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1. 微型頂管技術(shù)

概述微型頂管技術(shù)（即地箭式工法)亦稱做二次頂管工法，技術(shù)成熟于德國與日本，是一種從地下鋪裝管道的技術(shù)，在避免對(duì)地上建筑物構(gòu)成破壞、不開挖地面情況下，首先利用液壓裝置將前導(dǎo)管按照設(shè)計(jì)軌跡推進(jìn)貫通，然后通過前導(dǎo)管（出土螺旋管）作為導(dǎo)體，在前導(dǎo)管（出土螺旋管）末端連接擴(kuò)孔切削頭并將擬鋪設(shè)的管道同時(shí)頂進(jìn)，最終完成管道鋪設(shè)的施工工藝。

微型頂管工法又被分為標(biāo)準(zhǔn)地箭技術(shù)和改良式地箭技術(shù)，前者在管道頂進(jìn)過程中有排土步驟，者則不需要排土。

微型頂管相比于傳統(tǒng)大口徑頂管的工藝優(yōu)勢主要在于以下幾個(gè)方面:

①后頂進(jìn)速度快，穿越土層越軟施工速度越快;

②管道鋪設(shè)精度高，通過經(jīng)緯儀激光制導(dǎo)滿足排水管道重力流要求;

③工作坑占地面積小，大量減少開挖面，亦可只開挖一個(gè)工作坑進(jìn)行接入勾頭施工;

④管道鋪設(shè)后管壁與土層之間無空隙，不存在沉降隱患;

⑤不破壞既有道路（頂管坑直徑為1.5～2.1m），影響交通小等。

同時(shí)較傳統(tǒng)大口徑頂管工藝也存在一些局限及不足:

①管徑限制，目前工藝適用DN600以下管道;

②管道材質(zhì)限制，通常施工使用的管材為鋼筋混凝土管和聚氯乙烯塑料硬質(zhì)管(PVC)及鋼套管施工;

③土層限制，適用于松軟土層，卵石層無法施工等。

2. 地箭式工法頂管原理

微型頂管(DN300≤D≤DN600)適用地箭式工法。地箭式工法頂管原理：首先利用液壓裝置將前導(dǎo)管按照設(shè)計(jì)軌跡推進(jìn)貫通，然后通過前導(dǎo)管作為導(dǎo)體，置換成工具管（黑管），在工具管末端連接擴(kuò)孔切削頭并將擬鋪設(shè)的管道同時(shí)頂進(jìn)，最終完成管道鋪設(shè)的施工工藝。

螺旋（微型）頂管機(jī)的施工方法為三次工法。

三次工法分為三次施工：

第一次施工為先將導(dǎo)向鉆頭和導(dǎo)向鉆桿推進(jìn)貫通；

第二次施工則以先導(dǎo)管作為導(dǎo)體，連接變徑管及220過渡管進(jìn)行擴(kuò)徑，擴(kuò)徑完成后將螺旋管推進(jìn)220過渡管內(nèi)；

第三次施工則用微頂機(jī)擴(kuò)孔并將管道頂進(jìn)。

1、第一次施工，導(dǎo)向鉆頭為斜面鉆頭，鉆頭內(nèi)部有標(biāo)靶，利用工作井內(nèi)激光經(jīng)緯儀觀測標(biāo)靶，從而控制導(dǎo)向鉆頭的切面方向。推進(jìn)過程中，由于地層反作用力與切面法線方向相反，因此導(dǎo)向鉆頭推進(jìn)方向沒有偏差時(shí)，導(dǎo)向鉆頭必須不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，使作用在切面上的地層阻力各方向抵消，保持直線推進(jìn)。但是，當(dāng)導(dǎo)向鉆頭推進(jìn)方向有偏差時(shí)，則調(diào)整切面方向至適當(dāng)方位時(shí)，則停止轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向鉆頭，使導(dǎo)向鉆頭向計(jì)劃軸線方向偏移。當(dāng)導(dǎo)向鉆頭基本調(diào)整到位時(shí)，則立即開始轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向鉆頭保持既定方向推進(jìn)，將導(dǎo)向鉆頭推進(jìn)至接收井完成第一次施工。

2、第二次施工，在導(dǎo)桿上裝上變徑管，把推墊裝在機(jī)頭上，把螺旋套管一根一根推進(jìn)去，待220過渡管完全貫通后將配套螺旋輸送管裝入螺旋套管內(nèi)，為后續(xù)掘削時(shí)排沙土所用。

3、第三次施工，在螺旋輸送管后連接微頂機(jī)，將孔徑擴(kuò)大到掘削推進(jìn)管道尺寸，切削沙土由螺旋輸送管排至接收井，為減少微頂機(jī)切削頭及管道周圍摩擦力，常在微頂機(jī)切削頭注入水或潤滑泥漿，使土壤軟化易于切削，也可減少推管的摩擦阻力。

