输水管道工程中顶管与拉管工艺比较
在水利工程地下管道施工中,经常遇到公路、铁路、文物古迹及市政建筑等大型障碍物,就无法采用明开挖方式进行管道安装铺设,这时就等要考虑非开挖方式进行地下管道施工。而在非开挖方式进行地下管道施工中,现多采用顶管施工工艺或拉管施工工艺进行地下管道施工,这两种工艺存在明显的施工差异,本文对两种施工工艺在地下管道施工方面进行分析,为今后在施工工艺选择上提供一些参考。
1. 穿越的建筑物特性不同对于重要建筑物来说,基础沉陷带来的危害是相当严重的,特别是文物古迹保护工作。顶管施工采用的是边顶进边开挖的施工方式,管顶以上超挖量为15mm,管道下部135°内严禁开挖;而拉管施工是在钻头扩孔过程对土体扰动较大,并在扩孔后才进行回拖管材施工,从而造成整体施工面内空腔。虽采取泥浆中加入固化剂护壁的措施,仍存在空腔内塌陷的可能。因此对于重要建筑物来说,考虑其重要性应采用顶管施工工艺。
2. 管材性质不同顶管施工的管材为刚性材料,抗压力大的钢管、混凝土管材、球墨铸铁管道、石棉水泥管道、陶土管和塑料管等;而拉管在材质选择上应施工要求应满足高韧性、抗拉能力强、抗刮痕能力好且要求环刚度在8kN/m²以上的钢管或PE管材。
3. 穿越时覆土及管径不同顶管施工工艺的覆土厚度一般为大于3m,为便于人工掘进,施工管径应在600mm以上。拉管施工工艺最小覆土要求一般为1.5m,管径一般小于600mm。
4. 过程控制不同顶管施工过程是逐节安装推进,可采用全站仪在工作坑内对每节顶进前,进行复测校整,施工控制方便,且完成清理余土后,进行主管材的牵引穿越施工。主管材的管径一般远小于套管管径,在顶管的套管内有可调整的施工空间。而拉管是在路面上采用控向仪等导航设备控制钻头的方向和深度,当施工现场有干扰时,如无线电发射台,输电线路、变压器等将影响手持式控向仪的测量精度,在扩管之后直接将整体管道一次性回拖穿越,回拖管道过程无法进行施工调整。
5. 施工进度不同顶管施工主要分为外套管的顶管施工及内管安装调整工作,安装顶进设备之后,吊装一节管道至调整好的轨道上,在顶管施工过程主要采用液压千斤顶进与人工前段掘进相结合。每节管道如此反复施工,并在完成顶管后才进行主管材安装,施工周期较长。而拉管工程在拉管道机械安装到位,主要采用拉管机在导向仪的指引下穿越,扩孔过程是更换扩孔钻头,利用导向钻机回拉钻杆进行扩孔,最后可将整体连接好的主管道利用拉管机直接回拖穿越。整个过程采用机械与仪器配合,并且管道穿越一次结束,大大节省了施工时间。考虑施工进度比较,宜采用拉管施工工艺。
本文作者:庞传山
(版权归原作者所有,如有侵权请联系删除)
往期推荐:
拉管施工工艺
拉管施工工艺建筑教程视频
上海非开挖拉管施工方法
非开挖拉管施工方法,施工准备对工程使用的测量仪器进行测量复核,确保精度要求。测量工必须提前熟悉施工图和对现况进行仔细周密调查,在引测使用前要仔细审核施工放线依据。高程控制根据甲方提供的水准点引测施工现场的高程控制点。根据工程的实际情况,在现场选择固定的地方做临时水准点,并做好保护。确定穿越距离和设计穿越线路:根据相关资料,结合施工现场和钻机的实际情况,确定出拉管的距离,描绘出导向管的路线图,从图中可以看出敷设管线的长度、深度。非开挖拉管施工导向钻孔过程中导向员根据所测获钻头的角度和深度等数据,判断钻孔位置与钻进路线图的偏差,再向钻机操作人员进行调整,及时记录好导向数据,以及钻机的扭力和顶力。根据现场地质情况,采用刮刀式扩孔器。扩孔器尺寸为铺设管径的1.2到1.5倍。这样既能够保持泥浆流动畅通又能保证管线安全、顺利的拖入孔中。
