燃气管道穿越工程施工技术讲义(附图).ppt

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1、第八章第八章 燃气管道穿越工程施工燃气管道穿越工程施工12 燃气管道穿越铁路、公路、电车轨道、燃气管道穿越铁路、公路、电车轨道、地裂带、城墙以及河流时，应使用钢管。地裂带、城墙以及河流时，应使用钢管。穿、跨越管道可地下敷设，也可采用架空穿、跨越管道可地下敷设，也可采用架空敷设，应根据当地条件及经济合理性而定。敷设，应根据当地条件及经济合理性而定。当地上跨越时，必须有安全防护措施，以当地上跨越时，必须有安全防护措施，以保证燃气管道安全运行。保证燃气管道安全运行。埋地燃气管道穿越工程施工方法埋地燃气管道穿越工程施工方法 1.开挖施工法（挖槽埋管法）开挖施工法（挖槽埋管法）（1）施工工序）施工工序

2、地面的准备工作；地面的准备工作；使用挖沟机、反铲等设备或人工进行沟槽的开挖，包使用挖沟机、反铲等设备或人工进行沟槽的开挖，包括排水和支撑；括排水和支撑；敷设管线；敷设管线；回填和夯（压）实，以及支撑的拆除；回填和夯（压）实，以及支撑的拆除；路面的复原。路面的复原。3（2）优点）优点 施工简单、直接施工成本低，适用于在宽阔的地施工简单、直接施工成本低，适用于在宽阔的地表、不存在任何障碍物（河流、街道、建筑物等）、表、不存在任何障碍物（河流、街道、建筑物等）、施工不会影响交通的条件下铺设地下管线。施工不会影响交通的条件下铺设地下管线。4（3）主要缺点）主要缺点 妨碍交通（堵塞、中断或改道）；妨碍交

3、通（堵塞、中断或改道）；破坏环境（绿化带、公园和花园）；破坏环境（绿化带、公园和花园）；影响市民生活和单位的正常工作；影响市民生活和单位的正常工作；安全性差；安全性差；综合施工成本高。综合施工成本高。在市区，由于以上的原因，开挖施工法越来越受在市区，由于以上的原因，开挖施工法越来越受到来自政治、经济和环境方面的压力和限制。到来自政治、经济和环境方面的压力和限制。562.不开挖技术不开挖技术 非开挖施工技术是指利用各种岩土钻掘的设备非开挖施工技术是指利用各种岩土钻掘的设备和技术手段，在地表不开挖沟槽的条件下，铺设、和技术手段，在地表不开挖沟槽的条件下，铺设、更换各种地下管线的施工技术，国外叫做更

4、换各种地下管线的施工技术，国外叫做TT技术技术（Trench less Technology）。它与传统的挖槽铺管）。它与传统的挖槽铺管的施工方法相比，具有不影响交通、环保、施工时的施工方法相比，具有不影响交通、环保、施工时间短、成本低、应用广泛等许多特点。目前发达国间短、成本低、应用广泛等许多特点。目前发达国家应用此技术铺设管线的已占到家应用此技术铺设管线的已占到7%-10%。（1）主要优点）主要优点 可以避免开挖施工对居民正常生活的可以避免开挖施工对居民正常生活的 和不良影响。非开挖施工不会阻断交通，不影响商店、和不良影响。非开挖施工不会阻断交通，不影响商店、医院、学校和居民的正常生活和工

5、作秩序；医院、学校和居民的正常生活和工作秩序；在开挖施工无法进行或不允许开挖施工的场合（如在开挖施工无法进行或不允许开挖施工的场合（如穿越河流、湖泊、交通干线、建筑物等），可用非开穿越河流、湖泊、交通干线、建筑物等），可用非开挖技术从其下方穿越铺设，并可将管线设计在工程量挖技术从其下方穿越铺设，并可将管线设计在工程量最小的地点穿越；最小的地点穿越；7 现代非开挖技术可以高精度地控制地下管线的铺设方现代非开挖技术可以高精度地控制地下管线的铺设方向、埋深，并可使管线绕过地下障碍（如巨石和地下构向、埋深，并可使管线绕过地下障碍（如巨石和地下构筑物）；筑物）；有较好的经济效益和社会效益。在可比性相同的

6、情况有较好的经济效益和社会效益。在可比性相同的情况下，非开挖管线铺设、更换、修复的综合技术经济效益下，非开挖管线铺设、更换、修复的综合技术经济效益和社会效益均高于开挖施工，管径越大、埋深越大时越和社会效益均高于开挖施工，管径越大、埋深越大时越明显。明显。8 实践证明，在大多数情况下，尤其是在繁华市区实践证明，在大多数情况下，尤其是在繁华市区或管线的埋深较大时，非开挖施工是明挖施工很好的或管线的埋深较大时，非开挖施工是明挖施工很好的替代方法；在特殊情况下，例如穿越公路、铁路、河替代方法；在特殊情况下，例如穿越公路、铁路、河流、建筑物等，非开挖施工更是一种经济可行的施工流、建筑物等，非开挖施工更是

