夯管机施工指导作业书Word文档格式.docx
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a施工勘察和图纸准备
施工前,组织有关人员到施工现场进行现场调研,熟悉施工图纸,在了解地质条件、施工场地的基础上选择可行的施工方法。
根据场地情况选择施工设备、施工机具和其它临时施工用料。
编写施工技术方案和施工技术措施。
b、机具准备
做好施工机具、施工设备的维护和检修,保证施工机具完好率达到100%。
C、地质资料的准备
积极与有关部门取得联系,了解掌握施工地段的地质状况的详细技术资料,探明操作坑周围及路肩、路面下是否有油、气、水管道及通讯电缆、电力电缆、光缆和其它地下埋设物,并确定操作坑下是否符合开挖条件。
d、施工材料的准备
施工主材的准备应根据设计要求,选择合适的管材,一般情况下管材均
为无缝钢管,如果管径较大壁厚较厚也可以用螺旋卷制的钢管。
e、施工辅助设施的准备。
施工开工前,应做好施工警示标志,安全标志,并做好其它的施工临时设施如。
2)、修筑施工便道
根据现场情况,在穿越点除与公路之间应修筑一条临时的施工便道,以便施工机具、施工设备和其它运输车辆的进入,施工便道根据需要可适当加宽,一般情况下,施工便道的宽度为6m。
长度视穿越点距主要交通线路的距离而定。
3)、测量放线、平整场地。
根据穿越公路、铁路两边的管道中心线的木桩及作业带的宽度测放出施
工作业带的边界线,一般情况下施工作业带的宽度为18m,长度为18~25m。
在实际施工过程中可以根据场地具体情况测平出一块施工作业带,主要用于停放各种施工设备、施工机具,堆放穿越管材、搭设临时设施等。
两个施工操作坑的开挖边界线的测量主要根据管道埋设中心线的木桩测量出穿越套管的中心线与自然地面的高差,并根据穿越套管管径的大小,土质情况,单根钢管的长度确定操作坑坑底边界线和放坡边界线。
4)、操作坑的开挖
操作坑主要作用是在穿越施工时安放导轨、夯管机和钢管及其它设备,在操作坑能完成施工作业。
根据穿越管径的不同,单根钢管的长度不同,操作坑的大小也不同。
一般情况下,操作坑的大小可以按下面的尺寸进行开挖:
起始作业坑的长度(L)单根钢管的长度(Li)+夯管机的机身长度(L2)
+1.5m。
起始作业坑的宽度为(B)
钢管的直径(D)+1.0m。
交汇作业坑的长度为
(L)
5m。
(根据具体的施工条件和要求可适当调
整)
。
交汇作业坑的宽度为(
B)
钢管的直径(D)+2.0m。
作业坑的深度根据待穿越钢管的埋置深度而定。
在测放完开挖边界线以后,可用人工或单斗挖掘机沿着测放出的开挖边界线开挖出两大施工作业坑。
开挖出的泥土应堆于基坑的一侧,另外,在起始工作坑的前端还应开挖出一焊接作业坑。
焊接作业坑的大小可根据实际情况而定,只要方便焊接作业为宜。
焊接作业坑的大小一般可按以下尺寸开挖:
宽度为:
长度为:
1.0m。
深度为:
0.5m。
(管底距焊接坑底的深度)。
操作坑开挖完以后,根据土质情况对基坑边坡作适当的支护处理,以防基坑边坡滑坡垮塌影响施工。
在基坑坑底中轴线方向上还应开挖出一排水沟,排水沟的深度为20~30cm,宽度为20cm。
排水沟的作用是将基坑内的渗水排向基坑尾部的积水坑中集中排出。
如果基坑内的土质较松软,则应在坑底浇筑一定厚度的C10素混凝土垫
层。
坑底必须保持水平,在坑底平整的过程中应随时用水准仪进行找平,以保证穿越管道的精度。
交汇坑的坑底标高应比起始作业坑的标高底20~30cm。
