這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和計(jì)算后,以數(shù)字的形式顯示在顯示屏上,該電子裝置主要用來監(jiān)測(cè)鉆桿與地球磁場的關(guān)系和傾角(鉆頭在地下的三維坐標(biāo)),將測(cè)量到的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,以便確定鉆頭的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置的偏差,并將偏差值控制在允許的范圍之內(nèi),如此循環(huán)直到鉆頭按照預(yù)定的導(dǎo)向孔曲線在預(yù)定位置出土。預(yù)擴(kuò)孔:導(dǎo)向孔完成后,要將該鉆孔進(jìn)行擴(kuò)大到合適的直徑以方便安裝成品管道,此過程稱為預(yù)擴(kuò)孔,(依終成孔尺寸決定擴(kuò)孔次數(shù))。例如,如需安裝36英寸管線,鉆孔必須擴(kuò)大到48英寸或更大。通常,在鉆機(jī)對(duì)岸將擴(kuò)孔器連接到鉆桿上,然后由鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)回拖入導(dǎo)向孔,將導(dǎo)向孔擴(kuò)大,同時(shí)要將大量的泥漿泵入鉆孔,以鉆孔的完整性和不。 這項(xiàng)技術(shù)同時(shí)還可以為管道提供的保護(hù)層,并相應(yīng)減少了維護(hù)費(fèi)用,同時(shí)不會(huì)影響河流運(yùn)輸并縮短施工期,證明是目前效率,成本的穿越施工方法。導(dǎo)向孔:導(dǎo)向孔是在水平方向按預(yù)定角度并沿預(yù)定截面鉆進(jìn)的孔,包括一段直斜線和一段大半徑弧線。在鉆導(dǎo)向孔的同時(shí),承包商也許會(huì)選擇并使用更大口徑的鉆桿(即沖洗管)來屏蔽導(dǎo)向鉆桿。沖洗管可以起到類似導(dǎo)管的作用,還可以方便導(dǎo)向鉆桿的抽回和更換鉆頭等工作。導(dǎo)向孔的方向控制由位于鉆頭后端的鉆桿內(nèi)的控制器(稱為彎外殼)完成。鉆進(jìn)過程中鉆桿是不做旋轉(zhuǎn)的,需要變換方向時(shí)若將彎外殼向右定位,鉆進(jìn)路線即向右沿平滑曲線前進(jìn)。鉆孔曲線由放置在鉆頭后端鉆桿內(nèi)的電子測(cè)向儀進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量結(jié)果傳導(dǎo)到地面的接收儀。
泥水平衡式頂管是一種以全斷面切削土體,以泥水壓力來平衡土壓力和地下水壓力,又以泥水作為輸送棄土介質(zhì)的機(jī)械自動(dòng)化頂管施工法。①概述:泥水平衡頂管系統(tǒng)主要由頂管機(jī)頭、地面操作臺(tái)及其他輔助設(shè)備組成,機(jī)頭內(nèi)部有PLC控制箱,地面操作臺(tái)隊(duì)機(jī)頭給出動(dòng)作控制機(jī)頭的動(dòng)作。排泥系統(tǒng)將棄土排除,吊車下管,由千斤頂將管道分段頂進(jìn)。隨著工具管的推進(jìn),刀盤在不斷轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)泥管不斷供泥水,排泥管不斷將混有棄土的泥水排出泥水艙。泥水艙要保持一定的壓力。使刀盤在有泥水壓力的情況下向前鉆進(jìn)。
②泥水平衡工具管的基本原理:是泥水護(hù)壁,在泥水式頂管施工中,要使挖掘面保持穩(wěn)定,必須向泥水艙注入一定壓力的泥水。泥水在壓力作用下向土體內(nèi)部滲透,在開挖面形成一層泥皮。泥皮的作用,一方面阻止泥水繼續(xù)向土體內(nèi)部滲漏,另一方面泥水的壓力通過泥皮作用在開挖面防止坍塌。要求泥水密度必須大于1.03。
③施工過程須注意的問題:
(1)當(dāng)掘進(jìn)機(jī)停止工作時(shí),一定要防止泥水從土層中或及其他地方流失。不然。挖掘面就會(huì)失穩(wěn),尤其是在出洞這一段時(shí)間內(nèi)更應(yīng)防止止水圈漏水。
(2)在掘進(jìn)工程中,應(yīng)注意觀察地下水壓力的變化,并及時(shí)采取相應(yīng)的措施和對(duì)策,只有這樣,才能保持挖掘面的穩(wěn)定。
