1、機頭選型:
根據(jù)地質(zhì)報告,并結(jié)合的施工經(jīng)驗,頂管機頭決定采用氣壓平衡網(wǎng)格(水沖)式機頭進行施工。該機頭在頂進過程中,通過氣壓平衡正面土壓穩(wěn)定機頭,減少外部土體對周圍地面的影響。
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2、頂進設備及頂進工藝
(1)主頂:
采用4臺200噸/臺千斤頂作為主頂,千斤頂行程為1.4米。千斤頂動力由油泵提供。千斤頂后端用道木和分壓環(huán)將反力均勻作用于工作井,前端頂進分壓環(huán),頂鐵將頂力傳至管節(jié)。分壓環(huán)制作具有足夠的剛性,與管端面接觸相對平整,無變形。
(2)中繼間:
在長距離頂進過程中,當頂進阻力超過容許總頂力時,無法一次達到頂進距離時,須設置中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度超過100米時,考慮在機頭后設置一只中繼間,并采用觸變泥漿注漿工藝。
中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接,后殼體與后接管連接,前后殼體間為承插式連接,兩者間依靠橡膠止水帶密封,防止管道外水土和漿液倒流入管道內(nèi)。
每只中繼間安裝10個、每個頂力為30噸的千斤頂,千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂?shù)男谐虨?8厘米,用扁鐵制成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結(jié)構進行精加工,其在使用過程中不發(fā)生變形。中繼間殼體外徑與管節(jié)外徑相同,可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。
當管道頂通以后,拆除千斤頂及各種輔件,外殼與管節(jié)內(nèi)壁之間的間隙用細石混凝土填充。
(3)接口:
管節(jié)接口主要由外套環(huán)(鋼套環(huán))橡膠止水帶和軟土襯墊組成。鋼套環(huán)在加工處至現(xiàn)場運輸?shù)跹b過程中不能變形,接口不損壞,以確保管節(jié)在對接過程中,橡膠帶不移位、不翻轉(zhuǎn),確保管節(jié)的密封性。同時,鋼環(huán)套在進場前還必須做好防腐處理。
橡膠止水帶應保持清潔、無油污,并存放在陰暗處,防止老化。施工中,將橡膠止水帶用強力膠水粘貼于混凝土管口凹槽處,并粘貼牢固,在管節(jié)對接前涂無腐蝕性潤滑油以減少摩阻,防止止水帶翻轉(zhuǎn)、移位和斷裂。
軟木襯墊采用多層膠合板(厚度1cm左右),將其夾于前后管節(jié)鋼套環(huán)間,以均勻管節(jié)間的相互作用力,減少接口損壞。管道頂通后,管道須作內(nèi)接口處理,將管節(jié)間的膠合板鑿至同樣深度(深度2~3cm即可),并用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。
(4)注漿工藝:
在長距離(大于100米)管道頂進過程中,必須采用注漿工藝,利用觸變泥漿套減少頂進過程中管壁與土體之間的磨擦力,并填充流失的土體,減少土體變形、沉降和隔水。
觸變泥漿由膨潤土和水攪拌而成,配合比為1:8。觸變泥漿經(jīng)攪拌后存入儲漿箱,通過注漿機經(jīng)管道輸送至混凝土管注漿孔,注入土體形成泥漿套。