7、一种经济可行的施工方法。方法。9（2）不开挖技术分类：隧道法隧道法 基岩隧道基岩隧道 沉管隧道沉管隧道 顶管隧道顶管隧道 盾构隧道盾构隧道定向钻定向钻10一、穿越道路与铁路施工一、穿越道路与铁路施工（一）顶管法（一）顶管法 1.顶管施工的基本原理顶管施工的基本原理 运用液压传动产生巨大的顶进力向土壤内顶运用液压传动产生巨大的顶进力向土壤内顶进套管（工具管）或顶管掘进机，再将燃气管道进套管（工具管）或顶管掘进机，再将燃气管道安装在套管内。安装在套管内。1）工作坑和接收坑）工作坑和接收坑 顶管工作坑是安装所有顶进设备的场所，其顶管工作坑是安装所有顶进设备的场所，其位置一般选择在顶管地段的下游最好是

8、穿越管道位置一般选择在顶管地段的下游最好是穿越管道的闸门井处。的闸门井处。11 接收坑是接收掘进机的接收坑是接收掘进机的场所。场所。工作坑内应有足够的工工作坑内应有足够的工作面，其尺寸和深度取决于作面，其尺寸和深度取决于套管（工具管）直径、每根套管（工具管）直径、每根管长、接口方式和顶进长度、管长、接口方式和顶进长度、顶进设备等因素。顶进设备等因素。12132）顶力计算）顶力计算 顶管施工必须要保证有足够的顶力，才能克服管顶管施工必须要保证有足够的顶力，才能克服管子在子在顶进过程中土壤对管子产生的阻力顶进过程中土壤对管子产生的阻力。阻力主要表现为阻力主要表现为管周围水平与垂直方向的土压力所管周

9、围水平与垂直方向的土压力所产生的阻力，管子前端挤压土壤所产生的阻力，以及产生的阻力，管子前端挤压土壤所产生的阻力，以及管子自重所产生的阻力。管子自重所产生的阻力。P=KLf（2Pv2PH+P0）RA 3）主要设备）主要设备 千斤顶：应采用起重量大，顶杆长度长的电动油压式千千斤顶：应采用起重量大，顶杆长度长的电动油压式千斤顶。按顶力计算出的总顶力选用斤顶。按顶力计算出的总顶力选用1台或数台千斤顶。台或数台千斤顶。顶管掘进机或工具管：取土和确保顶进方向的正确性。顶管掘进机或工具管：取土和确保顶进方向的正确性。卷扬机：下管及水平、垂直运土用各卷扬机：下管及水平、垂直运土用各1台。台。主顶装置：包括主

10、顶油缸、油泵、操作台、油管及动力主顶装置：包括主顶油缸、油泵、操作台、油管及动力设备。设备。导轨：保证推进管有稳定的导向。导轨：保证推进管有稳定的导向。顶铁：是传递千斤顶顶力的工具，应配备成套，可用工顶铁：是传递千斤顶顶力的工具，应配备成套，可用工字钢或钢管。字钢或钢管。变压器：变压器：2432V、500l000W l台，用于低压照明。台，用于低压照明。142.顶管施工的流程顶管施工的流程153.顶管施工的方法顶管施工的方法 普通顶管法（人工掘进顶管法）普通顶管法（人工掘进顶管法）燃气管道采用顶管施工法是向土体内顶进燃气管道采用顶管施工法是向土体内顶进套管，顶进时由人工在套管前方掘土，然后套管

11、，顶进时由人工在套管前方掘土，然后在套管内安装燃气管道。顶进管道管内出土在套管内安装燃气管道。顶进管道管内出土应严格按照应严格按照“先挖后顶先挖后顶”的顺序操作的顺序操作。先挖工作坑，将管子放到工作坑内千斤先挖工作坑，将管子放到工作坑内千斤顶的前面，人在管道的最前端挖土，为管子顶的前面，人在管道的最前端挖土，为管子开路，挖出的土从管内运至管外，再吊到地开路，挖出的土从管内运至管外，再吊到地面运走，挖一段后，摇动千斤顶顶管。面运走，挖一段后，摇动千斤顶顶管。16机械掘进顶管机械掘进顶管 在被顶进的管道前端安装上机械钻进的掘土设备，配在被顶进的管道前端安装上机械钻进的掘土设备，配置挖土和皮带运土机

