经济效益和社会效益。在相同的条件下,非开挖施工法(铺设、更换和修复)的综合施工成本均低于开挖施工的成本,且当管径和埋深越大时越明显。
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施工准备

1、顶管工作井施工,井内设集水坑,便于抽排积水。
  2、后靠背设置,工作井基础设定后,根据管道走向设置后靠背。

3、导轨安装,导轨安装牢固与准确对管子的顶进质量有较大的影响,因此导轨安装依据管径大小、管道坡度、顶进方向确定,顶进方向必须平直,标高、轴线准确。导轨可用轻型钢轨制作。
  4、顶进设备采用
千斤顶,头部设刃口工具管,起切土作用并保护管道及导向作用。为防止土体坍塌,在工具管内设格栅。
  5、其它设备工作坑上方设活动式工作平台,一般采用30号槽钢作梁,上铺方木。下管采用临时吊车吊运下管,出土采用摇头扒杆。
  6、注意:顶管工作坑四周必须采用围护措施,采用彩钢瓦围护,雨帆布防护,并设醒目警示标牌。顶进时,过往车辆应减速慢行,且禁止大吨位、重载车辆通行。

技术分类

非开挖技术可分为三大类:铺设新管线、修复置换旧管线、探测原有管网。

1.铺设新管线施工技术:盾构法、顶管法、导向/定向钻进铺管法、气动矛铺管法、夯管锤铺管法和微型隧道铺管法等,其中顶管法应用最早。

2.修复旧管线施工技术:原位固化法、原位换管法、滑动内插法、变形再生法、局部修复法等。

3.探测地下管网:地下管线探测仪、供水管网监测仪、电信线路故障定位仪、气体故障检测仪、管中摄影仪、探地雷达、声纳系列等。

主要方法

非开挖首先需要进行技术准备,其主要包括对地下管线使用现状的勘察,以准确地掌握管线及其他基础设施的分布情况;按照施工区域的地形、路线定出钻孔轴线,进行区域地形地貌的勘测与测量;对需钻孔的工作区域进行地层地质的现场勘查。再是进行施工场地的准备,对施工场地进行机械、机具等安装于堆放;开挖入射作业坑,做好支护与降水工作;进行施工机械进场工作及安装;借助导航仪进行探头导向的开展。最后是进行以开孔、造斜钻进、保直钻进为主的导向施工及包含孔径设计、分级扩孔、孔壁加固、回拉敷管的回拉扩孔的两个施工步骤。

工程实例

常用的非开挖技术采用导向钻管法,以下以东明河顶管工程实例详细介绍导向钻管的技术。

工程概况

岐江河东明大桥西侧穿越工程位于中山市东明大桥西侧,穿越地点选在东明大桥侧河道,离南岸桥支墩38m位置,两岸河堤之间宽度为112m,水深5m。由于石岐河水位受涨潮退潮影响,航道需正常通航,不能封航,因此工程采用定向钻技术,以非开挖方式进行煤气管道穿越。该工程为一条φ273×9钢管穿越,穿越长度约为280m,最大穿越深度:自然地面以下10m;钻机入土点位于河南侧,出土点位于河北侧。入土角度为10°,出土角度6°,钻进曲率半径为488m。该工程为小型穿越,定向钻技术具有相对成本较低,工期短,不阻碍交通等优点,随着工艺的不断改进,该种施工工艺在管道燃气、自来水、电力和电信部门已开始普遍使用。