頂管工程處是專業(yè)從事非開挖頂管施工、沉井施工、管道安裝施工及頂管機系列產(chǎn)品的研發(fā)、維修,是中國非開挖頂管施工企業(yè)之一。工程處主要承接城市供電、供水、地下給排水工程、以及城市通信電纜、光纜、燃氣管道、石油管道、穿越公路、鐵路、河流等各類頂管工程。我處設備適用于各種地質(zhì)條件的非開挖頂管施工工程?,F(xiàn)有水平定向鉆機設備數(shù)臺,Ф800、Ф1000、Ф1200、Ф1500、Ф2000、Ф2500、Ф3000管徑頂管設備、泥水平衡頂管機及土壓平衡頂管機等,我處擁有核心技術和豐富的施工經(jīng)驗,我們將以嚴格的質(zhì)量標準,精湛的施工技術,良好的服務態(tài)度,創(chuàng)造佳績,為造福民眾做出貢獻。
水平定向鉆施工工藝及方案
3.1、水平定向鉆進鋪管施工程序
設計水平定向鉆孔軌跡→開挖拉管工作坑施工→配制鉆液→鉆進導孔→回拉擴孔→清孔→回拉鋪管→清場。
拖管施工對場地的要求主要是在管道焊接時,需要有場地擺放管道,無障礙物,方能滿足施工段的正常拖拉。
3.2、施工工藝
水平定向鉆進鋪管的施工順序為:
地質(zhì)勘探、規(guī)劃和設計鉆孔軌跡、配制鉆液、鉆導向孔、回拉擴孔、回拉鋪管。

地質(zhì)調(diào)查
A、探孔數(shù)量
探孔數(shù)量取決于計劃穿越地點的地層情況及穿越長度。如果穿越長度為300米(1000FT),在兩側(cè)的穿越工地各鉆一個鉆孔就足夠了,如果鉆孔結(jié)果表明該地區(qū)地質(zhì)狀況比較單一,就不必進行進一步的鉆探取樣。如果勘探報告表明該地區(qū)地質(zhì)條件比較復雜,或者發(fā)現(xiàn)有巖石或有粗沙層存在,這時就需要做進一步的詳細的地質(zhì)調(diào)查。長距離大口徑穿越施工時,如出現(xiàn)粗砂,卵石,風化巖或硬巖應每隔180米----240米(600--800FT)取樣一次,若有明顯跡象表明地質(zhì)結(jié)構異常復雜,這時就需要打更多的地質(zhì)探孔進行更多的采樣工作。所有采樣探孔都應沿穿越斷面方向,采樣深度以計劃的穿越深度為準。如有可能,取樣探孔選在穿越中線一側(cè)約8米(25FT)處。勘探任務完成后,探孔必須封好以防止在施工過程中的泥漿泄漏。
B、探孔深度
所有的探孔深度都應至少達到穿越點以下12米(40FT)或預定的穿越深度以下6米(20FT),兩者之中取其大者。有時將穿越深度定的深一些或?qū)嶋H穿越曲線比設計的位置深一些,無論對承包商還是對業(yè)主來說都是很有益的,關鍵是穿越位置要選在地層結(jié)構一致的利于成孔的地層中進行,這樣才利于穿越的成功。
C、土壤的標準分類
一名合格的地質(zhì)技師或地質(zhì)學者,應能依據(jù)統(tǒng)一土壤分類系統(tǒng)或ASTM設計書D-2487和D2488對材料進行分類。能夠擁有一份由現(xiàn)場技師或鉆探公司提供的現(xiàn)場鉆探記錄,對以后的施工將是非常有益的,此記錄會包括對材料的目測分類以及由鉆探公司根據(jù)取樣結(jié)果對地層結(jié)構所做的解釋和評價。
D、標準穿刺測試
SPT為了更好地確定顆粒材料的密度,地質(zhì)工程師通常會依據(jù)ASTM規(guī)范D1586做標準穿刺測試SPT。這是一種現(xiàn)場測試方法,利用標準重量的重錘將勺形取樣器打入土層中的一定深度,記錄下進入到12寸深時的擊打次數(shù)。所獲數(shù)據(jù)即為標準穿刺阻力值并可用于估算試驗地點非聚合土壤的相對密度。也有些鉆探公司會選擇在結(jié)合性土壤或巖石地區(qū)進行小范圍的這項試驗,以此來確認密實土壤的一致性及巖石的硬度。
