(一)地下工程施工中的几种特殊开挖方法
1.气压室法
气压室法需额外的设备投资,而且施工速度将降低,一般只是在不得已时采用。
2.冷冻法
这个方法非常昂贵,非不得已,一般不采用。
3.分部开挖、分部支护法
4.超前灌浆、超前锚杆法
(二)长距离顶管技术
优点:加快施工速度,降低造价。
l.顶管技术的基本设备
顶管施工的基本设备主要包括管段前端的工具管,后部顶进设备及贯穿前后的出泥与气压设备,此外还有通风照明等设施。
工具管是长距离顶管的关键设备。
2.顶管施工的关键技术与措施
长距离顶管的关键技术:
(1)顶力问题;
(2)方向控制;
(3)制止正面坍方。
为了解决上述技术关键,在长距离顶管中主要采用的技术措施如下:
(1)穿墙。
(2)纠偏与导向。
(3)局部气压。
(4)触变泥浆减阻。
(5)中继接力顶进。
(三)气动夯管锤铺管施工
气动夯管锤是一种不需要阻力支座,利用动态的冲击能将空心的钢管推入地层的机械。
气动夯管锤铺管的特点:
(1)地层适用范围广。夯管锤铺管几乎适应除岩层以外的所有地层。
(2)铺管精度较高。气动夯管锤铺管属不可控向铺管,但由于其以冲击方式将管道夯入地层,在管端无土楔形成,且在遇障碍物时,可将其击碎穿越,所以具有较好的目标准确性。
(3)对地表的影响较小。夯管锤由于是将钢管开口夯入地层,除了钢管管壁部分需排挤土体之外,切削下来的土芯全部进入管内,因此即使钢管铺设深度很浅,地表也不会产生隆起或沉降现象。
(4)夯管锤铺管适合较短长度的管道铺设,为保证铺管精度,在实际施工中,可铺管长度按钢管直径(mm)除以10就得到夯进长度(以m为单位)。
(5)对铺管材料的要求。夯管锤铺管要求管道材料必须是钢管,若要铺设其他材料的管道,可铺设钢套管,再将工作管道穿入套管内。
(6)投资和施工成本低,施工进度快。
(7)工作坑要求低。
(8)穿越河流时,无需在施工中清理管内土体,无渗水现象,确保施工人员安全。
(四)导向钻进法施工
1.导向钻进法施工的基本原理
成孔方式有两种:干式和湿式。
2.钻头的选择依据
(1)在淤泥质粘土中施工,一般采用较大的钻头,以适应变向的要求。
(2)在干燥软粘土中施工,采用中等尺寸钻头一般效果最佳(土层干燥,可较快地实现方向控制)。
(3)在硬粘土中,较小的钻头效果比较理想,但在施工中要保证钻头至少要比探头外筒的尺寸大12mm以上。
(4)在钙质土层中,钻头向前推进十分困难,所以,较小直径的钻头效果最佳。
(5)在粗粒砂层,中等尺寸的钻头使用效果最佳。在这类地层中,一般采用耐磨性能好的硬质合金钻头来克服钻头的严重磨损。另外,钻机的锚固和冲洗液质量是施工成败的关键。
(6)对于砂质淤泥,中等到大尺寸钻头效果较好。
(7)对于致密砂层,小尺寸锥形钻头效果最好,但要确保钻头尺寸大于探头筒的尺寸。在这种土层中,向前推进较难,可较快地实现控向。另一方面,钻机锚固是钻孔成功的关键。
(8)在砾石层中施工,镶焊小尺寸硬质合金的钻头使用效果较佳。
(9)对于固结的岩层,使用孔内动力钻具钻进效果最佳。
练习题:
1.普通顶管施工,在最佳条件下,一次顶进长度约为( )m。
A.50
B.100
C.150
D.200
答案:B
2.长距离顶管施工中的关键设备是( )。
A.出泥设备
B.气压设备
C.通风设备
D.工具管
答案:D
3.长距离顶管施工中的主要技术关键问题有( )。
A.控制正面塌方
B.地下温度
C.方向控制
D.通风问题
E.顶力问题
答案:ACE
4.气动夯管锤铺管施工的特点是( )。
A.适于在岩层中铺管
B.适于在土层中铺管
C.适于在含卵石的土层中铺管
D.铺管方向不好掌握
E.对地表无隆起或沉降
答案:B、C、E
5.下列关于气动夯管锤铺管施工特点的说法,错误的是( )。
A.地层适用范围广,适应除岩层外的所有地层
B.施工工序复杂,需进行很复杂的深基坑支护作业
C.投资和施工成本低,施工进度快
D.夯管锤铺管要求管道材料必须是钢管
答案:B
6.导向钻进法钻头的选择正确的有( )。
A. 淤泥质粘土中施工,一般采用较小尺寸的钻头
B. 干燥软粘土中施工,采用中等尺寸钻头
C. 钙质土层中,采用较大直径的钻头
D. 在粗粒砂层,采用较大直径的钻头。
E. 对于砂质淤泥,采用中等到大尺寸钻头效果较好
答案:B .E
7.地下管线工程施工中,常用的造价较低、进度较快、非开挖的施工技术有( )。
A.气压室法
B.冷冻法
C.长距离顶管法
D.气动夯锤铺管法
E.导向钻进法
答案:CDE
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