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管道管材百科

非开挖拖牵引管施工方法是什么

2021-11-10 09:25:00

  非开挖牵引管施工工艺你了解多少?

  非开挖牵引管技术可以描述为一种地下施工工作,需要很少的沟槽或不需要连续的沟槽。非开挖技术是一种地下施工方法,使用最大限度地减少或消除挖掘需求的技术安装、修理和更新地下管道、管道和电缆。

  非开挖牵引管技术过程

  非开挖牵引管技术涉及在最小表面和环境破坏的情况下安装新管道的方法。施工可以在繁忙的高速公路下进行,而无需关闭交通。交通拥堵显着减少,从而减少了空气和噪音污染。非开挖项目对工人的危害也较小,因为该过程可以从地面进行控制。在许多人口稠密的城市地区,露天挖掘根本不切实际,社会成本太大。此外,明挖开挖往往会增加路面故障,并可能导致对相邻结构的损坏。非开挖施工适用于许多基础设施应用,包括天然气、水、下水道、管道、电力和通信。

  非开挖牵引管技术的不同方法

  非开挖技术包括用于更换、修复或安装管道的方法、材料和设备,无需或很少开挖地面。它还可以在河流、高速公路、运河和其他障碍物下安装公用设施,而不会中断水流,并且对环境的破坏最小或没有破坏。下面给出了对不同类型非开挖技术的见解。

  卧式螺旋钻

  水平螺旋钻孔是一种非开挖方法,它使用旋转的螺旋轴在沿或多或少的水平线前进的同时提取土壤。螺旋钻的螺旋边缘类似于大螺钉,可随着操作的进行清除留下的弃土。一旦钻孔到达终点,螺旋钻就会被移除,只留下套管。

  包裹螺旋钻可确保切割头遇到的任何东西都只能向上或向外移动。安全地放置在入口坑中的机器钻井作业使用扭矩和推力使螺旋钻及其套管沿水平路径向前移动。随着前段穿过孔,管套管被逐段铺设。使用水平螺旋钻孔,开孔和安装管子是同时完成的。

  螺旋钻孔最适用于较软的地面条件。螺旋钻机在螺旋钻转动时将套管顶入地面。水平螺旋钻孔是非开挖建筑行业值得信赖的方法。

  水平定向镗孔

  定向钻孔也称为水平定向钻孔 (HDD),是一种最小影响的非开挖方法,使用地面发射钻机沿规定的地下路径以相对较浅的弧度或半径安装管道、导管或电缆等地下公用设施. 定向钻孔/HDD 与传统的明挖覆盖管道/公用设施安装相比具有显着的环境优势。当传统的挖沟或挖掘不实用或需要最小的表面干扰时,通常会使用该技术。

  定向钻孔/HDD 通常在三个主要阶段完成。首先,沿着从一个表面点到另一个表面点的定向路径钻一个小直径的导向孔。接下来,在导孔钻孔过程中产生的孔扩大到有助于安装所需管道的直径。最后,管道被拉入扩大的孔中,从而在地下形成一段连续的管道,仅在两个初始端点处暴露。定向钻孔/HDD 可用于穿越任意数量的表面障碍物,包括道路、铁路、湿地和不同大小/深度的水体。该工艺适用于各种土壤条件,包括粘土、淤泥、沙子和岩石。有问题的土壤条件包括粗砾石、鹅卵石和巨石形式的大颗粒含量。

  定向钻

  定向钻井(或斜钻)是钻非垂直井的做法。它可以分为四大类:油田定向钻井、公用设施定向钻井(水平定向钻井)、定向钻孔和煤层表面(SIS),它与垂直井目标水平相交以提取煤层气。

  自 1920 年代以来,定向钻井一直是石油和天然气行业不可或缺的一部分。虽然技术多年来有所改进,但定向钻井的概念保持不变:多角度钻井,而不仅仅是垂直钻井,以更好地达到和生产石油和天然气储量。此外,定向钻井允许从同一垂直井筒中钻多口井,最大限度地减少井对环境的影响。