12、械以代替人工挖运土，当管前方土体置挖土和皮带运土机械以代替人工挖运土，当管前方土体被掘削成一定深度的孔洞时，利用顶管设施，将连接在钻被掘削成一定深度的孔洞时，利用顶管设施，将连接在钻机后部的管子顶入孔洞。机后部的管子顶入孔洞。机械钻进的顶管设备有两种安装形式：机械钻进的顶管设备有两种安装形式：套筒式安装套筒式安装 装配式安装装配式安装17 机械掘进顶管施工机械掘进顶管施工法可降低劳动强度，法可降低劳动强度，加速施工进度，对粘加速施工进度，对粘土、砂土及淤泥等土土、砂土及淤泥等土层均可顺利进行顶管。层均可顺利进行顶管。但运土与掘进速度不但运土与掘进速度不易同步，出土较慢。易同步，出土较慢。遇到含

13、水土层或岩石遇到含水土层或岩石地层时因无法更换机地层时因无法更换机头，所以不能使用。头，所以不能使用。18水力掘进顶管水力掘进顶管 原理是用高压水泵原理是用高压水泵将水加压，经过管道与将水加压，经过管道与高压水枪连接，通过高高压水枪连接，通过高压水枪将管道前端土壤压水枪将管道前端土壤冲成泥浆，然后由吸泥冲成泥浆，然后由吸泥泵通过管道将泥浆排出泵通过管道将泥浆排出管外。管外。一般局限于穿越一般局限于穿越河流或野外顶管施工，河流或野外顶管施工，在土质疏松、水源充足在土质疏松、水源充足的条件下使用。的条件下使用。19挤密土层顶管挤密土层顶管 挤密土层顶管是利用千斤卷扬机等设备将燃气管挤密土层顶管是利

14、用千斤卷扬机等设备将燃气管道直接挤压进土层内道直接挤压进土层内，顶进时，第一节管前端安装管，顶进时，第一节管前端安装管尖，以减少顶进阻力，利于挤密土层。尖，以减少顶进阻力，利于挤密土层。挤密土层顶管法适宜在较潮湿的粘土或砂质粘土挤密土层顶管法适宜在较潮湿的粘土或砂质粘土中顶进。顶进的最大管径不宜超过中顶进。顶进的最大管径不宜超过150mm。顶进过程。顶进过程中应采取措施保护防腐绝缘层中应采取措施保护防腐绝缘层 20切刀掘削流体输送顶管切刀掘削流体输送顶管 用水加压或机械加压使掘削面上层保持稳定，同时用水加压或机械加压使掘削面上层保持稳定，同时旋转切削刀掘进，掘出的土物则采用流体输送装置排出，旋

15、转切削刀掘进，掘出的土物则采用流体输送装置排出，掘削、排泥和顶管同时进行。掘削、排泥和顶管同时进行。切刀掘削流体输送顶管法的特点是适用于各种不同切刀掘削流体输送顶管法的特点是适用于各种不同的地质条件，只需较小的工作坑。的地质条件，只需较小的工作坑。21224.顶管施工的优点顶管施工的优点 开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑，而且安全、对交通开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑，而且安全、对交通影响小；影响小；在管道顶进过程中，只挖去管道断面部分的土，挖土量在管道顶进过程中，只挖去管道断面部分的土，挖土量少；少；作业人员少，工期短；作业人员少，工期短；建设公害少、文明施工程度高；建设公害少、文明施工程度高

16、；在覆土深度大的情况下，施工成本低。在覆土深度大的情况下，施工成本低。235.不足之处不足之处 曲率半径小而且多种曲线组合在一起时，施工就非曲率半径小而且多种曲线组合在一起时，施工就非常困难；常困难；在软土层中容易发生偏差，而且纠正这种偏差又比在软土层中容易发生偏差，而且纠正这种偏差又比较困难，管道容易产生不均匀下沉；较困难，管道容易产生不均匀下沉；推进过程中如果遇到障碍物时处理这些障碍物则非推进过程中如果遇到障碍物时处理这些障碍物则非常困难；常困难；在覆土浅的条件下显得不很经济。在覆土浅的条件下显得不很经济。2425（二）涵洞内施工（二）涵洞内施工 当燃气管道穿越铁路干线处，路基下已经作好涵洞，当燃气管道穿越铁路干线处，路基下已经作好涵洞，施工时将涵洞两侧挖开，在涵洞内安装。涵洞两侧设检查井，施工时将涵洞两侧挖开，在涵洞内安装。涵洞两侧设检查井，均安装阀门，安装完毕后，按设计要求将挖开的涵洞口封住。均安装阀门，安装完毕后，按设计要求将挖开的涵洞口封住。（三）开挖管沟施工（三）开挖管沟施工 燃气管道穿越城市非主要街道时，在交通部门的同意燃气管道穿越城市非主要街道时，在交通部门的同意下，