在起始作业坑的前端距入土点约2.0m的位置开挖出两个锚固坑。
锚固坑的深度可尽量开挖深些,开挖的为长度为1.0m~1.5m左右。
其主要目的是在
开始夯击钢管时,通过预埋的锚固桩将钢管拽紧,以防钢管的窜动。
另外,在起始作业坑的尾部同样要开挖一锚固坑,以便在夯完一根钢管后,通过锚固坑内预埋的锚固桩将夯管机拖回基坑的尾部。
基坑在开挖时,基坑的前端开挖断面应距公路、铁路路基基脚一定的距离,一般应保持在2m以上,以保证路基的稳定。
5)、导轨、枕木的安装定位。
导轨的安装定位是否精确将决定着整个穿越的精度,因此导轨的安装定
位必须认真仔细。
在安装导轨之前必须再次测量基坑的平整度,然后将道木每隔2m安放一根,并固定在基坑底部并用水准仪将其顶部调整在同一高度。
道木安放完以后,用吊车将导轨吊下基坑,并将其安装在道木上并用道钉固定牢。
轨道在安装的过程中应随时用经纬仪、水准仪和水平尺进行测量调整。
两轨道之间的距离应根据穿越管径的大小作适当的调整,一般情况下两轨道之间的距离为280mm。
轨道的长度为12m,以保证夯管机在轨道上有足够的活动距离。
注意,轨道在安装时,轨道的前端应距基坑壁1.0~1.5m,以留出
钢管的焊接基坑,方便焊接。
6)、设备的进场及作业场地的布置。
基坑开挖完以后,所有的施工设备应同时进场,其它临时设施也应相继搭设完成。
设备的摆放应当合理,以方便施工。
由于夯管穿越施工工艺简单,所需的施工设备较少,在一般情况下可将设备摆放在基坑的一边。
设备的摆放和临时设施布置可参见施工场地布置附图。
具体布置应根据场地情况而定。
7)、第一根钢管的准备。
A、钢管的选择。
由于采用夯管法进行穿越施工,夯管机的夯击力可以达到800T,另外
夯管机的夯击力是通过套在钢管管口内的夯环来传递夯击力的,因此,在夯击过程中,钢管要承受轴向上的夯击力和切向上的挤压力,从而造成钢管端头发生张口变形。
为了减少钢管的过渡变形,因此在选择钢管时应适当选择壁厚较厚的钢管,如果钢管的壁厚较薄,则一定不能选用螺旋管或直缝管。
在一般情况下钢管的选择应按照如下(表一)提供的管径、壁厚来选择钢管。
表一:
夯管机施工管径与壁厚的选择情况表
序号
管径(mm)
壁厚
(mm)
备注
1
300以下
大于7
采用无缝管(钢管)
2
300~600
大于8
米用无缝管(较厚螺旋管或直缝管)
3
600以上
大于10
根据壁厚可米用卷管或直缝管(钢管)
B、管鞋的制作
首先将待穿越的第一根钢管的一端用火焰烧烤掉钢管表面的防腐层,
然后用砂轮机将钢管表面打磨干净,打磨长度为70cm。
再将打磨干净的钢管切割下两段,每一段长度为15cm,将切割下的两段钢管沿纵向分别切割成6~8等份的小块。
然后将这些小块分别焊接在第一根钢管的前端形成管鞋以加强管端部分。
注意,管鞋的外圈在焊接时必须留出约1/5~1/4的部
分不焊接加强缘,内圈则必须全部焊接不留任何间隙,管端加强缘必须焊接牢固。
在焊接时,外圈应沿钢管的端头向后缩回1~1.5倍管壁厚度的距
离,而内圈则应向前伸出约1~1.5倍管壁厚度的距离,从而使待穿越管的前端形成一锥形头。
外圈起超挖作用,即在钢管夯进过程中管头外圈的加强缘形成超挖,从而减少钢管在夯进过程中的夯击阻力。
内圈则是将进入钢管内的泥土柱缩小,并形成一定的间隙,以便在清除管内的泥土时注入的水能浸入管内润滑管壁。
另外,由于管内泥土柱的缩小减小了夯击过程中的泥土摩擦,使夯击作业更易进行。
另外,在钢管的前端紧接加强缘尾部在钢管的上部切割一直径为20~30mm的小孔,以便插入并焊接一润滑管(注水管),注水管的前端部必须用钢板遮盖并焊接牢固,以防在夯进过程中注水管磨损。
