• 螺旋頂管機如何實現精準掘進?
    發布時間:2023-9-4       來源:佚名    分享到:

    根據行業慣例,傳統螺旋鉆機的缺點是精確度不夠,只能達到1%。多年來,承包商已開發出人工方法來確定糾偏情況,但這些方法僅限于安裝長度不超過60米的管道,而且往往非常耗時。在這種情況下,螺旋頂管技術應運而生,為管道鋪設提供了便利。

    導向螺旋頂管技術在2000年代初開始應用于螺旋鉆孔行業,改變了行業格局。該技術借鑒了水平定向鉆(HDD)中使用鉆桿的概念,并增加了一個數字攝像系統,承包商可以根據線路和坡度安裝螺旋頂管機。

    導向螺旋頂管的優勢不僅在于精度。導向管還有三個作用:在掘進之前確定勘測路線,識別掘進路徑內的障礙物,以及通過明顯的頂力波動探測地質變化。機手可以通過計算已安裝的導向管數量來確定障礙物和地質變化的位置。

    根據已知的地質條件和項目的巖土工程數據,選擇適當的工具,將導向管直徑擴大到鋼套管直徑。這樣做的另一個好處是,施工人員可以根據先導管的安裝經驗了解地質變化的位置。

    用于軟土的工具

    軟土指N值不超過30的松軟的地層。對于1米以下的鋼套管,最常用的軟土工具是焊接式擴孔頭。它被焊接在最后一根導向管和鋼套管前段上。通過導向管連接和擴孔頭套管臂提供剛性,以確保鉆孔正確對準并保證質量。在此過程中,鋼套管的安裝可一步完成。

    焊接式擴孔頭

    如果項目的鋼套管直徑在1-2米之間,且地質條件類似,則建議采用兩步式焊接擴孔頭方法。首先,承包商要遵循與小直徑焊接式擴孔頭相同的安裝程序。然后,按照行業慣例,將大約為套管直徑一半大小的中間鋼套管連接到第一個擴孔頭,并將另一端焊接到第一個鋼套管上。這種兩步法可以覆蓋更多的表面區域以保持對齊的穩定性,在使用較大功率的螺旋頂管機時最為成功。

    用于較硬地質的工具

    較硬地質的定義是N值大于30的密度更大、更密實的地層。在較硬地質中使用0.6米以下鋼套管的項目中,在導向管和切削鉆頭之間插入一個小型軸承旋轉環是一種可靠的方法。

    軸承轉環組件

    軸承轉環可承受持續的推力載荷,并吸收導向管的旋轉,使其保持靜止,從而保持對準。對于超過0.6米的鋼套管安裝,建議在第二道安裝時使用更大的內部軸承轉環,并采用更堅固的連接。軸承轉環通常插入中間套管內,連接在螺旋鉆具六角連接件之間,當鉆孔直徑增大時,軸承轉環的作用是承受推力載荷和頂力。

    如果壓力較高,建議承包商在工具中添加一個帶有硬質合金刀具和可伸縮翼刀的刀盤,而非標準化的螺旋頂管機刀盤。這種刀盤有三個功能。首先,它提供了更堅固的切割刀具,可在螺旋鉆具旋轉時掘進土壤。其次,翼刀略微超出鋼套管的外徑,以留出最小的超挖空間,使鋼套管能輕松滑入鉆孔內。最后,如果有障礙物阻礙鉆桿轉動。在這種情況下,承包商可以縮回并拉回套管內的刀頭,清除障礙物,然后重新插入。

    用于巖石地層的工具

    對于高硬度巖石的掘進項目,必須使用更先進的工具和不同的策略。在掘進過程中,與導向管一起使用的轉向頭會使土壤發生位移,因此選擇帶有切削工具的轉向頭是比較好的選擇。

    對于密度更大的地質,承包商則采用氣動錘。氣錘會產生巖屑,這些巖屑會被加壓,并通過從始發點注入泡沫來清除。這一過程通?纱虺鲩L達0.2米的鉆孔。為承受推力負荷和振動,必須使用特殊的巖石導向管和其他特定工具。

    小直徑螺旋頂管機采用全斷面圓形刀盤,可安裝最大直徑為1.2米的鋼套管。這些組件焊接在鋼套管上,并可安裝臨時套管部分的軸承轉環。使用螺旋頂管機的圓形刀盤將巖石切碎。

    其次,有必要引入冷卻水來冷卻螺旋頂管機的主軸承,并幫助將棄土從刀盤轉移到螺旋鉆具中。這種做法可延長機器使用壽命并減少刀盤的磨損。

    值得注意的是,液壓油、潤滑泥漿和泥漿泵系統對任何鋼套管安裝都有影響。適當選擇和使用潤滑泥漿對于減少摩擦、降低頂推力以及在適用情況下沖洗切屑至關重要。建議承包商在開始項目前咨詢合格的泥漿供應商,以便根據項目的地質條件正確選擇潤滑泥漿。

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