非开挖地下管线施工技术简介.doc

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1、非开挖地下管线施工技术简介颜纯文（中国地质矿产信息研究院，北京）一、引言l．1本文简要介绍了非开挖地下管线铺设、更换和修技术的应用陟及到最近发展的一项新技术(其发展极为迅猛)，本文可作为-一种参考资料．而并非包括所有的非开挖技术。1．2非开挖技术的使用会给许多人带来好处。本简介也许会烧决策者感兴趣，对没有非开挖经验的设计人员也许会有益，他仃]正在寻求一种在繁荣的市中心进行地下管线施工的替代方法。在这里，他们需要解决以下的矛盾：a、以最低的成本铺设、更换或修复地下管线；b、减少对路面的破坏和对交通的干扰；c、减少对环境的不利影响。1．3总而言之，希望本文能鼓励决策者和设计人员能

2、考虑非开挖施工技术，尤其当公众对环境和交通极为关注时。二、非开挖施工技术2．1地下管线的非开挖施工技术(TrenchlessTechnology)大致上可分为以下三类：a、铺设新的管线(NewInstalltion)；b、更换已有的旧管线(On-ineReplacement)；c、修复破损的管线(Renovation')。2．2在选择非开挖掘施工技术时，一些必要的辅助性工作．主要是：a、土层勘察，以确定土的类型和地下水的情况；b、管线探测，以了解现场附近地下管线和其它埋设物的情况；c、现状检查，以了解现有管线的破损情况。2．3非开挖技术主要涉及小口径的管线，施工时人员不能进入

3、。一般来讲，最大口径定为900mm。然而，这些管线且占所有地下管线的99%。本文并不涉及大口径的管遭施工，如传统的顶管法和隧道施工法，因为这些管道施工时，人员可以进入到工作面内。2．4对大多数在非开挖技术来讲，操作人员的技术和经验是银重要的，专业的制造商和承包商都必须认识到技术培训的必要性。三、新管线铺设小口径顶管(Microtunnelling)——遥控式施工，可以导向——口径小于1000mm，中等长度(100～300m)3．1这里，小口径顶营指的是遥控式顶管施工法，土从切削头经新管排出，新管则由顶进装置向前顶进。3．2小口径顶管机可适用于几乎任何地层的施工，包括含水地层。

4、施工时，需挖两个工作坑，顶管机位于顶进工作坑内。然而，需要指出的是，不同的地层，应选用不同型式的小口径顶管机、不同的切削头、不同的排土方式，以及不同的顶进力。3．3根据地层的条件，应认真地选择不同鹋切削头，对砂层、粉砂层、粘士层或含卵砾石的地层，应选择合适的切削工具和破碎机构。3．4在地表，唯一需要进行开挖作业的是顶进工作坑和目标工作坑的施工。小口径顶菅施工时，工作面切削下来的土可由新管线内的螺旋钻杆排到顶进工阼坑底部的箕斗内(图1)：或者使用水或膨润土将土在工作面处搅拌成泥浆，然后由管道排到地表进行处理干和排放(囝2)。这两种排土方式均可向工作面施加一个机械的土压力，以保持

5、工作面的稳定，工怍面的泥浆压力也可用于平衡外部的地下水压力。图1螺旋式小口径顶管图2泥浆式小口径顶管3．5有些系统的控制完全是自动的，但小口径顶管机一般由位于地表的控制室控制，由此可连续不断地监测小口径顶管机的位置及方向，监测系统通常为激光导向装置。施工的精度往往取决于操作者的技术和经验，尤其是在地层条件不断变化的现场。3．6小口径顶管广泛用于下水管道的施工。施工时，对地表的干扰可降至最小。该法可保证重力管道对坡度的要求，如果考虑采用非开挖的施工方法，可将顶进工作坑和目标工作坑布置在人井的位置，也可布置在施工时对交通的干扰最小的地方。3．7最近几年，小口径顶管取得了较大的进展

6、。小口径顶管机可用于100mm口径以上管道施工，施工长度可在100m以上(最大达561m)，在软地层和含水地层，以及含卵砾石的地层中也可施工，顶进工作坑的直径可小于3m以下。激光导向控制系统和电子计算机监测系统的使用可实现高精度施工，一般可将垂直和水平方向上的偏差控制在士25mm以内。通常均比传统的挖槽施工精度更高，而且管道的受力状况更为均匀。3．8随着小口径顶管施工技术的发展，混凝土管和陶土管均按照顶管施工设计。由传统的各种材料制成的管道，其接头均设计在管壁内，而且长度较短，以便施工时所需的顶进阻力和工作坑的尺寸，因而减少开挖工作量和道路的占用面积。3．9有些小口径顶管机，

7、施工时先顶进临时的专用钢管，随后再顶进新管道，同时在目标工作坑回收临时钢管。3．10施工时，应注意对环境的影响。通常，在地表上只有控制工作室，其内还有吊车，以便吊起管道进入工作坑内。施工时产生的噪音和对交通的干扰应降至最小。与挖槽铺管法相比，无论是占用路面的面积还是时间，通常只是一小部分。短距离施工方法——一般不能导向——使用冲击锤3．11在市区，许多分支管线和其它短距离的跨越孔均可由相对来讲价格较低、移动方便、不可导向的非开挖施工设备，即使在开阔的郊区，其施工成本也极低。3．12水平螺旋钻进(Auge