C、挂环的制作。
挂环的制作是钢管夯击能否顺利进行的关键工序,挂环将钢管和夯管机连接在一起,以保证夯管机的高效率工作。
因此在制作过程中,挂环所使用的材料必须具备一定的强度,焊接必须牢固。
为了保证挂环的牢固,挂环可用16~22mm厚的钢板制作,或用16~22mm的园钢制作而成,挂环的形状为S型。
挂环制作完成后应将其焊接在被夯击的钢管的尾部,在钢管的端面视图上,两挂环的焊接位置成V字型,两挂环分别处在时钟的10点和2点钟的位置。
8)、基坑中设备的安装
A、导轨的安装。
基坑准备完以后,先将枕木沿基坑纵向布置在基坑的底部,第一根枕木距基坑前坑壁约1.5m。
枕木必须埋置在基坑底一定深度位置,在埋置枕木时,需用水准仪进行找平,使枕木的顶部表面处于同一高度位置。
然后,将导轨安放在枕木上。
导轨之间的距离根据穿越管径的大小确定,但是两导轨必须对称安装在待穿越管道中心线的两边,在安装导轨时必须用经纬仪校正轨道的方向。
轨道位置确定以后,应立即用道钉将轨道固定在枕木上以防轨道移位。
B、设备的安装就位
导轨安装好以后,可将钢管托架,夯管机托架放置在轨道上,然后将已经制作好的第一根待穿越钢管放置在钢管托架上,并用手扳葫芦将其紧抵在基坑的前壁上,手扳葫芦的一端挂在钢管的尾部,另一端挂在基坑前端的预埋钢管上。
注意,钢管在安装时必须将管头留出的约1/5~1/4没有
焊接加强缘的部分向下,此时钢管尾部的挂环正好处于时钟的2点和10
点的位置。
如果不对,应及时调整挂环的位置。
钢管安装好以后,应将夯管机吊下基坑并放在夯管机托架上,(注意,
夯管机在吊装时只能用呢绒吊带进行捆绑吊装,捆绑必须牢固。
)将夯管
机放置在导轨的尾部,夯管机与待穿越钢管之间应留出约0.5~1m的间隙
以便安装夯环。
注意,在安装夯管机时,夯管机必须放置在托架上,不能直接将夯管机安放在导轨上,否则在夯击过程中夯管机直接与导轨进行摩擦而损坏。
夯管机安放在轨道上后,接着将需要的夯环逐个套在一起,并将夯环组的一端插入钢管的尾部,另一端与夯管机锥部连接。
为了连接牢固,需用两个手扳葫芦或紧线器将钢管、夯环和夯管机紧紧连接在一起。
注意,
在安装夯环时,夯环的两个锥面必须保持干净,夯管机轴线、钢管轴线必须在同一直线上,以防在夯击过程中钢管受力不均发生偏斜。
C、空压机、专用气管、注油器、夯管机之间的连接。
夯管机穿越公路、铁路的动力来源于空压机的高压气,夯管机能够正常工作所需的空气压力为0.6~0.7Mp,因此选用的空压机必须满足空压机的正常工作压力为0.6~0.7Mp,排气量为12m3/min以上,而且空压机的储气罐上必须具有25mm和50mm的排气阀门。
夯管机专用气管内径为50mm的高压胶皮气管,气管能够承受的压力必须大于1.0Mp以上。
气管的长度为20m。
夯管机工作过程中,由于气管的抖动,会造成气管与地面之间发生摩擦而磨损气管壁,经过长期的磨损将造成气管壁爆裂发生危险,因此在施工过程中应随时注意保护夯管机专用气管。
如可能可用一塑料袋将气管包裹起来,减少气管直接与地面之间的摩擦。
注油器是夯管机能正常工作的必不可少的部件,在钢管夯击过程中,注油器不断向夯管机内注入润滑油,以保证夯管机正常工作。
在夯击之前必须先向注油器内注入足够的专用润滑油。
将专用气管和夯管机连接之前,应先将空压机、专用气管和注油器连接起来,开动空压机以排出空压机储气罐和气管内的杂物。