(3)在頂進(jìn)過程中,隨時(shí)要注意挖掘面是否穩(wěn)定,要不是檢查泥水的濃度和相對(duì)密度是否正常,還要注意進(jìn)排泥泵的流量及壓力是否正常。應(yīng)防止排泥泵的排量過小而造成排泥管的淤積和堵塞現(xiàn)象。
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1泥水平衡頂管施工原理
泥水平衡頂管技術(shù)其施工原理是將置于工作井中的頂管掘進(jìn)機(jī)通過主頂油缸向前推進(jìn)至止水圈后,由電動(dòng)機(jī)提供能量轉(zhuǎn)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)頭刀盤來切削土層、粉碎石塊,并使之進(jìn)入泥水艙與泥漿混合,然后由泥漿系統(tǒng)的排泥管泵送至地面;與此同時(shí),機(jī)頭連同管道在持續(xù)頂進(jìn)力的作用下,終穿過土層到達(dá)接收井。在挖掘過程中,采用泥水平衡裝置來維持水土平衡,使頂進(jìn)管道始終處于主動(dòng)與被動(dòng)土壓之間,可以達(dá)到地面的沉降和隆起的效果(見圖1)。
2泥水平衡施工中若干技術(shù)問題的探討
近幾年來我們?cè)陧敼苁┕ぶ惺褂萌毡疽羷?shì)機(jī)(TCC)和國產(chǎn)泥水平衡頂管設(shè)備(NPD),在不同地層中進(jìn)行了D600~D0mm管徑的頂管施工,積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。下面就施工中常見的各種技術(shù)和機(jī)械故障如刀盤卡死、糾偏失控、泥水循環(huán)系統(tǒng)堵塞、地面沉降等技術(shù)問題的處置作以探討。
2.1糾偏技術(shù)問題
頂管機(jī)在推進(jìn)過程中持續(xù)朝某個(gè)方向偏斜,即使使用糾偏激光束也不能使之回歸到預(yù)定標(biāo)位置的現(xiàn)象稱為糾偏失控。如不及時(shí)處理會(huì)造成擬鋪設(shè)管道無法滿足設(shè)計(jì)軌跡要求。
2.1.1原因分析
(1)地質(zhì)條件影響
由于機(jī)身自重較大,且機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)引起的震動(dòng),在軟土層及回填土中從而降低了地層的承載力,使頂管機(jī)產(chǎn)生下沉趨勢(shì)。或者是頂管段土層類型變化引起土層承載力變化,當(dāng)遇到上下兩層不同性質(zhì)的土?xí)r,這種趨勢(shì)就越明顯。頂管施工過程中遇著大石塊、樁基礎(chǔ)或其他障礙物,造成偏差過大。
(2)機(jī)械原因
頂管推進(jìn)速度過快或過慢的影響;主油缸油封漏油,頂進(jìn)力不均衡;后背墻變形嚴(yán)重;頂鐵或頂環(huán)發(fā)生扭曲變形現(xiàn)象;工作坑內(nèi)導(dǎo)軌偏差。
(3)人為操作不當(dāng)造成的糾偏失控現(xiàn)象。此外,管道頂進(jìn)越長,產(chǎn)生偏差的可能性越大,如果糾偏不及時(shí),也會(huì)造成失控。
2.1.2防范措施及解決方法
(1)首先要充分熟悉業(yè)主提供的地勘資料,并進(jìn)行現(xiàn)場踏勘;必要時(shí)在較復(fù)雜的地段要進(jìn)行補(bǔ)勘。事實(shí)上在頂管施工中,因?yàn)橥临|(zhì)變化、設(shè)備能力和操作失誤等原因出現(xiàn)偏差是難免的,所以及時(shí)糾偏工作非常重要,這關(guān)系到管道鋪設(shè)質(zhì)量,甚至整個(gè)頂進(jìn)過程的成敗。糾偏的一般原則:勤糾微糾,標(biāo)不離,禁止盲頂。其控制細(xì)節(jié)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):當(dāng)頂管機(jī)頭尚未全部進(jìn)洞前,在機(jī)頭中心、高程偏差不大于20mm時(shí),不考慮糾偏,因此時(shí)軌道在控制方向,若糾偏不但沒效果反而會(huì)使節(jié)管道偏離軌道。
