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1、.2No2第期非开挖技术.r,2013年4月ChinaTrenehiesTechn01ogyAP2013141管线直接铺设技术........pruiksm。DpfefDNugrohoRpBoeieHMGKruseJj著张健万谦译:“”e,摘要管线直接铺设技术借助管道推进器哪pThruster)的连续推进单向连续地将预制管线铺设到位。如,,,同顶管法一样土体挖掘作业仍通过与管线相连的微型隧道掘进机来完成开挖面通过泥桨维持通常。,已以应用。用膨润土泥浆由于新方法的成功在几个工程中得管道推进器所产生的推力是直接铺管工程设计时考虑的一个重要。As问题本文利用阴Qu软件包里的有限元法分析了
2、将管线推入钻孔时所需要的力及。对有限元法计算结果的分析表明这几种因素之间具有强烈的相。而且,相关因素互影响根据这些因素和管段受力分析得出了推力计算公式,并将最近几个工程中测量出的推进力与根据这些计算公式的计算值进行.。,1Pa03,了对比结果表明摩擦系数乙和尽应分别取为0D和推力设计值应将计算出的推力值乘以15倍的.安。5%全系数这个安全系数主要是考虑到在停顿期会有2的概率超过上述计算值后提出的、、:非开挖安全关键词推进器1引言所需的推进力是直接铺管工程中的一项重要的设计内容。在管线铺,设前工程师需要将预估的推进,、非开挖技术例如水平定向钻进微型隧道掘。力与管道推进器的能力进行比较
3、,进和其他几种顶管技术自从上世纪80年代就开始大范。2围应用了一方面他们提供了一种合理的穿背景、、、、越公路铁路堤坝湿地河流和一些不得不保持“”直接铺管技术能够在管道推进器的推力作,其完好无损的建筑时的方法另一方面这些技术可,。用下以简单连续的方式将预制管道铺设到位像以将在人口稠密和经济敏感地区铺设管道过程中顶管,法法一样土体钻进是通过与管线相连的可导。的影响减到最小。向式微型隧道掘进机来完成的(图2)钻掘面的稳定几年前海瑞克发明了一种新的非开挖技术(图,。通过泥浆来维持通常使用膨润土泥浆。,1)2007年10月这种新的直接铺管技术在世界上,在工作井中对管道推进器的水平和竖直方向首
4、次。露面那时在德国靠近沃尔海姆的地方用来铺。设一条464米长横穿莱茵河的管道直接铺管技术使。用管道推进器将管道推入到钻孔中由于这项新技术的成功,其他几个工程也开始。,应用虽然所有的直接铺管工程的结果都成功了。确但是还没有可以遵循的设计规范定管道推进器图1管线直接铺设技术施工现场图2装配好的直接铺管微型隧道掘进机142非开挖技术ChinaTrene川esTechnolo盯2013年4月,。‘,。,,都加以固定并通过夹持机构将管线夹住往前推人l)L岌L。到钻孔中由于微型隧道掘进机的直径比管线直径在人口点处钻孔外的全部管线都在倾斜的边,。。大很多因此钻孔中充满了润滑泥浆至于选用的坡上。泥
5、浆类型则根据钻孔中的土层条件来决定2)人恤2几妙,管线铺设所需的推力应该在工程设计阶段就在这种倾斜的场地上人口点处具有向上和向。,。预测或计算出来由于管道推进器的能力是有限下的边坡重力对摩擦力没有影响,,的因此在长距离铺管中能否成功与预测的推进应注意到在有较大人土角和相对较短的管段力的精度有关。,。时有可能是负摩擦力将管道推人钻孔中所需的推力是通过使用3.3管线与润滑泥浆间的摩擦力。ABAQUS软件包中有限元法得到的在分析中发现水平定向钻进技术的理论提供了以下用于计以
6、下因素对推力有影响::算管线与润滑泥浆之间摩擦力的公式;··.推进器后面滚轮与管线的摩擦力Flb=L。7TD.fz.管线与润滑泥浆之间的摩擦力;:式中,.微型;兀:一N;隧道掘进机切削刀盘上的迎面阻力润滑液产生的摩擦力,.;瓜一钻孔内的管线长度m;管线与钻孔壁间的摩擦力。,.管线屈曲造成的摩擦力Do一m;管道外径,,一N/m,;只有第一个因素是独立的因为滚轮上的管线关摩擦系数。,,位于推进器后面其它因素之间有很强的相关性摩擦系数取决于使用的润滑液的类型标准润。,。m,这可用非线性有限元来模拟例如在管线的弯曲滑液的常见值是40N/“”。3.4微型隧道掘进切削刀盘上的迎面阻力段形成了所
7、谓的绞盘力,。下面将对上面提到的这些因素进行阐述并给在土层中钻进时会改变土层内的应力状态与。原始应力出相应的方程式状态的偏差程度主要取决于超挖的尺寸3.2管及刀盘上的迎面阻力。,微型隧道掘线作用在滚轮上的摩擦力当偏差较小时,。根据水平定向钻进法的相关理论钻孔外面的进机前端的土体能够保持稳定当支撑压力相对较,:低时可导致掘进机前管线作用在滚轮上的摩擦力计算公式为面的地表沉降或在管线铺设·式过,肠仍式中,滚轮,Fr-上的摩擦力N;‘一,几钻孔外面管线的长度m;,一邵单位长