专用气管的主管应与空压机的直径为50mm的排气阀连接,另外一直径为25mm的短节气管与空压机的直径为25mm的排气阀连接。
注油器连接在旁路管上,注油器在连接时应注意其排气气流方向,注油器上标注的气流方向应与空压机排出的气流方向一致。
在开动空压机之前应将所有的阀门关闭,当空压机的二级排压达到要求的工作压力时再徐徐打开空压机的主阀门开关,排出空气,以清洁空压机储气罐和高压气管,保证夯管机处于干净的环境下工作。
注意在清洁气管时,高压气管的前端必须固定,以防在清洁时气管摆动伤及人员和损坏设备。
气管清洁完成后应立即将高压气管与夯管机连接起来,在连接夯管机时,应先向夯管机尾部的进气管内注入约100ml
的润滑油,在注入润滑油时千万小心,不要带入其它渣滓以损坏活塞,然后将高压气管与夯管机连接起来即可开机进行夯击作业。
9)、夯击作业。
将所有工作准备完成以后,即可进夯击穿越作业。
由于夯管机的工作原理是夯管机内的主活塞来回往复运动冲击钢管,从而完成穿越施工作业。
在开始夯击时,钢管与土体之间、夯管机与钢管之间、夯管机与夯环之间的连接不是很紧密牢固,夯管机的瞬间冲击力将使它们之间的连接产生松弛,如果不及时的停机紧固将造成危险。
因此,在开始夯击时必须注意随时停机将两个葫芦再度张紧;
同时,向前拽着钢管的葫芦也必须再度张紧以使钢管紧紧的抵在基坑前端面,直到钢管不发生窜动为止。
一般情况下,钢管只要进入土层约1.5~2.0m时就基本上不发生窜动,此时可将拽着钢管的葫芦取掉或放松。
另外,在将钢管开始夯进到不再发生窜动之前,空压机向夯管机送气应采用间断式送气。
也就是说,在送气过程中如果夯管机与夯环之间、夯环与钢管之间连接松动时应停止送气,将它们张紧后再送气夯击。
如此反复,直到夯管机、夯环与钢管之间不发生窜动为止,之后可进行不间断的夯击作业。
在夯管机进行正常穿越施工过程中必须有专人操作守候观察,操作人员不得擅自离开,以防发生意外事故。
两葫芦必须有人随时将其张紧,待夯管机与钢管之间完全夯紧后,两葫芦可适当放松,不必张得太紧。
注意,在钢管夯击之前应在钢管的顶部外表面标刻出尺寸,尺寸标注以
1.0m为间隔。
标注尺寸的目的是为了在穿越施工过程中进行穿管控制,随时了解穿越钢管管头的位置,并通过穿越时间计算出穿越速度。
在夯管机正常工作时,应适当调整注油器的注油量,直到夯管机尾部喷出的油雾充分雾化为止。
10)、组焊下一根钢管
当第一根钢管尾部到达夯焊接作业坑正上方时应停止夯击,并将夯管机
和夯环从前一根钢管上取下拖到轨道的尾部,然后焊接下一根钢管继续夯击。
注意,在组焊钢管之前,应将已穿越的钢管尾部被夯环张开的部分切割掉,前一根钢管尾部的挂环应切割下来,以防在夯击下一根钢管时增大夯击阻力。
组焊钢管时应保证两根钢管在同一轴线上,焊口必须牢固,焊接完以后根据需要进行X-ray射线探伤检测,焊口必须进行防腐补口处理。
如果穿越的钢管长度较长时,应沿焊口周围均匀分布的焊上4块加强板。
然后连接上夯环
和夯管机继续夯击作业,直到钢管从目标作业坑出来时为止。
穿越完成后,应将夯环、夯管机撤卸下来,并清洗干净,准备装箱。
11)、清管。
清管时穿越施工的一项极其重要施工工序,由于采用夯管机进行穿越施工,在施工时为了减少钢管夯击过程中的穿越阻力和在穿越过程中钢管对其周围土体的破坏作用,让泥土进入钢管内而形成一泥土柱,只有极少部分的泥土挤向钢管周围。
因此,在穿越完成后应将钢管内的泥土清除干净,以便
主管的穿越。
清除管内的泥土可以采用以下几种方法:
A、螺旋钻法
螺旋钻孔法是采用与穿越的钢管内径基本相同的螺旋钻杆进行钻进排土,从而达到清土的目的。