(2)在管道頂進(jìn)過程中,如果在粉細(xì)砂土層中頂進(jìn)偏低,可調(diào)低進(jìn)泥的泥漿濃度,減小頂進(jìn)速度。當(dāng)遇到軟硬程度不同的土層時(shí),地質(zhì)條件會(huì)發(fā)生很大變化,突然間變硬或變軟,這可以通過刀盤的轉(zhuǎn)矩來判斷。若突然變硬,則應(yīng)向土倉內(nèi)加入水或泥漿。在一般情況下,如果對(duì)地質(zhì)勘察資料掌握比較準(zhǔn)確時(shí),且當(dāng)穿越的軟弱地層長度15m時(shí),入洞前可以采取機(jī)頭與管道、管道與管道間加接連接桿的方式進(jìn)行固定,以增加其剛性,并輔以適當(dāng)糾偏方式,是完全可以防止機(jī)頭和管道叩頭現(xiàn)象發(fā)生的。
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泥水平衡頂管全國施工施工技術(shù)難題及解決方法頂管施工的閃光點(diǎn)頂管法又稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù),它具有著不用要開挖面層,即可穿越地面構(gòu)筑物和地下管線,公路,鐵路,河道的閃光點(diǎn),相比開挖敷設(shè)技術(shù),投資和工期將大大節(jié)省。同時(shí),頂管施工技術(shù)可以吸收噪音,環(huán)比減少粉塵,減輕對(duì)郊區(qū)的交通條件和環(huán)境狀況的干擾和破壞,屬于真正的無污染,率的施工技術(shù)。頂管施工法因其上述的閃光點(diǎn),在市政工程中尤其是在市政管線工程中得到了廣泛地應(yīng)用。概括起來。二頂管施工技術(shù)具有著幾面的閃光點(diǎn):基礎(chǔ)工作面由線縮成點(diǎn),占地面積?。坏孛婊顒?dòng)不受施工影響,對(duì)交通干擾小;噪音和震動(dòng)低,市中施工對(duì)居民生活環(huán)境干擾小,不影響現(xiàn)有管線及構(gòu)筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷設(shè)管道,可以穿越鐵路,公路,河流,建筑物,環(huán)比沿線的拆遷工作總量,環(huán)比降低工程造價(jià)。
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1泥水平衡施工工法簡介
在機(jī)械化頂管施工過程中,泥水平衡頂管施工工法作為主要的施工方式,通常情況下屬于機(jī)械化、長距離頂進(jìn)施工技術(shù)。該施工技術(shù)在施工技術(shù)管理方面要求比較高,主要表現(xiàn)為:嚴(yán)格操作頂管設(shè)備,科學(xué)合理地選擇和計(jì)算施工工藝參數(shù)等。在長距離、地質(zhì)條件復(fù)雜的環(huán)境中,泥水平衡頂管施工方法是為優(yōu)越的施工方式之一。
1.1泥水平衡施工工法特點(diǎn)
通常情況下,泥水平衡頂管施工工法主要采用機(jī)械掘進(jìn)技術(shù),其特征主要表現(xiàn)為:被切削的土壤被刀盤送入到泥水倉,具有一定濃度的泥水,在送水泵的作用下,被輸送到挖掘面,經(jīng)過刀盤的充分?jǐn)嚢韬?,泥水通過排泥管道被排泥泵送到地面的泥漿池,泥水經(jīng)過一系列的沉淀或分離,進(jìn)而在一定程度上可以重復(fù)使用,剩余的殘?jiān)贿\(yùn)走:在掘進(jìn)過程中,通過刀盤以及頂速平衡正面土壓力,進(jìn)而對(duì)循環(huán)水的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié),在一定程度上對(duì)地下水壓力進(jìn)行平衡;切削入泥倉的土體通過采用流體進(jìn)行輸送,不能中斷頂進(jìn)過程,施工速度一定要快;不需要對(duì)土質(zhì)進(jìn)行改良或者是進(jìn)行降水處理,施工后地表出現(xiàn)較小的沉降。通常泥水平衡頂管的主要設(shè)備有:挖掘機(jī)、主頂設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、井內(nèi)旁通、控制系統(tǒng)等;輔助設(shè)備包括:泥水處理設(shè)備、注漿設(shè)備、中繼間等。
1.2泥水平衡施工工法工藝原理
