非開(kāi)挖施工技術(shù)簡(jiǎn)介課件

非開(kāi)挖施工技術(shù)簡(jiǎn)介禁止吸煙手機(jī)靜音這不是要求，是個(gè)人習(xí)慣我們需要一個(gè)安靜的環(huán)境2021/6/73

非開(kāi)挖技術(shù)是指以最少的開(kāi)挖量或不開(kāi)挖的條件下鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的一種施工新技術(shù),已被聯(lián)合國(guó)環(huán)境保護(hù)署認(rèn)定為環(huán)境友好的施工新技術(shù)。它可廣泛用于穿越高速公路、鐵路、建筑物、河流、湖泊,以及在市區(qū)、古跡保護(hù)區(qū)、農(nóng)作物或植被保護(hù)區(qū)等進(jìn)行污水、自來(lái)水、煤氣、電力、電訊、石油、天然氣等地下管線的施工。此外,非開(kāi)挖技術(shù)還可用于降水工程、隧道工程、基礎(chǔ)工程以及環(huán)境治理工程等領(lǐng)域。

非開(kāi)挖技術(shù)的概述2021/6/74

盡管非開(kāi)挖施工技術(shù)在國(guó)外已有百余年歷史,但是大規(guī)模應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代,先從幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始,繼而推向世界各國(guó)。在歐洲,由于城市建設(shè)歷史悠久,城市地下管網(wǎng)腐蝕和破損嚴(yán)重,因此非開(kāi)挖管道更換和修復(fù)技術(shù)使用得最早、也最廣。在日本,為了滿足污水管道施工的需要,首先開(kāi)發(fā)了小口徑頂管施工(微型隧道)技術(shù)。在美國(guó),在油氣管道和通訊電纜施工的驅(qū)動(dòng)下,水平定向(導(dǎo)向)鉆進(jìn)技術(shù)得以快速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前在發(fā)達(dá)國(guó)家中,非開(kāi)挖設(shè)備制造商和材料供應(yīng)商達(dá)400多家,工程承包商達(dá)4000余家,各種非開(kāi)挖施工方法達(dá)百余種。

非開(kāi)挖技術(shù)的概述2021/6/75非開(kāi)挖技術(shù)的發(fā)展歷程

非開(kāi)挖技術(shù)自60年代初開(kāi)始在西方發(fā)達(dá)國(guó)家興起，現(xiàn)已

成為一項(xiàng)政府支持、社會(huì)提倡、企業(yè)參與的新技術(shù)。開(kāi)挖技術(shù)是管道施工技術(shù)的一次革命。1900-1960——早期非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用1.尤其是二戰(zhàn)后，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)的重建；2.簡(jiǎn)單的方法，用于穿越鐵路、公路、河流等短距離施工；3.回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)（水平濕鉆）、水平螺旋鉆進(jìn)（水平干鉆）、

人工頂管。2021/6/76非開(kāi)挖技術(shù)的發(fā)展歷程1960-1985——現(xiàn)代非開(kāi)挖技術(shù)的興起和發(fā)展 1.生活水平的提高、交通的發(fā)展、傳統(tǒng)施工方法成本的提高； 2.替代的方法,開(kāi)發(fā)了各種非開(kāi)挖鋪設(shè)、更換和修復(fù)的方法和設(shè)備、奠定了現(xiàn)代非開(kāi)挖技術(shù)的基礎(chǔ)；1985-現(xiàn)在——現(xiàn)代非開(kāi)挖技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用

—非開(kāi)挖方法和設(shè)備的完善，交通、環(huán)保、法律意識(shí)的增加，成本降低、政府支持

—首選的方法（比例在10%左右）

—形成新的產(chǎn)業(yè)：設(shè)備制造商（約100家）、材料供應(yīng)商（約400家）、工程承包商（6000-8000多家）、咨詢公司、科研院所2021/6/77地下管線施工：各類管線（自來(lái)水、污水、雨水、石油、天然氣等管道，以及通訊、動(dòng)力和信號(hào)等電纜線）的鋪設(shè)、更換、修復(fù)；管棚支護(hù)：地下人行過(guò)道、地鐵、地下車庫(kù)等工程的結(jié)構(gòu)性支護(hù)；環(huán)境治理：在受污染的地下水和地層中設(shè)置水平環(huán)境治理井；其它：基礎(chǔ)工程（鋼管樁、微樁、土釘）、邊坡、路基、大壩等工程（排滲孔、降水孔和注漿孔等）、以及降排水、地?zé)峋┕ぁ⑼咚沟呐欧藕兔簩託忾_(kāi)發(fā)等。非開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域2021/6/78非開(kāi)挖地下管線施工方法大致可以分為四大類：新管鋪設(shè)：鋪設(shè)新的地下管線；舊管更換：在原位更換舊管線,提高管道輸送能力；舊管修復(fù)：修復(fù)現(xiàn)有管線的局部缺陷或改善其輸送性能；相關(guān)技術(shù)：主要是探測(cè)地下原有管網(wǎng)。非開(kāi)挖技術(shù)的構(gòu)成分類2021/6/79非開(kāi)挖施工技術(shù)新管鋪設(shè)——大口徑（直徑大于1米，可以進(jìn)人）隧道法Tunnelling

