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碎裂管法施工工艺

1、气动碎裂管法

气动碎裂管法是利用气动锤的冲击力从旧管的内部将其破碎,并将破碎的管道碎片挤压到周围的土层中,同时将新管或套管从气动锤的后面拉入或顶入,完成管线的更换工作(如图6.3-1)。这种方法是英国于20世纪70年代开发成功的,最初主要用来更换煤气管道,后来相继用于自来水和重力管道的更换。

迄今为止,气动碎裂管法是上述所有碎裂管法中使用的最多的一种,广泛的应用于各种大型的碎裂管法施工项目中。

在气动碎裂管法工艺中,爆管头是一个锥形的土体挤压锤,并由压缩空气驱动在180~580次/分钟的频率下工作。气动锤对爆管头的每一次敲击都将对管道产生一些小的破碎,因此持续的冲击将破碎整个旧管道。爆管头的敲击过程中还伴随来自钢索施加的拉力,钢索通过旧的管道连接到爆管头的前端。其作用是使爆管头对旧的管道的管壁施加一个压力加速其破碎并且拉入爆管头尾部连接新管道。

 

图6.3-1气动爆管系统

爆管过程需要的压缩空气由空压机提供,使用一个软管通过新管道将空压机和爆管头的尾端连接。压缩空气和拉力钢索都各自保持一个恒定的压力和张力。在爆管头到达接收坑的工作过程中,爆管施工尽量不要中止。

2、静拉碎裂管法

在静拉力爆管系统中,只通过施加在爆管头上的静拉力来破碎旧管道(如图6.3-2)。使用钢索或钻杆穿过旧管道连接在爆管头的前端来施加静拉力。因此作用在爆管头上的静拉力应该足够的大。锥形的爆管头将水平的静拉力转变为垂直轴向发散的张力来破碎旧管道,为安装新管道提供空间。

 
 (a)安装钻杆

(b)连接碎管工具和管道

   (c)破碎旧管道同步拉人新管道 

图6.3-2静拉碎管技术工作过程

 如果是使用钻杆作为拉力施加的介质,则爆管的过程是间断地而不是连续的。在爆管施工之前,通过接收坑将钻杆安装并连接到爆管头前端,新的管道连接到爆管头的末端。每一个爆管回次,接收坑中的液压拉力装置将钻杆拉回一段长度(单个钻杆的长度),然后卸下一节钻杆后继续回拉,直到将所有的钻杆拉回。如果使用钢索作为施加拉力的介质,回拖过程可以是连续的。然而,一般的钢索系统不能像钻杆系统那样将巨大的拉力传递给爆管头。

 施工工艺流程

 


优缺点:

1.碎(裂)管法相比开挖法具有施工速度快、效率高、价格优势、对环境更加有利、对地面干扰少等优势,较好的解决了更新管道无管位,特殊路段禁止换管的难题。

2.可以更换水泥管、陶瓷管、铸铁管、球墨管、钢管、保温钢管、石棉管。

3.通常更换管径增容至30%左右,小口径在条件许可情况下最大可扩容至150%。

4.更换管道直径为100mm至600mm。

5.与其它管道修复方法相比,碎(裂)管法的最大优势在于它是唯一能够采用大于原有管道直径的管道更换原有管道,从而增加管道的过流能力的施工方法。研究表明,碎(裂)管法非常适合更换管壁腐蚀超过壁厚80%(外部)和60%(内部)的管道。

碎(裂)管法的局限是需要开挖起始工作坑和接收工作坑。 




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