  微隧道

  微隧道是一种用于建造小型隧道的挖掘技术。这些小直径隧道使得操作员无法自行驾驶机器。相反,微型隧道掘进机 (MTBM) 必须从控制室远程操作。微型隧道掘进机与普通隧道掘进机 (TBM) 非常相似,但规模较小。这些机器通常从 0.61 到 1.5 米(2 英尺 0 英寸到 4 英尺 11 英寸)不等,但越来越小的机器已经存在。通常,操作员从地面的控制室控制机器。微型隧道掘进机和顶升框架安装在所需深度的竖井中。通过计算机控制台或闭路电视摄像机不断向操作员提供有关机器位置、方向和液压装置的反馈。大多数机器还设置了摄像机,使操作员能够监控顶升井和分离设备中的活动。操作员从控制室的安全位置控制 MTBM 和顶升框架,该控制室通常位于顶升轴旁边的地面上。

  在大多数微型隧道作业中,机器通过入口孔发射,管道被推到机器后面。这是一个通常称为顶管的过程,并重复进行,直到微型隧道掘进机到达接收井。随着机器的前进,更多的隧道衬砌或管道从起始井通过入口孔被推入。因此,推进机器的速度由管道通过顶升框架中的液压油缸的延伸部插入入口孔眼的速度控制。

  先导管微隧道

  先导管微型隧道采用导向钻孔工艺将空心钢棒顶入地面,为新管道先导一个孔。然后将新管道直接顶到先导管后面。这个过程避免了长而开放的沟渠,这意味着对地面以上区域的侵入最小。此方法对于需要精确进行管道更换的项目很有用。

  先导管微隧道是多种非开挖方法的多级版本。该安装过程的主要方面是将先导管放在管线和坡度上,然后顶管钢套管到位,然后通过螺旋挖掘机去除弃土。这种方法适用于较软的土壤,长度可达 400 英尺。先导管方法使用螺旋钻钻孔装置和先导管引导系统,其尺寸适用于微隧道。导向螺旋钻沿设计路径在适当的深度被引导,以精确地铰孔初始孔。

  先导管方法本身最初是一种用于安装小型服务支管的微隧道方法。该过程在检修孔中启动,使用经纬仪(类似于测量员的水平仪)、安装在螺旋钻上的摄像头、LED 目标以及计算机和屏幕,为操作员提供精密钻孔的信息。当螺旋钻/导向杆出现在孔的出口侧时,将杆从螺旋钻上取下,并将管道拉过孔。

  微隧道工艺的成功使其应用于更大的钻孔,以确保管道以极高的精度遵循设计路径的方向和坡度。

  公用设施隧道

  多用途隧道、多用途走廊或 utilidor 是在地下或地上建造的用于输送电力、蒸汽、供水管道和下水道等公用设施管线的通道。有时也会携带诸如光纤、有线电视和电话线之类的通信工具。一个也可以称为服务隧道、服务沟、服务拱顶或电缆拱顶。较小的电缆容器通常被称为电缆管道或地下导管。直埋电缆是管道或隧道的主要替代品。

  管道内衬

  非开挖管道衬里是传统管道更换的绝佳替代品。传统的管道更换需要更多的时间、更多的金钱、更多的混乱和对您的院子的更多损坏。衬砌的不同之处在于挖掘次数少得多,因此完成所需的时间和人力更少。衬里是在现有管道内创建管道的地方。该管道由特殊环氧树脂制成,可在不破坏现有结构或景观的情况下保持新管道的强度。

  如果下水道内部因腐蚀和树根侵入而破裂,则需要清洁和修理。使用机械切割器清洁可去除根部的堆积和腐蚀,确保现场固化管道 (CIPP)(一种环氧树脂内衬)粘附在损坏的管道上。

