非开挖工程施工教材课件

非開挖技術Reporter:MillerReporter:MillerTrenchless TechnologyTrenchless Technology大綱n前言n非開挖技術分類(按施工工藝)n水平定向管線鋪設工程介紹n施工視評n結論前言n何謂非開挖技術?n nDefinition:Definition:n nA A family of methods,materials,and equipment capable of family of methods,materials,and equipment capable of beingbeing used for the installation of new or replacement or rehabilitation of used for the installation of new or replacement or rehabilitation of existing underground infrastructure with minimal disruption to existing underground infrastructure with minimal disruption to surface traffic,business,and other activitiessurface traffic,business,and other activities-North American Society for Trenchless Technologyn n以最小的地表以最小的地表以最小的地表以最小的地表开挖开挖量量量量进进行各行各行各行各种种地下管地下管地下管地下管线线探探探探查查、铺设铺设、更更更更换换和修和修和修和修复复的施工技的施工技的施工技的施工技术术-中國非開中國非開中國非開中國非開挖挖協會協會協會協會 前言n應用領域應用領域n非開挖技術現今已被广泛应用于给水、排水、电力、通信、燃气等领域，也可以应用于文物、古建筑的保护等方面。n應用地點應用地點n用于穿越河流和水渠、街道、高速公路、铁路、机场跑道、海滩、岛屿、建筑物拥挤的地方、管线通道和运河等。前言n優越性優越性n水平定向钻进穿越与其它施工方法相比，对环境的影响最小，能提供障碍物下管线覆盖的深度大，对管线的保护作用大，维修费用小，许多情况下费用更低。n技術限制技術限制n迄今为止，水平定向钻进最长的穿越距离約为2000米、铺设管径約300毫米。n用于均质土层的穿越能够取得满意效果，在杂填土、砂卵砾石层、冰渍层和硬岩层中的穿越也越来越多。非開挖技術分類n管線鋪設管線鋪設管管线铺设施工方法施工方法典典 型型 应 用用管管 材材顶管法各种大口径管道，跨越孔混凝土、钢、铸铁隧道施工法各种大口径管道小口径顶管法小口径管道，管棚，跨越孔混凝土、钢、铸铁水平定(导)向钻进压力管道，电缆，短跨越孔钢、塑料螺旋钻进刚套管，跨越孔跨越孔顶推钻进压力管套，钢套管钢、混凝土水平钻进钢套管，跨越孔，水平降水井钢套管冲击矛法压力管道，电缆线，跨越孔钢、塑料夯管锤钢套管，跨越孔，管棚，打入桩钢管套冲击钻进法跨越孔钢管、混凝土管n施工长度：151800米n管径251200毫米n应用 市政工程、管道设施、下水管道、压力管道、治理污染的水平管群、地质调查水平定向鑽進回拉鋪管擴孔鑽導向孔水平定向鑽進過程非開挖技術分類n管線更換管線更換管管线更更换施工方法施工方法典典 型型 应 用用管管 材材碎管法各种重力和压力管道PE,PP,PVC,GRP胀管法各种重力和压力管道PE,PP,PVC,GRE吃管法各种重力和压力管道PE,PP,PVC,GRE抽管法压力管道，电缆，短跨越孔钢、塑料n n首先需要首先需要将将一一个锥个锥形的工具形的工具（爆管（爆管头头）装入到）装入到旧旧管道中，管道中，爆管爆管头将旧头将旧管道破碎成碎片管道破碎成碎片并将并将其其挤挤入到周入到周围围的土的土层层中。中。与与此同此同时时，新的管道接在爆，新的管道接在爆管管头头后面拉入。后面拉入。Static Head Static Head 固定式固定式固定式固定式裂管裂管裂管裂管頭頭頭頭Pneumatic Head Pneumatic Head 氣動氣動氣動氣動式裂管式裂管式裂管式裂管頭頭頭頭Hydraulic Head Hydraulic Head 液壓式裂管頭液壓式裂管頭液壓式裂管頭液壓式裂管頭爆(裂)管法爆管法的过程（固定裂管工艺)導進鑽杆鑽頭回鑽爆管法過程（气动工法)爆管技术是先将旧管道破碎，再将管道碎片挤入周围土层中 非開挖技術分類n管線修復管線修復管管线修修复施工方法施工方法典典 型型 应 用用管管 材材内衬法各种重力和压力管道PE,PP,PVC,GRE改进的内衬法各种重力和压力管道HDPE,PVC,MDPE软衬法各种重力和压力管道树脂+纤维缠绕法各种重力管道PE,PP,PVC,PVDF喷涂法各种重力和压力管道水泥浆，树脂軟襯法軟襯法軟襯法軟襯法內襯法折疊內襯法折疊內襯法折疊內襯法折疊內襯法分段分段分段分段插插管法管法管法管法內襯法水平定向管線鋪設工程介紹n作業流程圖作業流程圖資料收集 n從各工務部門收集现状地下管管網分布情形照片圖說地下管網示意圖初步勘查n依據收集資料進行地表管線複查n管线探测仪、探地雷达(GPR)、地震法探测、非破坏性的气/液压真空挖掘（点探仪）、人工探测技术方法。