作為一種頂管施工工法,泥水平衡頂管施工技術(shù)通常情況下是充分利用泥水壓力,進(jìn)而在一定程度上對(duì)土壓力和地下水壓力進(jìn)行平衡處理。其基本原理是:具有一定濃度的泥水經(jīng)送水泵到達(dá)挖掘面,然后通過井內(nèi)旁通壓力調(diào)整閥,或者是通過調(diào)整排泥泵轉(zhuǎn)速的方式,進(jìn)一步對(duì)水壓力的大小進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)而在一定程度上對(duì)地下水壓和挖掘面土壓力進(jìn)行平衡,確保掘進(jìn)機(jī)刀盤工作在平衡壓力下,在一定程度上避免挖掘面失穩(wěn),進(jìn)而導(dǎo)致地面出現(xiàn)沉降和隆起。
2施工組織及任務(wù)劃分
2.1施工組織原則
在勞動(dòng)組織方面,結(jié)合頂管穿越施工的實(shí)際情況,同時(shí)結(jié)合本標(biāo)段的實(shí)際工程量和工期,進(jìn)而對(duì)各項(xiàng)進(jìn)行合理配置,進(jìn)一步成立相應(yīng)的施工作業(yè)機(jī)組。通過動(dòng)態(tài)的方式對(duì)施工作業(yè)機(jī)組的人員、機(jī)具配置等進(jìn)行管理,一方面確保任務(wù)按期完成,另一方面確保施工的連續(xù)性。進(jìn)而在一定程度上減少現(xiàn)場高峰的人數(shù),避免出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。同時(shí)對(duì)其它隊(duì)種進(jìn)行合理的配置,在一定程度上確保工程施工、有序地進(jìn)行,滿足施工要求。
2.2施工階段劃分
穿越工程施工分為三個(gè)階段:前期準(zhǔn)備階段、施工階段、驗(yàn)交階段。
①前期準(zhǔn)備階段:各項(xiàng)工作按照“施工準(zhǔn)備工作計(jì)劃”來進(jìn)行,進(jìn)一步為施工創(chuàng)造條件。
②施工階段:總體分為二個(gè)階段進(jìn)行控制。階段組織管道焊接、工作井制作。第二階段頂混凝土套管、工作管試壓、穿越工作管。
③驗(yàn)交階段:地貌恢復(fù)、水工保護(hù),達(dá)到中間驗(yàn)收條件。
3工程施工方案
3.1施工準(zhǔn)備
①穿越施工前施工單位協(xié)助業(yè)主穿越施工土地手續(xù)。
②籌備穿越前的材料、設(shè)備、人員的籌備和到場計(jì)劃。
③做好施工圖紙會(huì)審、技術(shù)交底工作,同時(shí)完成穿越施工方案等文件的編制和審批工作。
④修筑臨時(shí)施工便道。
3.2測(cè)量放線
①借助儀器開展測(cè)量放線工作,在使用儀器前,需要經(jīng)過法定檢驗(yàn)部門的檢定,經(jīng)過檢定合格,同時(shí)在有效期內(nèi)才能進(jìn)行使用。
②對(duì)于設(shè)計(jì)圖
3.3控向系統(tǒng):控向系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和控制鉆頭在地下的具置和其它參數(shù),引導(dǎo)鉆頭正確鉆進(jìn)的方向性工具,由于有該系統(tǒng)的控制,鉆頭才能按設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn),現(xiàn)經(jīng)常采用的有手提無線式和有線式兩種形式的控向系統(tǒng)。3.4泥漿系統(tǒng):泥漿系統(tǒng)由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成,為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆進(jìn)工況的泥漿。3.5鉆具及輔助機(jī)具:是鉆機(jī)鉆進(jìn)中鉆孔和擴(kuò)孔時(shí)所使用的各種機(jī)具。鉆具主要有適合各種地質(zhì)的鉆桿,鉆頭、泥漿馬達(dá)、擴(kuò)孔器,切割刀等機(jī)具。輔助機(jī)具包括卡環(huán)、旋轉(zhuǎn)活接頭和各種管徑的拖拉頭。1.入土點(diǎn)是定向鉆施工的主要場所,鉆機(jī)就布置在該側(cè),所以施工占地比較大,DD330鉆機(jī)的小占地為30×30M,當(dāng)然也可以根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況作相應(yīng)調(diào)整。
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