電力電纜微型隧道施工方法

電力電纜微型隧道施工方法

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1、 發展狀況

微型隧道鋪管技術誕生於日本。1975年,日本的Komastsn公司推出了世界上第一臺微型隧道鋪管設備。1980年, 德國政府出資研究開發用於排汙管施工的微型隧道鋪管技術。1984年,美國引進日本設備施工了第一個微型隧道鋪管項目。如今,日本和德國在該項目上處於世界領先地位,日本擁有頂管和微型隧道設備超過2000臺,鋪管長度約1300km,而在德國,柏林 市新鋪的排汙管道有40%採用這種方法。據初步統計,歐洲採用頂管和微型隧道技術鋪設的排汙管道長達幾百公里。

在微型隧道鋪管時,要求在要鋪管的兩端做兩個工作井(推進立井和接收立井),工作井的尺寸視管道和設備大小而定。工作井周圍應有足夠的空間放置地表設備。工作井作業結束後,一般是改成一個檢查井。但在下水道施工時,構築工作井所需的費用較大所以我們盡力設法減少檢查井的數量。因此,為了延長頂進距離以省卻工作井,鋼製或混凝土製小型檢查並及與之相適應的小型頂進設備、曲線施工的測量及運行系統等一系列新技術不斷湧現,成功地降低了工程成本。

在我國,從20世紀80年代開始引進國外微型隧道鋪管技術和設備。1983年,北京市政三公司從日本Sanwa公司購買1臺SH-30型設備;1985年, 上海市政二公司引進Lseki公司的Unclemole型設備;1986年,有色金屬總公司引進日本Sanwa公司的SH-308型設備; 另外,無錫市政工程局從德國購進1臺AVN600型設備。在引進的同時,我國也在研究開發自己的產品。上海市政研究開發的泥土加壓式掘進機得到好評。

電力電纜微型隧道施工方法

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2 、施工方法

微型隧道鋪管技術分為不可操縱施工法和可操縱施工法。

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2.1 不可操縱施工法

不可操縱施工法又可分為土體擠壓頂進和排土頂進。

(a)土體擠壓頂進法在需頂進管線兩端設2個工作井,在一個井中用氣錘將擠壓錐擠土頂進到另一工作井,接著推進或拉出生產用管;或者用液壓泵將導向杆頂進到另一工作井,然後安裝上擴大頭反向拉回導向杆並拉入生產管節。此種方法施工用的管道外徑一般不大於20cm,推進長度小於25cm。

(b)排土頂進法在管線一端設工作井,用壓縮空氣錘帶動鋼製的工具管或生產管前進,並排出土體,或者用液壓設備帶動鋼套管和生產管前進,在掌子面用機械開挖,螺旋出土器從工作井排土。此種方法施工用的管道外徑一般不大於160cm,推進長度小於80m。

以上2種方法施工的管道綜合經濟費用低,但對地質條件要求嚴,土體要均勻,無地下水(或採取措施降低地下水)並且地下無障礙物。它的缺點也顯而易見,就是不能有效地控制頂進方向,引起管道線路的偏差,有時不能準確到達要求位置。

2.2 可操縱施工法

20世紀80年代以來,遠距離操縱自動控制導航,工作面上無人駕駛的微型隧道施工設備有很大發展。近幾年來,歐洲和美國將此設備用在遠距離供熱、供氣管道以及通信、電力電纜管道的鋪設方面有較大的推廣。可操縱施工法有以下3種。

(a)導向杆牽引法

首先操縱導向杆向目標井推進,然後牽引頂進鋼套管,最後頂進生產管。依據地質條件的不同,導向杆上分別安裝不同的挖土和導向鑽頭。導向杆與生產管段鉸接,操作頭上裝有糾正方向的導引汽缸,通過激光定向系統自動測量定位和調整,並能避開障礙物。此法使用於管道外徑小於20cm、頂進長度小於100m、土體均勻的地段。

(b)頂管法

頂管機由兩部分組成,最前面的操縱管類似盾構的頭部,通過特定的密封倉,以泥土、壓縮空氣保持開挖面的穩定;固定安裝在生產管上的千斤頂帶動操縱管向一定方向頂進。後處理部分主要有管道的頂進、泥土排放設備。頂管機最大直徑達到300cm,作業人員可進入頭部操作,對於小於80cm的擠壓頂管,就需靠精密測量和自動導航系統控制。

(c)盾構法

盾構法與頂管法的區別在於,盾構法驅動的千斤頂頂在拼裝好的管段上,只要克服機重和後續設備重量即可頂進。盾構法基本不因隧道長度的增加而增大阻力,從而可以使隧道長度不受限制。盾構設備由土體開挖運輸系統、開挖面穩定系統、管片拼裝系統和注漿系統組成。盾構施工的管道直徑一般大於300cm。

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3 、施工方法的選擇

非開挖地下管道施工的關鍵是選擇施工機械,施工機械的選擇又取決於施工場地的工程地質和水文地質條件。對於軟弱的粘土,宜採用擠壓衝擊掘進;對於砂性顆粒狀土,宜採用排土頂進的方法;對於土體較鬆軟、含水量較大的砂質粉土,可採用水衝式頂管機;長距離頂管中,應採用盾構,根據地質條件的不同可選擇不同的擠土或切土設備。

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