夯管施工

一、夯管锤施工概述:

夯管施工

夯管施工法是一种用夯管锤将待铺的钢管沿设计路线直接夯入地层实现非开挖铺管的技术。该系统的配套机具有空压机、夯管锤、带抓压盘、锥形接头、排土锥、张紧带及切削管头。

夯管施工法的工作原理是夯管锤在压缩空气驱动下产生的较大冲击力直接作用在钢管后端,克服土层与管体间的摩擦力,通过前端钢质切削管头切入土体,被切削的土芯暂时留在钢管,待夯管成功后,取下切削管头,用压气、高压水射流或螺旋钻杆等方法将土芯排出。

夯管施工法对地层的适应性较强,除有大量岩体和较大石块外,几乎可在任何土层中使用。可在覆盖层较浅的情况下施工,铺管直径范围大,设备简单,投资少,操作、维修方便,施工成本低,施工精度较高,水平和高程偏差可控制在2%范围内。

由于管材要承受相当大的冲击力,因此,夯管施工法仅限于钢管施工,一般使用无缝钢管,且壁厚要满足一定要求,管径范围为200-2000mm.铺设长度要根据夯管锤的功率、管径、地质条件而定,一般在80m内,最长可达150m.此方法的效率高,施工速度为15-30m/h。

二、施工流程

夯管施工


三、施工技术要点

(1)场地平整:选择运输方便、平坦无障碍的一侧,修建施工便道。

(2)测量放线:根据设计图纸和现场交桩放出穿越管段的中心线和夯进操作坑、接收操作坑的位置,打上控制桩。穿越管段中线应避开地下电缆、光缆、管道等障碍物。      

(3)开挖夯进操作坑和接收操作坑:根据地质情况和地下水位的不同,确定坑底是否打水泥基础和应采取的降水措施。对于易塌方的地质,应采取打钢板桩或临时支撑的方法以保证操作坑内的施工安全。夯进操作坑和接收操作坑位置平面示意图如下图所示。

夯管施工

(4)施工设备及套管运输进场:夯管施工的主要设备为夯管锤和空压机、发电机、电焊机等;运输进场的套管长度应比设计穿越障碍的长度加长2~3m。 

夯管施工

(5)设备和套管安装就位 :    

 ①夯进操作坑挖好后,根据单根套管长度在坑底埋好若干块枕木(枕木顶端比坑底高出约3~5mm,间距2~3m)并找平,将导轨放到枕木上,用经纬仪按设计中心线找正、找平(一般导轨靠近套管入土的一端比另一端略高,但不超过0.5°,以防止夯管过程中套管低头),然后将导轨固定在枕木上。导轨应按设计要求的精度找正,因为导轨的位置决定了套管及夯管锤的摆放位置,从而影响穿越的精度误差。      

 ②将套管吊入夯进操作坑中放到导轨上。为防止套管的防腐层被破坏,应在套管与导轨之间每间隔2~3m的距离放上弧形铁板,并在铁板上垫上胶皮,另外在第一根套管入土端的管口内外侧安装削土器。

③安装击帽。根据管径大小选择配套的击帽安装到套管上。       

④安装夯管锤。将夯管锤吊入操作坑中与击帽连接后找正,使夯管锤、套管的中心线与设计中心线吻合。然后将夯管锤与空压机之间的管路连接好,启动空压机,打开操作阀,将夯管锤头部与击帽和套管固定紧后,关闭操作阀,检验夯管锤的方位与水平角度,若偏差超过0.5°需重新调整就位。      

⑤打开操作阀,进行试夯,无异常后方能进行正常夯管施工。 

(6)夯进第一根套管。

启动空压机,打开操作阀,夯管锤在气压的作用下开始夯进套管。由于第一根套管夯进方向的准确性是关键,所以在第一根套管夯进500mm后,应认真测量一下套管的方位与水平角度,角度偏差不超过0.5°、轴线偏差不超过夯进长度的1%时可继续夯进。若轴线偏差超过允许范围,应进行纠偏,将轴线偏差调整到允许范围后继续夯进工作,直到管头到达指定位置(管头留在操作坑外0.6m左右以便和第二根套管进行焊接)。     

一般所采取的纠偏措施:用人工在轴线偏差的相反方向将套管周围的土清除,在轴线偏差的方向钢管外壁打楔子。例如套管右偏超过允许范围,可将套管左侧的土掏空,使套管与其左侧的土层之间有一定的空隙,并在钢管右面外壁打上楔子,形成套管向左前进的趋势。      

 (7)套管前进阻力较大时进行清土。在套管夯进的过程中,如发现套管前进的速度非常缓慢或停滞不前,应立即退出夯管锤,卸掉击帽,将套管内的积土清除干净后再安装击帽和夯管锤继续夯进。清土时,可用高压水枪将套管内的积土冲出(采用该方法清土时,要在夯进操作坑的适当位置挖出积水坑,并将积水及时排出);对于DN1020以上的大口径套管,也可用人工进入套管内进行掏土的方法将积土清除。  

 (8)第二根套管焊接和补口补伤。

第一根套管夯到预定位置后,退出夯管锤,卸掉击帽,吊入第二根套管与第一根套管进行组对焊接和补口补伤,均按设计要求和施工规范进行操作。要保证对口的质量,以防止将套管夯偏。      

 (9)夯管作业开始以后,要求连续进行,尽量减少作业间歇时间,且不宜中途停止。因为间歇时间过长,会造成土层和管外壁粘在一起,增大摩擦力,从而使夯进阻力增大(可采取在管外壁涂抹润滑油脂的方式减小摩擦力,但会增加施工成本),另外若地下水位较高,停止作业后水位上升,会给施工带来不便。 

(10)清除套管内的积土。套管全部敷设到位后,根据管径的大小采取不同的方式清除套管内的积土:对于≥DN700的大口径套管,采取人工掏土的方式清土;对于小于DN700的套管,采取高压水枪冲土(采用该方法时,要在夯进操作坑的适当位置挖出积水坑,并将积水及时排出)或将套管一端封堵后用空压机吹土的方式将套管内的积土清除干净。

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