人工開(kāi)挖

鉆爆法或新奧法NATM

TBM法（巖層）

盾構(gòu)法（土層）

頂管法PipeJacking

氣壓平衡式

機(jī)械平衡式

土壓平衡式（粘性土）

泥水平衡式（砂土層）

混合式2021/6/7105.非開(kāi)挖施工技術(shù)新管鋪設(shè)——小口徑（直徑小于1米，可以進(jìn)人）小口徑頂管法（微型隧道法）Microtunnelling水平鉆進(jìn)法（水平濕鉆）HorizontalDrilling水平螺旋鉆進(jìn)法（水平干鉆）AugerBoring定向鉆進(jìn)DirectionalDrilling導(dǎo)向鉆進(jìn)法GuideBoring氣動(dòng)矛法ImpactMoling夯管法PipeRamming頂桿法RodPushing2021/6/7115.非開(kāi)挖施工技術(shù)舊管更換

爆管法PipeBursting裂管法

PipeSplitting吃管法PipeEating相關(guān)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)勘察SiteInvestigation管線探測(cè)PipeDetection管線檢測(cè)Survey舊管修復(fù)傳統(tǒng)的內(nèi)襯法

ConventionalSliplining改進(jìn)的內(nèi)襯法

ModifiedSliplining軟襯法SoftLiningorCIPP纏繞法SpiralLining噴涂法SprayLining局部修復(fù)法LocalRepair其它方法Others2021/6/712非開(kāi)挖技術(shù)AugerBoring螺旋鉆進(jìn)法PipeBursting爆(裂)管法Microtunneling

微型隧道法PipeJacking頂管法H.D.D.水平定向鉆進(jìn)法2021/6/713定（導(dǎo)）向鉆進(jìn)鋪管法

定向鉆進(jìn)的基本原理：按預(yù)先設(shè)定的地下鋪管軌跡鉆一個(gè)小口徑先導(dǎo)孔，隨后在先導(dǎo)孔出口端的鉆桿頭部安裝擴(kuò)孔器回拉擴(kuò)孔，當(dāng)擴(kuò)孔至尺寸要求后，在擴(kuò)孔器的后端連接旋轉(zhuǎn)接頭、拉管頭和管線，回拉鋪設(shè)地下管線。

水平定向鉆進(jìn)鋪管的施工順序?yàn)椋旱刭|(zhì)勘探、規(guī)劃和設(shè)計(jì)鉆孔軌跡、配制鉆液、鉆先導(dǎo)孔、回拉擴(kuò)孔、回拉鋪管、管端處理。2021/6/714定（導(dǎo)）向鉆進(jìn)鋪管法2021/6/715定（導(dǎo)）向鉆進(jìn)鋪管法施工長(zhǎng)度：50-1500m(一般)管徑：300-800mm,大于1m的最好用頂管的方法適用管材：PE管、鋼管應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于供水、煤氣、電力、電訊、天然氣、石油等管線鋪設(shè)施工工程中。2021/6/7162021/6/7172021/6/718擴(kuò)孔器和導(dǎo)向儀2021/6/719頂管鋪管法頂管施工原理圖

頂管施工法是先在工作井內(nèi)設(shè)置支座和安裝主千斤頂，所需鋪設(shè)的管道緊跟在工具管后，在主千斤頂推力的作用下工具管向土層內(nèi)掘進(jìn)，掘出的泥土由土泵或螺旋輸送機(jī)排出或以泥漿的形式通過(guò)泥漿泵經(jīng)管道排出，推進(jìn)一節(jié)管道后，主千斤頂縮回，吊裝上另一節(jié)管道，繼續(xù)頂進(jìn)。如此往復(fù)，直至管道鋪設(shè)完畢。管道鋪設(shè)完后，工具管從接收井吊至地面。2021/6/720

頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來(lái)的一種地下管道施工方法，它不需要開(kāi)挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過(guò)土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時(shí)，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實(shí)現(xiàn)非開(kāi)挖敷設(shè)地下管道的施工方法。2021/6/721頂管施工的分類按所頂進(jìn)的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指Ф2m以上的頂管，人可以在其中直立行走。中口徑頂管的管徑多為1.2～1.8m，人在其中需彎腰行走，大多數(shù)頂管為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為500～1000mm，人只能在其中爬行，有時(shí)甚至爬行都比較困難。微型頂管的直徑通常在400mm以下，最小的只有75mm。按一次頂進(jìn)的長(zhǎng)度（指頂進(jìn)工作坑和接收工作坑之間的距離）分：普通距離頂管和長(zhǎng)距離頂管。頂進(jìn)距離長(zhǎng)短的劃分目前尚無(wú)明確規(guī)定，過(guò)去多指100m左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢見(jiàn)不鮮，可把500m以上的頂管稱為長(zhǎng)距離頂管。按頂管機(jī)的類型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機(jī)械頂管（泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式）。手掘式頂管的推進(jìn)管前只是一個(gè)鋼制的帶刃口的管子（稱為工具管），人在工具管內(nèi)挖土。掘進(jìn)機(jī)頂管的破土方式與盾構(gòu)類似，也有機(jī)械式和半機(jī)械式之分。按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材的頂管。按頂進(jìn)管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。