工程例子的钻液配合比确定为:膨润土20%,转液宝1%,水75%,2%膨润土重量的烧碱,在不同地形及土壤环境,配比不同,在泥浆搅拌机内搅拌成糊状用高压注浆机在第二次扩孔时一并注入,形成泥浆套。回拉扩孔铺管,泥浆作用特别重要。孔中缺少泥浆会造成塌孔等意外事故,使导向钻进失去作用并为再次钻进埋下隐患。考虑到地层泥浆较易流失,泥浆流失后,孔中缺少泥浆,钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大,导致拉力增大。因此要保持在整个钻进过程中有“返浆”,并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以产生的不同泥浆。工程选用的钻机有混合搅拌、泵送系统。施工中将水、膨润土、聚合物等加入混合仓,进行充分搅拌形成钻液。然后由钻液泵将钻液通过中空钻杆输送至孔底钻头,并与孔中钻屑混合形成泥浆在孔底流动。设备就位:根据测量的中线,安装在管道轴线位置上,就位后将钻机锚固好,调整机头以达到一定的入土角度,以便导向开钻。导向钻孔和跟踪调查:开钻前将探测仪的探头置于导向钻头上,并测试探头反射信号是否正常,再将导向钻头以水平入土角度钻入土中,通过给进和钻进过程直到出土点。
扩孔完毕后,在管头后接上回扩头,管后接上分动器进行接管,单管拉入孔中后,进行管道的焊接。焊缝检验合格后,继续将管拉入孔内,至管道铺设完成,卸下回扩头、分动器、取出剩余钻杆,即敷设工程完成。在拉管过程中,需严格控制焊接和检测时间,时间过长,会导致孔中泥浆水分渗漏、缺失及沉淀,加大回拖阻力,增加拉管难度。施工时,操作人员要根据设备数据均匀平稳的牵引管道,切不可生拉硬拽。 拉管的质量控制方法及要求 。路面建筑物及管道铺设区域无塌陷,施工后进行雷达扫描检测,不得低于90%。管道铺设规定要求:PE管铺设满足排气要求,PE管无向上的折点。水平偏差不能多或少于0.3m。纵向垂直偏差不能多或少于0.25m。保持管内壁干净,拉管过程中封堵内壁。 拉管过程中,操作手严格按照地面预布控制桩的平面位置和高程控制钻头走向,每隔水平距离3米校核一次。管道内底高程的复测 管道拉通后,应对管道内底高程进行复合测量。用钻机将装有探测器的钻头在管道内拉动,试验人员根据探测器发出的信号来确定钻头的深度,经过换算后即计算出管内底高程;得出的结果和原始控制轨迹高程进行比较,就得到各桩位高程偏差数值。拉管成型后,成管与孔壁有一定的空隙,为保证以后不发生沉降、塌方等情况,应对拉管孔内进行注浆,注浆材料选用能与土壤有机结合的水玻璃、水泥等材料。注浆管塞入成孔内后,?将成孔两端封堵并在另一端预留排气孔,用高压注浆泵将浆液注入孔中。待有返浆、外溢等现象后,注浆结束。随着我国城市化进程的加快非开挖拉管技术越来越受到工程施工人员的青睐。通过对不同的非开挖拉管施工技术的研究,以及在不同的地下管网施工条件中对非开挖拉管施工技术进行应用探索,这一先进的施工技术将在市政给排水工程施工应用中具有较强的借鉴意义。
拉管与顶管有什么区别,如何区分?
作为顶管行业全国第一梯队的公司之一,觉得有必要答下
这两者的最大区别就是对于管道,拉管是先通过钻机钻孔、扩孔等一系列程序,使管道的通道完成后,将管道从这个通道拉过来;而对于顶管,是在管道前端设置顶管机头,通过顶管机头的将前方土体破碎成流变土体或者是泥浆,通过管道后部的千斤顶推动管道前进。(有时,顶管施工没有机头,采用人工进行挖土)
拉管机施工的核心机械是这样的
而顶管机是这样的(网上找的图片,不过不是我们公司)
拉管施工示意图
顶管施工示意图(这个比较老了,目前已经可以做到全自动机械出土)
其他的区别么
拉管通常的施工管径较小,600以下,以实壁HDPE管居多;埋深通常不大;距离不是太长;平面曲线施工较为困难
顶管通常的施工管径从小到大均可(最大的可以做到直径4.4m,我们公司的哦);管材以混凝土管、钢管为主,有采用玻璃钢夹砂管施工的案例;埋深通常较大(最小管径与管道直径有直接关系,最大埋深通常土压力限制);顶进距离通过一定措施可以延长,可以达到1km以上;曲线顶管完全么的问题(我们可以像蛇一样,拐两个弯哦)
至于区别么,最直接的,你在管道施工的时候,在地面看到那个拉管的机械,那么不用怀疑,就是它;如果看不到,而看到地上有个坑,坑上面有个龙门吊或者旁边有个吊车,坑里面呢像下图这样,那就是顶管了