氣動(dòng)夯管技術(shù)在管道施工中的應(yīng)用

1、氣動(dòng)夯管技術(shù)在管道施工中的應(yīng)用興市天然氣利用工程是國家西氣東輸工程下游城市的配套工程，工程由宜興港華燃?xì)庥邢薰矩?fù)責(zé) 實(shí)施。本工程從 2003 年開始建設(shè)，至 2006 年底，共建設(shè)天然氣門站一座、高中壓調(diào)壓站五座、高壓管網(wǎng)(508 X 9.5 )約25公里、中壓管網(wǎng)約300公里及相配套的調(diào)度控制中心大樓。由于宜興地處江南水鄉(xiāng)， 河流密布，交通發(fā)達(dá)，高速公路、國道、市政道路縱橫交錯(cuò)，給整個(gè)管網(wǎng)敷設(shè)帶來一定難度。幾年來，在 管道穿跨越施工方案中，已分別根據(jù)施工地點(diǎn)的地質(zhì)條件、施工作業(yè)面、周圍環(huán)境等因素，采用了大開 挖、定向鉆、頂管及夯管技術(shù)，有效地保證了施工工期及施工質(zhì)量的要求。本文著重介紹氣動(dòng)

2、夯管技術(shù)在 公司高壓二期天然氣管網(wǎng)施工中的應(yīng)用。一、工程地點(diǎn)：宜興市天然氣利用工程高壓二期天然氣管網(wǎng)在經(jīng)過環(huán)科園梅園村時(shí)，因工程地處寧杭高速、104 國道及氿濱南路的交匯點(diǎn)，需連續(xù)穿越 104 國道和氿濱南路。二、地質(zhì)情況：根據(jù)勘察設(shè)計(jì)院的地質(zhì)勘察報(bào)告，及現(xiàn)場(chǎng)挖深坑調(diào)查，施工部位地質(zhì)情況如下：地面至地下1.5米處為道路結(jié)構(gòu)層；地下 1.5-3.2 米處為粉質(zhì)粘土夾雜礫石，礫石含量在 50%左右；地下 3.2米以下為堅(jiān)硬的巖 石層。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，管道穿越公路需加 D720 鋼套管，本工程穿越管道應(yīng)位于地質(zhì)條件較好的第二層， 即地下1.5米-3.2米處。根據(jù)第二層的地質(zhì)條件，因土中含有較多的礫石，

3、如采用普通的定向鉆施工，風(fēng) 險(xiǎn)較大，極易產(chǎn)生塌孔事故，或與較大礫石相撞，無法導(dǎo)向(在本工程另一條穿越工程中便遇到此類情 況，因塌孔無法進(jìn)行定向穿越，造成一定損失)；采用手工挖掘的常規(guī)頂管方法，需筑主、副工作坑及后 背墻，不但頂進(jìn)速度慢，施工周期長，而且周邊施工作業(yè)面狹窄，無法施工；如采用機(jī)械大開挖施工，因 工程處在國道及市政道路交匯處，車流量大，交管部門更不允許。所以，必須采用其它施工方案。針對(duì)以 上情況，經(jīng)與設(shè)計(jì)、施工、勘察、監(jiān)理單位共同研究，多方案比較，我公司決定采用氣動(dòng)夯管施工方案， 由本工程承包商天津市管道工程集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)實(shí)施。三、夯管施工工作原理及技術(shù)特點(diǎn)：1、工作原理：氣動(dòng)夯管

4、錘實(shí)質(zhì)上是一個(gè)低頻、大沖擊功的氣動(dòng)沖擊器，它是由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，將要敷設(shè)的鋼管沿 設(shè)計(jì)路線直接夯入地層，從而實(shí)現(xiàn)非開挖穿越敷管的一種工具。夯管錘敷管由于夯管錘對(duì)管道的沖擊和振 動(dòng)作用，能使進(jìn)入鋼管內(nèi)的土心疏松(干性土)或產(chǎn)生液化(潮濕土)，對(duì)于絕大部分土層，土心均能隨 著鋼管進(jìn)入地層而徐徐不斷地進(jìn)入管道內(nèi)，這樣既減小了夯管時(shí)的管端阻力，又不會(huì)對(duì)穿越處的地面產(chǎn)生 隆起破壞。同時(shí)，振動(dòng)作用也使鋼管周圍的土層產(chǎn)生一定程度的液化，并與地層間產(chǎn)生一定縫隙，大大減 小了鋼管與地層之間的摩擦力。用夯管錘在含卵礫石地層或回填地層中敷管時(shí)，比管徑小的卵礫石或石塊 可進(jìn)入管內(nèi)，比管徑大的礫石或漂石可經(jīng)管鞋擊碎后一部