管線探測儀探地雷達地震电法综合成像系统 地形地貌测量n電子經緯儀量測、並繪製測量圖說n目的导向孔施工时地面跟踪监测提供准确依据 電子經緯儀測量圖說现场地质勘查n目的是为了获取地层的全面、详细的资料、不同性质地层之间的边界位置和特殊物理性能。n锥型贯入试验(CTP)、取心钻进、地球物理勘察方法（例如地震法、地电法等）貫入試驗取心鑽進設計計算n覆蓋深度覆蓋深度n推荐穿越的最小覆盖深度大于钻孔最终扩孔直径的6倍以上；在穿越河床时，应在河床断面最低处之下5m米以上。設計計算n入、出土角和曲率半入、出土角和曲率半径 n对地面始钻式，入土角和出土角应分别在620度之间n铺设钢管的最小允许弯曲半径可用下列公式计算 nRmin=206DS/K2 (m)Rmin：最小弯曲半径 (m)206：常数 (Nm/mm2)D：管外径 (mm)S：安全系数，S=12 K2：管子的屈服极限 (N/mm2)設計計算n辅助助参数 n入土点或出土点与欲穿越的第一个障碍物之间的距离（例如道路、沟渠等）应至少大于3根钻杆的长度。n与水体的最小距离应至少为56m，以保证不发生泥浆喷涌。n从钻进技术方面考虑，第一段和最后一段钻杆柱应是直线的，即没有垂直弯曲和水平弯曲，这两段钻杆柱的长度应至少为10m。設計計算n管材的管材的选择 n管管线壁厚壁厚D/T经验公式 n对高密度聚乙烯管（HDPE管），推荐D/t值小于或等于11。直径(D)mm 壁厚(T)mm1526.25152-3059.25305-76212.70762 D/t50設計計算n製圖製圖 剖面剖面图平面平面图现场平面平面图运输线路路图管束管束图工地的纵向剖面高程图覆盖层施工区地形图钻孔轴线与障碍物之间的最短距离各种设备的位置（钻机、工作站、泵等）运输设备的数量、各自的承载能力一束管线的横截面图入土角、出土角最小（垂直）弯曲度钻孔轴线最小（水平）弯曲度钻机的固定方法运输设备的位置单根管线的直径钻孔的水平长度、实际长度钻孔轨迹区域内的建筑物或其它管线障碍物规划的设备场地和管线场地进出场道路运输设备的细节-進場n施工许可证n城市管理局和交通（包括河运）管理局许可证 n环境许可证n环境影响（如躁音）许可 n特殊许可证n进出和穿过社会组织（如单位、工厂、农庄）的辖区、私人土地的许可证 工作人員n水平定向钻进需要的工作人员数量，取决于穿越工程和使用设备的大小。一般，中型钻机的施工班组应由57人组成。n定位及导向岗位(1人)、钻机机长或班长(1人)、钻进泥浆人员或泥浆工(1人)、机械工、电工(12人)、杂工 (12人)施工场地准备 n施工施工场地地n设备场地（钻机的工作区）、管线场地（与设备场地相对的钻孔出土点工作区）設備場地管線場地施工场地准备n作业工作坑一般至少应为11m n进、出口工作坑是非常重要的，进、出口工作坑可有以下功用 施工场地准备 n施工設備介紹施工設備介紹n钻机(地表始钻式和坑内始钻式)、钻杆、导向系统、附助设备(拉头、单动接头、安全接头)、钻进液/泥浆n机械机械进场及安装及安装 n测量入土点、出土点、钻孔轨迹轴线和切点、钻机场地准备、进场道路准备、管子场地准备、设备和人员调动、管子卸车、管子焊接、压力试验、减阻试验（如果需要）、连接拉管头、焊缝测试、处理钻杆的过度弯曲导向孔施工鑽進n定位導向鑽進定位導向鑽進 对于水平定向钻进穿越工程来说，是最为关键的设备，正确地选择和使用这些仪器，对施工的成败和效率具有决定性的意义。n注意事項注意事項 检查探头发射的各个参数是否正常、开孔时须保持连续钻进至少2.5m，同时宜采用低钻速、小泵量、慢进尺。擴孔n分分级扩孔孔 分别为一级200mm、二级250mm、三级300mm、四级400mm、五级500mm等。根据设计的成孔直径，由小到大分级扩孔，直至扩到工艺要求的孔径。n孔壁加固孔壁加固 扩孔的同时通过扩孔钻头向孔中注入泥浆，泥浆的浓度根据不同的土层条件来配制。回拉鋪管n注意事項注意事項 拉管过程中的回拉力要克服管道与孔壁摩擦力，成孔的质量与导向孔的曲线形状以及扩孔工艺有着密切关系，正常情况下敷设PVC或PE管的回拉力不应超过5kN，拉力过大会造成管材断裂或变形。清理現場(撤場)n拉管和其后的测试试验（静水压测试、定径清管器、密封测试）等工作完成后，应清理管线现场和设备现场。这项工作包括排除入口坑和出口坑中的钻进液，并回填这些工作坑。施工視頻n非开挖钻机地下施工钻进过程视频 nhttp:/ nhttp:/ 20904 2007n非開挖工程學-馬保松n 百度文庫n长输管道线路工程施工及验收规范SYJ400198 Thanks for your listening