螺旋（微型）微頂主要的產(chǎn)品優(yōu)勢：

（1）設(shè)計(jì)先進(jìn)：螺旋微頂傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)精巧，穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)頭體積小巧，主機(jī)全液壓驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力強(qiáng)勁、不怕水淹；主頂裝置推力大、頂進(jìn)速度快、做工精良、經(jīng)久耐用；
（2）產(chǎn)品使用經(jīng)濟(jì)性高：工作區(qū)域占地小，工作井最 小直徑2.5米，接收井最 小直徑1.5米，極大地節(jié)約成本；
（3）設(shè)備使用門檻低：全套產(chǎn)品簡化操作，對(duì)操作員技能要求不高，整個(gè)頂進(jìn)過程水平直線度±30mm，有效地降低施工成本，大大提高施工效率；
（4）環(huán)境污染少:環(huán)保、泥漿量小，解決了城市棄土難問題；
（5）適用土質(zhì)廣泛：適用于軟土、粘土、沙土、淤泥質(zhì)土、硬土等地層。

3. 水平定向鉆機(jī)原理

1）、激光導(dǎo)向施工:先將鉆機(jī)定位在工作井內(nèi)，再逐步安裝由沃迪公司自主研發(fā)的激光導(dǎo)向系統(tǒng)，激光導(dǎo)向系統(tǒng)安裝調(diào)試完成，將全站儀發(fā)出的激光，投影到顯示屏上，通過光靶來控制導(dǎo)向頂進(jìn)方向。導(dǎo)向施工時(shí)，由鉆機(jī)推動(dòng)鉆桿鉆進(jìn)，根據(jù)顯示屏標(biāo)明的激光光點(diǎn)位置，通過轉(zhuǎn)動(dòng)連接在鉆桿前端導(dǎo)向頭的方向達(dá)到調(diào)整鉆桿的前進(jìn)方向，確保鉆桿按預(yù)定的方向達(dá)到接收井位置，鉆桿最終偏差不超過±3cm 。

2）、回拖制孔：在接收井部位的鉆桿上安裝制孔工具頭（帶有錐斗型導(dǎo)向頭的拖拉裝置），在工作井內(nèi)沿導(dǎo)向方向邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊回拖制孔工具頭，回拖時(shí)孔洞內(nèi)的土方被切割打碎，并制作成半流動(dòng)狀態(tài)的稀泥。回拖制孔工具頭回拖時(shí)尾部需預(yù)留連接鉆桿；

3）、回拖清孔壓壁：制孔完成后在接收井部位預(yù)留鉆桿上安裝回拖清孔球（帶有扶正器的回拖清孔裝置），在工作井內(nèi)沿導(dǎo)向方向邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊回拖清孔球，在回拖過程中泥漿由鉆機(jī)通過鉆桿輸送入回拖清孔球，再由清孔球向四周孔壁不斷噴入調(diào)制的膨潤土泥漿。噴入的膨潤土泥漿和回拖清孔球共同作用，首先將孔道內(nèi)土體不斷攪動(dòng)，使土體變得更加稀稠便于流動(dòng)；其次，對(duì)孔壁周邊土體進(jìn)行擠壓，使得孔壁周邊土體更加穩(wěn)定起護(hù)壁作用。同時(shí)由于膨潤土泥漿本身的潤滑作用，為下一步頂進(jìn)管道起到潤滑和壓壁護(hù)壁效果.          

4）、管道頂進(jìn)：回拖清孔完成后，將水平定向鉆機(jī)上的制孔設(shè)備拆除進(jìn)行頂管作業(yè)，頂管時(shí)必須在管材前端安裝公司研發(fā)的工具頭管帽。

5）、施工工藝流程及操作要點(diǎn)

數(shù)據(jù)計(jì)算→地面測量放線→井位開挖→鉆機(jī)就位→鉆機(jī)復(fù)測→鉆機(jī)調(diào)整→鉆機(jī)定位固定→導(dǎo)向鉆進(jìn)→導(dǎo)向鉆桿替換→回拖制孔→回拖清孔壓壁→制孔設(shè)備拆除→管道安放→管道頂進(jìn)→管道出洞→管道外壁注漿→檢查井砌筑→回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高→恢復(fù)路面

4. 微型泥水平衡頂管

微型泥水平衡頂管一般指管徑DN800 ≤ D ≤DN1200的頂管施工技術(shù)。

微型泥水平衡頂管原理：

微型泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī),包括進(jìn)水管、排泥管、送水泵、排泥泵、機(jī)殼及泥水處理裝置 ；機(jī)殼一側(cè)設(shè)有進(jìn)水管和排泥管且進(jìn)水管位于排泥管上部,所述進(jìn)水管一端與送水泵連接,所述排泥管一端與排泥泵連接；泥水處理裝置位于送水泵和排泥泵之間且泥水處理裝置均與送水泵和排泥泵連接。

5. 搖管法鋼制沉井施工

微型頂管工作井可采用φ2590/φ3590型搖管機(jī)進(jìn)行施工，它具有施工占地小、施工周期短、對(duì)環(huán)境破壞小、費(fèi)用成本低等優(yōu)點(diǎn)。

來源：市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程

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