5、分進(jìn)入管內(nèi)。夯管錘用于敷設(shè)鋼管。在夯管過程 中，夯管錘產(chǎn)生很大的沖擊力，這個(gè)沖擊力通過調(diào)節(jié)錐套、夯管頭作用于鋼管后端，再通過鋼管傳遞到前 端的管鞋上，如圖 1。2、夯管錘敷管技術(shù)特點(diǎn)：( 1)地層適應(yīng)性：除巖層以外的所有地層均可用夯管錘敷管，但在堅(jiān)硬土層、干砂層和卵石含量超 過50的地層中敷管難度較大；( 2)敷管精度：在敷設(shè)較大直徑較短距離的管道時(shí)精度較高，但在較長距離敷管中不及定向鉆先 進(jìn)；( 3)對(duì)地表影響：由于土芯進(jìn)入管內(nèi)，不會(huì)使地面產(chǎn)生隆起或塌陷現(xiàn)象；( 4)對(duì)管材的要求：適用于鋼管，其它材料的管道可以從鋼套管內(nèi)穿入；（5）當(dāng)敷管管徑700mm 遇地質(zhì)特殊情況時(shí)可采取補(bǔ)救措施，不至于

6、中途報(bào)廢，投資安全性較大；（ 6）施工周期短，效率高，與普通頂管方法相比不需要修建大體積混凝土靠背墻，節(jié)約時(shí)間和工程 投資。與定向鉆相比，更適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)情況，且施工中不需更換鉆桿，施工效率更高。四、施工過程：1、施工準(zhǔn)備：（ 1）機(jī)械、設(shè)備準(zhǔn)備（見表 1 ）（ 2）材料準(zhǔn)備D720 鋼套管80 米D720 防腐熱縮套5 套膨潤土若干2、測(cè)量放線：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行管道定位的測(cè)量放線工作，并在不易破壞處釘管中心木樁，作為夯 管時(shí)控制管道中心位置的依據(jù)。3、 開挖夯管工作坑和接收工作坑，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，夯管工作坑位于兩條公路中間（如圖2），如此 在完成一條管道施工后，不必重新挖掘工作坑，重新安裝導(dǎo)軌、

7、設(shè)備，只需將夯管錘掉過頭來即可進(jìn)行另 一條公路的夯管施工（如圖 3） 。夯管工作坑的長度應(yīng)能保證 DN700 鋼套管（ 12 米）及夯管錘的安裝， 并應(yīng)留出一定的操作空間。4、 坑底處理及導(dǎo)軌設(shè)備安裝：把按設(shè)計(jì)標(biāo)高要求開挖好的基坑底部找平、夯實(shí)，墊5cm 厚碎石， 再澆 5cm 厚素混凝土；將導(dǎo)軌按要求角度安裝好并與地面固定。5、 夯管：第一根管夯進(jìn)方向的準(zhǔn)確性關(guān)系到整個(gè)夯管施工的精確度，故在夯進(jìn)500mm 時(shí)測(cè)量一次 管道偏差，要求角度偏差不超過 0.5 °，軸線偏差不超過 5MM ，如有超過偏差現(xiàn)象一般采用如下措施糾 偏：在軸線偏差相反的方向人工清除套管周圍的土，或在鋼管偏差的軸線方向鋼管外壁打楔子；同時(shí)，如 遇阻力大，夯管進(jìn)度緩慢時(shí)可進(jìn)行管內(nèi)土方的清除。本工程采用高壓水槍將管內(nèi)積土沖出，減少了工人勞 動(dòng)強(qiáng)度。為減少摩擦阻力，夯管時(shí)可在管外壁涂上泥漿。結(jié)束語：在本工程中采用氣動(dòng)夯管技術(shù)敷設(shè)管道比采用