  管道清洁后,环氧树脂浸透外部切割的毛毡衬里,使两部分环氧树脂粘附在管子的内侧。粘附使水无法在损坏的主管和衬里之间流动。在放气和从管子中取出气囊之前,需要将内衬快速拉过管道,使环氧树脂饱和内衬内的橡胶气囊膨胀,从而使环氧树脂粘附和固化。

  衬里将流经损坏的下水道的材料分开,一旦 CIPP 衬里硬化,这些下水道很容易出现管道本身的故障。除了解决下水道破裂的问题外,CIPP 内衬也是一种结构管,这意味着即使主管恶化,您仍然可以进行可维修的非开挖管道维修。

  非开挖技术为下水道管道更换和维修带来了替代方案。所涉及的过程称为现场固化管道 (CIPP),它需要在现有管道内创建新管道。特殊环氧树脂,最常见的是 nu flow,可在不损坏结构、内墙、地板、人行道、景观或街道的情况下产生新管道的结构强度。

  爆管

  爆管是一种无需传统施工沟槽即可更换埋地管道(例如下水道、水管或天然气管道)的非开挖方法。“发射和接收坑”取代了传统管道铺设所需的沟槽。

  爆管作业中使用的关键设备有五件:膨胀机头、拉杆、拉机、固位装置和液压动力站。今天的膨胀机头的前端直径比尾端(爆破)小得多,小到足以穿过将要更换的管道。较小的前端设计用于引导膨胀头穿过现有管道;早期型号没有此功能,有时会迷失方向,导致管道破裂不完整和项目失败。从前端到后端的过渡可以包括与现有管道首先接触的“翅片”。使用这些翅片作为主要断裂点是确保管道沿整个圆周断裂的非常有效的方法。接收坑内设置一台机器,将膨胀机头和新管拉入生产线。头部由形成链条的重型互锁链节拉动。每个链接重达数百磅。爆管作业中使用的所有设备均由一台或多台水力发电机提供动力。

  管夯

  管夯(有时也称为顶管)是一种用于安装钢管和套管的非开挖方法。30 m(150 英尺)或更长的距离和直径超过 1,500 mm(60 英寸)的距离很常见,尽管该方法可用于更长和更大的安装。该方法适用于铁路线和公路下的管道和套管安装,其他非开挖方法可能会导致沉降或隆起。大多数安装是水平的,尽管该方法可用于垂直安装。

  该方法使用气动冲击力驱动管道穿过地面。管道的前缘几乎总是打开的,通常只有在安装较小的管道时才会关闭。该形状允许小的过度切割(以减少管道和土壤之间的摩擦并改善管道上的负载条件),并将土壤引导到管道内部而不是将其压实到管道外部。这些目标通常是通过将土壤切割鞋或特殊带子连接到管道来实现的。通常通过润滑来进一步减少摩擦,为此可以使用不同类型的膨润土和/或聚合物(如在水平定向钻孔中)。在整个管道就位后(较短的安装)可以从管道中清除污物。如果在安装完成之前含有土壤的管道变得太重,可以中断夯实并清洁管道(更长的安装)。可以通过螺旋钻、压缩空气或水喷射去除污物。

  管吃

  吃管是一种类似于顶管的更换过程,其中强大的液压千斤顶在钻孔时将管道推入钻孔。也称为管道更换,在管道腐蚀过程中,钻机破坏管道并去除其碎片,同时将新管道或下水道(相同或大的)插入原始孔中。

  吃烟斗类似于爆管,并不像听起来那么难吃。旧管留在地下,通过钻机将其磨成小块,同时液压千斤顶将新管推入到位,BHA(底部钻具组合)中的钻井液流将旧管的碎片带走和千斤顶继续将新的——可能是更大的——管子撞到位。

