非開挖施工技術簡介課件

非開挖施工技術簡介禁止吸煙手機靜音這不是要求，是個人習慣我們需要一個安靜的環(huán)境2021/6/73

非開挖技術是指以最少的開挖量或不開挖的條件下鋪設、更換或修復各種地下管線的一種施工新技術,已被聯(lián)合國環(huán)境保護署認定為環(huán)境友好的施工新技術。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)、古跡保護區(qū)、農作物或植被保護區(qū)等進行污水、自來水、煤氣、電力、電訊、石油、天然氣等地下管線的施工。此外,非開挖技術還可用于降水工程、隧道工程、基礎工程以及環(huán)境治理工程等領域。

非開挖技術的概述2021/6/74

盡管非開挖施工技術在國外已有百余年歷史,但是大規(guī)模應用始于20世紀80年代,先從幾個發(fā)達國家開始,繼而推向世界各國。在歐洲,由于城市建設歷史悠久,城市地下管網腐蝕和破損嚴重,因此非開挖管道更換和修復技術使用得最早、也最廣。在日本,為了滿足污水管道施工的需要,首先開發(fā)了小口徑頂管施工(微型隧道)技術。在美國,在油氣管道和通訊電纜施工的驅動下,水平定向(導向)鉆進技術得以快速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前在發(fā)達國家中,非開挖設備制造商和材料供應商達400多家,工程承包商達4000余家,各種非開挖施工方法達百余種。

非開挖技術的概述2021/6/75非開挖技術的發(fā)展歷程

非開挖技術自60年代初開始在西方發(fā)達國家興起，現(xiàn)已

成為一項政府支持、社會提倡、企業(yè)參與的新技術。開挖技術是管道施工技術的一次革命。1900-1960——早期非開挖技術的應用1.尤其是二戰(zhàn)后，美國、歐洲、日本等國的重建；2.簡單的方法，用于穿越鐵路、公路、河流等短距離施工；3.回轉鉆進（水平濕鉆）、水平螺旋鉆進（水平干鉆）、

人工頂管。2021/6/76非開挖技術的發(fā)展歷程1960-1985——現(xiàn)代非開挖技術的興起和發(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,開發(fā)了各種非開挖鋪設、更換和修復的方法和設備、奠定了現(xiàn)代非開挖技術的基礎；1985-現(xiàn)在——現(xiàn)代非開挖技術的大規(guī)模應用

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

—首選的方法（比例在10%左右）

—形成新的產業(yè)：設備制造商（約100家）、材料供應商（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（自來水、污水、雨水、石油、天然氣等管道，以及通訊、動力和信號等電纜線）的鋪設、更換、修復；管棚支護：地下人行過道、地鐵、地下車庫等工程的結構性支護；環(huán)境治理：在受污染的地下水和地層中設置水平環(huán)境治理井；其它：基礎工程（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、地熱井施工、瓦斯的排放和煤層氣開發(fā)等。非開挖技術的應用領域2021/6/78非開挖地下管線施工方法大致可以分為四大類：新管鋪設：鋪設新的地下管線；舊管更換：在原位更換舊管線,提高管道輸送能力；舊管修復：修復現(xiàn)有管線的局部缺陷或改善其輸送性能；相關技術：主要是探測地下原有管網。非開挖技術的構成分類2021/6/79非開挖施工技術新管鋪設——大口徑（直徑大于1米，可以進人）隧道法Tunnelling

人工開挖

鉆爆法或新奧法NATM

TBM法（巖層）

盾構法（土層）

頂管法PipeJacking

氣壓平衡式

機械平衡式

土壓平衡式（粘性土）

泥水平衡式（砂土層）

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

爆管法PipeBursting裂管法

PipeSplitting吃管法PipeEating相關技術現(xiàn)場勘察SiteInvestigation管線探測PipeDetection管線檢測Survey舊管修復傳統(tǒng)的內襯法

