省级工法-激光导向三合一微型顶管施工工法.pdfVIP

激光导向三合一微型顶管施工工法 1前 言 传统的开挖式地下管线施工法对周边环境造成的扰动较大，在 人口聚集的地方会带来交通瘫痪，且会产生大量的扬尘以及噪声污 染。相比较之下，顶管法地下管线施工技术可以避开上述各种不良 状况，显示出较大的优越性。然而目前普遍采用的螺旋钻机导向、 纠偏系统复杂，中间环节多，一旦出现错误将会导致顶管顶进出现 偏差，影响管道铺设的精度。同时，现有技术大多是首先进行导向 施工，然后安装排泥管进行排泥，且通常排出的泥浆都是从排泥管 前方排出至接收井内，后期需要专人进行清理，排泥管贯通后再安 装顶管，这种施工流程会导致顶管和土层之间的间隙比较大，后期 容易造成塌陷、下沉等严重问题。此外，传统施工方法受土质影响 较大，渣土排出困难，顶管设备与地层的适应性也较差。 鉴于此，我司对导向系统进行了改进，利用光束的直线性，通 过激光经纬仪检测到导向头的偏差，使得在施工过程中随时对偏差 进行纠正，提高顶管精确性，从而保证了打孔的质量。同时将顶管 机的插顶管、排泥管和螺旋管，由外到内依次套装组合，形成了三 合一组合管，将排泥和顶管合为一道工序完成，并在顶进时采用膨 润土泥浆对渣土进行改良，形成了新型后排泥系统，降低排泥难 度，节省了专人清泥的人工成本，减小了顶管与土层之间间隙，提 高了施工质量及施工安全性。经查新机构对工法核心技术的国内科 技查新，国内未见公开的中文文献报道。 2 特 点 2.0.1 用激光经纬仪对准中心，通过电脑观察实时路线，在施工过 程中随时对偏差进行纠正，提升了顶管精度，方便可靠。 — 1 — 2.0.2 将排泥管、螺旋管、顶管三管合并一道工序往前顶进，节省 了一道排泥管的工序，同时泥浆从后井排出，节省工程时间和人工 成本。 2.0.3 本工法利用膨润土泥浆对渣土进行改良，在不同土层下避免 粘黏，渣土更容易被排出。 2.0.4 顶管机头的能够满足不同土层情况下施工，机头上带有合金 刀头，对于硬质粘性土、砂性土，以及遇到的小型石块有一定的破 碎功能，降低施工难度。 3 适用范围 本工法适用于直径为200~800mm小口径地下管道顶管施工，尤 其可在地质条件为硬质粘性土、砂性土、砾石土或顶管精度要求高 的项目上体现出优势。 4 工艺原理 4.1 激光导向工艺原理 改进的导向系统包括导向头、灯靶和激光经纬仪。导向头的顶 端为导向箭头，导向头的尾端为开口，导向头内设有灯筒、电池槽 和钻杆母扣，电池槽设于靠近导向箭头的一侧，钻杆母扣设于靠近 开口的一侧。灯靶为空心圆柱体，设于灯筒内，灯靶的内部设有灯 靶发光器，一端设有灯靶挡板，另一端通过防水胶密封，灯靶挡板 T 中间设有 “”型矫正孔，防水胶上固定有电线，电线通过开关连接 电池和灯靶发光器。 在导向头打入的时候，灯靶发光器发出激光束，通过激光经纬 仪检测到导向头的偏差，进而调整导向头的角度，使导向头回到正 确轨道，从而提高导向头的精确度。如图 4.1所示。 — 2 — 激 光 经 纬 仪 灯 靶 导 向 头 图 4.1 激光导向工艺原理图 1-导向头；2-灯靶；3-激光束；4-激光经纬仪；5-灯靶挡板；6- 7- 8- 9- 10- 11- 灯靶发光器； 矫正孔； 钻杆母扣； 通水孔； 销孔； 灯 12- 13- 14- 筒； 倾斜导向面； 出水孔； 导向箭头