E、取芯取樣法
多數(shù)地質(zhì)勘探公司更喜歡使用取芯取樣器來獲取地下巖心的樣本,這些測試一般根據(jù)ASTM規(guī)范D-1587進行。除取樣器為液壓驅(qū)動的有鋒利切割刃的薄壁無逢鋼筒外,此類測試類似上述標準穿刺測試。需要的液壓數(shù)值可在現(xiàn)場記錄中找到,這種方法可取到相對完整的樣本以便對其進行更詳細的試驗室分析。樣本可在現(xiàn)場利用手持式穿刺儀分析,對于定向穿越來說,通常使用上述切割式勺狀取樣器即可滿足施工需要。
F、顆粒度分析
將樣品進行顆粒度篩網(wǎng)分析,是對于用切割式勺狀取樣器在施工現(xiàn)場取得的顆粒狀物質(zhì)所進行的一種機械試驗,這些樣品被送到試驗室,在通過一系列的篩網(wǎng)后,根據(jù)其顆粒的大小和重量得出不同粒徑的百分比,這是最重要的試驗之一。
G、巖石情況
如果在土壤勘測中發(fā)現(xiàn)巖層的存在,必須確定巖層類型,相對硬度和非限定性壓縮強度,要由專業(yè)勘探公司利用金剛石鉆頭取芯桶進行取樣,典型的巖心樣本直徑為50毫米(2英寸)。巖石類型由地質(zhì)專家根據(jù)巖心與總?cè)⌒拈L度關系對巖石進行質(zhì)量分類,巖石硬度依據(jù)巖石與以知硬度的十種材料相比較得知,壓縮強度通過精確測量巖心然后進行壓縮實驗取得。這些數(shù)據(jù)屬于巖石的物理參數(shù),以便于確定采用什么類型的穿越設備和鉆頭,并且穿越進尺也可以估計到。

這種方法要求的覆土厚度較大(大于2倍的管外徑),但施工效率比普通手掘式頂管提高1倍以上。上世紀80年代以來發(fā)展更為迅速,頂管施工技術無論在理論上,還是在施工工藝方面,都有了長足的發(fā)展。1984年前后,我國的北京,上海,南京等地先后開始引進國外先進的機械式頂管設備。使我國的頂管技術上了一個新臺階。尤其是在上海市政公司引進了日本伊勢機(ISEKI)公司的800mm直徑的Telemale頂管掘進機之后,國外的頂管理論,施工技術和管理經(jīng)驗也進入我國,如土壓平衡理論,泥水平頂管的各種試驗和相關的一些理論研究。當時??趶皆?m的鋼筋混凝土管的一次推進距離可達120m,后在1988和1992年研制成功我國好的臺多刀盤土壓平衡掘進機(DN2720mm)和好的臺加泥式土壓平衡式掘進機(DN1440mm)。

日前,濟寧市出臺《中俄東線濟寧支線管道項目規(guī)劃建設實施方案》,這也意味著備受矚目的中俄東線濟寧支線管道項目即將開工建設。這將實現(xiàn)中石油西氣東輸一線、二線、中俄東線和中石化氣源互聯(lián)互通,建成濟寧高壓互聯(lián)互通“一張網(wǎng)”。到2019年底,濟寧支線建成可年輸氣22億方,濟寧年輸氣量總量將達到53億方。管道途經(jīng)7個縣市區(qū),中俄東線管道是我國四大能源運輸通道之一,起于黑龍江省黑河市中俄,止于上海市,全長3490.6公里,全線設計年輸氣量380億方。中俄東線濟寧支線管道工程東起泗水分輸站,西至任城區(qū),南至鄒城市,途經(jīng)曲阜市、兗州區(qū)、高新區(qū)和汶上縣等7個縣市區(qū),管道全長193公里,年輸氣量達22億方。據(jù)了解,該項目由濟寧中石油昆侖能源有限公司投資7.5億元建設。
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