ConventionalSliplining改進的內襯法

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

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

定向鉆進的基本原理：按預先設定的地下鋪管軌跡鉆一個小口徑先導孔，隨后在先導孔出口端的鉆桿頭部安裝擴孔器回拉擴孔，當擴孔至尺寸要求后，在擴孔器的后端連接旋轉接頭、拉管頭和管線，回拉鋪設地下管線。

水平定向鉆進鋪管的施工順序為：地質勘探、規(guī)劃和設計鉆孔軌跡、配制鉆液、鉆先導孔、回拉擴孔、回拉鋪管、管端處理。2021/6/714定（導）向鉆進鋪管法2021/6/715定（導）向鉆進鋪管法施工長度：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、鋼管應用：廣泛應用于供水、煤氣、電力、電訊、天然氣、石油等管線鋪設施工工程中。2021/6/7162021/6/7172021/6/718擴孔器和導向儀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設置支座和安裝主千斤頂，所需鋪設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掘進，掘出的泥土由土泵或螺旋輸送機排出或以泥漿的形式通過泥漿泵經管道排出，推進一節(jié)管道后，主千斤頂縮回，吊裝上另一節(jié)管道，繼續(xù)頂進。如此往復，直至管道鋪設完畢。管道鋪設完后，工具管從接收井吊至地面。2021/6/720

頂管施工是繼盾構施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構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，把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直推到接收井內吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在兩井之間，以期實現(xiàn)非開挖敷設地下管道的施工方法。2021/6/721頂管施工的分類按所頂進的管子口徑大小分：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。按一次頂進的長度（指頂進工作坑和接收工作坑之間的距離）分：普通距離頂管和長距離頂管。頂進距離長短的劃分目前尚無明確規(guī)定，過去多指100m左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢見不鮮，可把500m以上的頂管稱為長距離頂管。按頂管機的類型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機械頂管（泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式）。手掘式頂管的推進管前只是一個鋼制的帶刃口的管子（稱為工具管），人在工具管內挖土。掘進機頂管的破土方式與盾構類似，也有機械式和半機械式之分。按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材的頂管。按頂進管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。

2021/6/722項管技術的發(fā)展方向長大距離頂管：普通頂管一般距離≤100m，無中繼環(huán)，（現(xiàn)在某些專家認為可能提高到300m），長距離頂管﹥100m，長大距離﹥1000m。大管徑頂管：過去一般認為頂管最大直徑為3m?，F(xiàn)在日本、德國等國頂管管徑可達4～5m。微型管頂管：過去頂管管徑一般≥300mm，目前最小可達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.自動控制：自動測量、自動記錄、自動糾偏。2021/6/723頂管法施工特點：適用于軟土或富水軟土層；無需明挖土方，對地面影響??；設備少、工序簡單、工期短、造價低、速度快；適用于中型管道（1.5～2m）管道施工；大直徑、超長頂進、糾偏困難。

可穿越公路、鐵路、河流、地面建筑物進行地下管道施工。2021/6/724頂管法與盾構法的異同點盾構法的襯砌為管片，且每環(huán)管片要在盾構機的盾尾進行拼裝，拼裝好后一般不會再移動；頂管法的襯砌為管節(jié)，且每環(huán)管節(jié)是一次預制成功的，由頂進裝置依次頂進，直至第一節(jié)管節(jié)到達接收井位置。盾構法施工的盾構千斤頂布置在盾構機的支撐環(huán)外沿，而頂管法施工的主頂進裝置布置在工作井內，如果頂力不足要加設中繼間。盾構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短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r，必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。盾構機內有拼裝管片的拼裝機，而頂管機內沒有。盾構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。

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爆(裂)管法

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

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)的開挖施工相比,非開挖施工的主要優(yōu)勢是:1.對地面干擾小。施工時不影響交通,不破壞環(huán)境(綠地、植被、樹木),不干擾工廠、商店、醫(yī)院、學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、回填等)少,施工速度大大提高3.綜合成本低。在相同情況下,非開挖施工的綜合成本均低于開挖法施工,而且管徑和埋深越大時越明顯;部分非開挖施工方法的直接成本甚至低于開挖法施