  顶管

  顶管是一种非开挖技术方法,其原理类似于微隧道。该方法使用水平顶升力推进管道。与微型隧道不同,顶管需要人员进入管道内进行挖掘和清除弃土(URS,2002)。该方法最适用于大直径管道,以便为工人提供足够的空间和通风(Iseley 和 Gokhale,1997)。

  顶管是一种循环方法,它使用推力迫使管道穿过地面。在每个管段安装完毕后,千斤顶的柱塞会缩回,这样另一个管段就可以放置到位,并且可以再次开始顶升循环。顶升过程一旦开始,不应中断,以防止管道冻结到位。管端必须平行以确保力的均匀分布。弃土材料被输送到管道内部。可以手动或机械地清除污物。废料输送系统包括轮式推车或料斗、皮带或链式输送机、泥浆系统、螺旋钻系统和真空抽吸系统。土壤通过手工采矿或机械挖掘在盾构内或通过隧道掘进机去除。

  moling

  在建筑行业,moling是一种用于铺设管道的非开挖方法。在制模过程中,被称为鼹鼠的气动驱动机器沿着所需的管道路径迫使其穿过土壤。Moling 无需挖沟,可用于铺设水管和热泵系统的加热盘管。

  最近已经开发出可操纵的痣,允许操作者校正痣的轨迹并获得弯曲的孔。痣 痣的标准方法是挖一个大约 1 m 见方、2 m 深的洞。这样的洞足够小,可以在人迹罕至的地方用手而不是机器挖。然后,鼹鼠在这个洞底部的水平面上进入地球。还挖了一个类似比例的目的地洞,这就是痣出现的地方。鼹鼠本身是一个长约 60 厘米、直径约 6 厘米的钢制圆柱体。它作为一个气缸工作,带有脉冲压缩空气,使鼹鼠的头部反复锤击鼹鼠前面的土壤。一旦鼹鼠穿过地球,就可以将管道拉过长水平孔。

  水力开挖

  水力开挖是一种通过使用高压水去除土壤的方法。这是一种非破坏性方法,使用空气真空以受控方式抽空土壤。它安全地提起土壤并将其转移到垃圾箱。因此,它是用于公开实用程序的完美方法。

  早期的挖掘过程,如手工挖掘或螺旋钻,通常会导致安全、危险、延误,并可能因损坏而导致服务中断。通过水力开挖,可以安装管道,可以对现有线路进行维修,并且可以安装新的公用事业线路,从而减少安全和服务问题。

  水力开挖有很多功能。这些功能之一是公开实用程序。偶尔需要检查公用设施,以确保它们处于正常状态。还需要查看是否有损坏的部件。水力挖掘过程允许在不干扰周围土壤和地下设施的情况下进行挖掘和挖掘。即使地面结冰也不会有问题。安装在水力挖掘设备中的加热器甚至可以有效地去除冻土。

  它还消除了不必要的交通拥堵,并提供了一个更清洁的挖掘场地。此外,水力挖掘具有成本效益。如果使用人工或机械挖掘方法,它可以减少可能花费的不必要的成本。这些优势使水力开挖成为暴露公用设施的首选方法。

  导向钻孔

  导向钻孔被定义为一种工艺或非开挖施工方法,它涉及使用先导管控制穿过地面的所需路线,然后进行螺旋钻孔,将管道固定到位。可以精确控制先导管,为螺旋钻创建一条路径。这种技术在定向钻井中很有用,特别是在可位移的地面中。

  导向钻孔采用挖掘或土壤置换,配备紧凑的轻型钻机,可快速移动。小直径喷射机械化切割工具或连接到柔性钻柱的位移头被定位以在头部向前推动时形成一个孔。钻头以倾斜角度从地面发射。控制头部斜面的方向会影响垂直和水平平面的转向。使用头部中的发射器和地面上的定位设备进行对准监测。我已经建立了导向孔;后铰孔设备通过孔被拉出,使其能够使用冲击钻接收产品管道、管道或电缆。

  这些都是非开挖牵引管技术相关各种类型,您了解了吗?