2021/6/722項(xiàng)管技術(shù)的發(fā)展方向長(zhǎng)大距離頂管：普通頂管一般距離≤100m，無(wú)中繼環(huán)，（現(xiàn)在某些專家認(rèn)為可能提高到300m），長(zhǎng)距離頂管﹥100m，長(zhǎng)大距離﹥1000m。大管徑頂管：過(guò)去一般認(rèn)為頂管最大直徑為3m?，F(xiàn)在日本、德國(guó)等國(guó)頂管管徑可達(dá)4～5m。微型管頂管：過(guò)去頂管管徑一般≥300mm，目前最小可達(dá)75mm。頂管按管徑分類：大口徑：≥2000mm 中口徑：1200～2000mm小口徑：500～1200mm微口徑：≤500mm4.曲線頂管：S形曲線、水平與垂直兼有曲線、小曲率半徑曲線。5.自動(dòng)控制：自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)記錄、自動(dòng)糾偏。2021/6/723頂管法施工特點(diǎn)：適用于軟土或富水軟土層；無(wú)需明挖土方，對(duì)地面影響??；設(shè)備少、工序簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低、速度快；適用于中型管道（1.5～2m）管道施工；大直徑、超長(zhǎng)頂進(jìn)、糾偏困難。

可穿越公路、鐵路、河流、地面建筑物進(jìn)行地下管道施工。2021/6/724頂管法與盾構(gòu)法的異同點(diǎn)盾構(gòu)法的襯砌為管片，且每環(huán)管片要在盾構(gòu)機(jī)的盾尾進(jìn)行拼裝，拼裝好后一般不會(huì)再移動(dòng)；頂管法的襯砌為管節(jié)，且每環(huán)管節(jié)是一次預(yù)制成功的，由頂進(jìn)裝置依次頂進(jìn)，直至第一節(jié)管節(jié)到達(dá)接收井位置。盾構(gòu)法施工的盾構(gòu)千斤頂布置在盾構(gòu)機(jī)的支撐環(huán)外沿，而頂管法施工的主頂進(jìn)裝置布置在工作井內(nèi)，如果頂力不足要加設(shè)中繼間。盾構(gòu)千斤頂活塞的前端必須安裝頂塊，頂塊必須采用球面接頭，在頂塊與管片的接觸面上安裝橡膠或柔性材料的墊板。頂管法的主頂千斤頂?shù)男谐涕L(zhǎng)短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r(shí)，必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。盾構(gòu)機(jī)內(nèi)有拼裝管片的拼裝機(jī)，而頂管機(jī)內(nèi)沒(méi)有。盾構(gòu)法主要用于大斷面城市地下隧道、水工隧道、公路隧道的施工；頂管法主要適用于斷面稍小一些的城市地下管線的鋪設(shè)。

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爆(裂)管法

固定式裂管頭氣動(dòng)式裂管頭液壓式裂管頭施工長(zhǎng)度：100—900m管徑：70—1060mm應(yīng)用：壓力管道的更換下水道道的更換2021/6/727爆管法的過(guò)程（固定裂管工藝）2021/6/728爆管法的過(guò)程（固定裂管工藝)續(xù)2021/6/729爆管法的過(guò)程（氣動(dòng)工法）2021/6/730微型隧道法施工長(zhǎng)度：25—225m管徑：250—3050mm應(yīng)用：下水管道的安裝2021/6/731微型隧道法施工過(guò)程2021/6/732水平螺旋鉆進(jìn)

一般不可控制方向，施工精度有限,在大卵礫石層或極軟的土層中施工極為困難。2021/6/733與傳統(tǒng)的開(kāi)挖施工相比,非開(kāi)挖施工的主要優(yōu)勢(shì)是:1.對(duì)地面干擾小。施工時(shí)不影響交通,不破壞環(huán)境(綠地、植被、樹(shù)木),不干擾工廠、商店、醫(yī)院、學(xué)校和居民的正常生活與工作秩序。2.施工速度快。由于輔助工程(如支護(hù)、回填等)少,施工速度大大提高3.綜合成本低。在相同情況下,非開(kāi)挖施工的綜合成本均低于開(kāi)挖法施工,而且管徑和埋深越大時(shí)越明顯;部分非開(kāi)挖施工方法的直接成本甚至低于開(kāi)挖法施