技术分享|非开挖夯管法施工工艺介绍
发布时间:2023-5-10       来源:佚名    分享到:

长输管线和市政地下管线经常会遇到穿越公路、铁路、沟渠和建筑物等特殊地段的施工,施工方法是多种多样的,气动夯管锤作为非开挖铺设管线的新型设备,以其工艺先进、施工程序简便、施工周期短、质量好、造价低等优点而得到越来越广泛的应用。


夯管法是指用夯管锤将要铺设的钢管沿设计路线直接夯入地层,实现非开挖穿越铺管。夯管锤实质上是一个低频、大冲击力的气动冲击器,它由压缩空气驱动。夯管锤和气动矛相似,有的气动矛也可以兼作夯管锤。

一、夯管法铺设地下管线的特点如下:

1)施工质量好

采用夯管法铺设障碍物下埋管道,穿越精度和埋深能满足设计要求;避免了因埋深不足而给管道安全运行留下的隐患,并且套管保护良好。

2)施工占地少

施工作业面积由线缩成点,占地面积小,士方量小,操作简便;与同管径管线的其他施工方法相比,可节约施工占地。

3)施工效率高

与顶管施工方法相比,可不需要修筑大体积混凝土靠背墙,节约时间和工程投资;与水平定向钻进相比,施工中不需要更换钻杆,提高了施工效率;与机械开挖方法相比,效率提高更多。

4)施工周期短

穿越公路、铁路、沟渠和建筑物等障碍物时,可避免或减少搬迁,缩短施工周期。夯管锤铺管对地层适应性较强,可在任何土层中使用,无论是含砾石土层,还是含水土层,均能顺利地夯入管道,而且铺管速度较快,一般夯速为6~8m/h,快时可达15~20m/h。

二、夯管法铺管原理

夯管法可分为封闭式夯管和敞口式夯管两大类别。

1)封闭式夯管

封闭式夯管技术即在待夯入第一节钢管的头部焊接锥形头,在钢管夯入地层的过程中,锥形头挤压周围土层,形成钻孔,使用该法产生的管土相互作用类似于使用挤土技术产生的相互作用。使用锥形头的封闭式夯管能铺设的管道直径达到 200mm。

2)敞口式夯管

敞口式夯管技术即待夯入管道头部保持开口状,因此能掘进与套管大小一样的钻孔,这允许在管道铺设路径上的土颗粒保持在原地,仅1*31+19-10=29+73少量的土在夯进过程中产生挤压作用。该技术用于铺设直径大于 200mm 的管道。

在夯管施工过程中,夯管锤产生较大的冲击力,这个冲击力直接作用在钢管的后端,通过钢管传递到前端的管靴上切削土体,并克服士层与管体之间的摩擦力使钢管不断进入土层。

随着钢管的前进,被切削的土芯进入钢管内,待钢管抵达目标后,取下管靴,钢管留在孔内。可用气压、高压水射流或螺旋钻杆等方法将其排出,有时为了减少管内壁与土的摩擦阻力,在施工过程中夯入一节钢管后,间断地将管内的土排出。

该技术的特点是冲击力大,最大的夯管锤的冲击力每次2000t,最大能夯击 3.73m 直径的钢管,适于大管径和管幕施工。选择夯管锤时,一般应根据钢管直径及夯进长度选择适当的机型。

由于夯管过程中钢管要承受较大的冲击力,因此夯管锤铺管只能用于铺设钢管,一般使用无缝钢管,而且壁厚要满足一定的要求,如果夯管距离超过 40m,壁厚应增加 25%。钢管直径较大时,为减少钢管与土层之间的摩擦阻力,可在管顶部表面焊接一根小钢管。随着钢管的夯入,注入水或泥浆,以润滑钢管的内外表面。钢管间的连接由现场焊接来完成,一般夯入一段,焊接一段。根据铺管现场具体条件,来确定管段长度,如果条件许可,应尽可能用长的管段,以便减少焊接造成的铺设误差,节约焊接钢管所需的时间。

夯管要求的钢管壁厚

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