但由于该方法采用的螺旋钻杆直径与待穿越的套管内径一致,待穿越钢管的直径不同,所使用的螺旋钻杆直径也不同,而且还必须配备一台专用钻机。
因此使用该方法的投资较大,施工工艺复杂,施工配套设备较多,一般情况下不予考虑。
B、高压水射流冲洗法
高压水射流冲洗法是采用高压水将钢管内的泥土冲出钢管。
由于该方法所需要的高压水的压力较大(最小压力为150pa),水的流量最小为1501/min,如果水的流量和水压增大清土的时间可以缩短,水压和水量不能太小,否则管内的泥土将无法清除。
由于该方法所需的水压很大,因此必须配备专门的设备,该设备的投资大约在20~30万元之间。
该方
法对粘性土及淤泥土的清除极为有效,但该方法在无水地区施工时将受到局限。
C、置换法
置换法是用没有泥土的钢管将有泥土的钢管置换出来,从而达到清土的目的。
具体的施工工艺如下:
置换法主要应用于小口径管道的清土,在进行套管穿越施工时,当套管穿越长度为待穿越长度的1/3T/2长度时,应停止穿越,并卸下夯管机和夯环。
然后在已穿越的钢管尾部焊接上一块钢盲板以封堵前段钢管,以防止泥土在夯击过程中进入后面的钢管内。
再焊接上待穿越的钢管直到焊接的盲板在目标接受坑出来时为止,从而达到清除管内泥土的目的。
注意:
在焊接上盲板进行夯击过程中,当带有泥土的钢管从目标接受坑出来以后,应将其切割下来,并尽量沿钢管的焊接接口位置切割,以保证切割下来的钢管的长度为原来钢管的长度。
如果切割下来的钢管长度过短,势必造成钢管的浪费。
将切割下来的带有泥土的钢管清除干净以备后用。
该方法的优点:
由于该方法是用没有泥土的钢管将有泥土的钢管置换出来,施工动力来自于夯管机的夯击力。
因此,施工速度快,能够大大缩短清土时间。
该方法的缺点:
由于该方法采用没有泥土的钢管来置换有泥土的钢管,势必要造成钢管的浪费,钢管准备的数量为待穿越钢管长度的1.3~1.5倍。
D、拱猪法
拱猪法是采用高压气将管内的泥土柔和地吹挤出来的一种清土方法。
在钢管夯击完成之后,在目标接受坑一端,将钢管的端部用人工清出约1m长的距离,如果可能,可尽量多清除一些泥土。
然后将准备好的拱猪球(通常是一超大直径的圆球或圆柱体,圆球的内部为硬橡胶,外部为海绵体)推进钢管内,再将准备好的盲板(盲板上开有两个孔,一个为压缩空气的进气孔,另一个为注水孔)焊接在钢管的端部以密封钢管,焊接必须牢固,以防发生危险。
打开供水阀向钢管内供水,然后开动空压机并停止供水,打开气阀用压缩空气将钢管内的泥土柱连续或间断的从起始工作坑一端排出。
注意,在使用拱猪法清管时,所有的人员都要远离起始作业坑,以防排出的泥土和拱猪球伤及人员,建议在进行清土施工时将起始作业坑盖起来。
E、人工清管
在较大口径的钢管穿越施工过程中,可以采用人工进行清土。
12)、设备撤离
清除管内的泥土后,套管穿越施工就基本完成。
然后可将不需要的设备撤离施工现场,注意:
撤离夯管机时,应将夯管机主活塞固定销锁紧,以防主活塞的活动损坏设备。
在夯管机撤离之前,应用约1~2升柴油注入夯管机
内,开动空压机进行进行夯管机内部清洗,然后再用约500ml液压油通过进
气管注入夯管机内并开动孔压挤运转2~3分钟以保护设备。
不需要的设备需清洁干净,然后可将其装车运回基地或运至下一处工地。
13)、主管段穿越。
当套管穿越施工完成以后,可进行主管段的穿越。
首先将待穿越的主管段组焊完成,并进行100%的X-ray射线探伤检测,然后进行补口处理。
将准备好的待穿主管段用手扳葫芦、吊车穿越完成。
14)、管沟回填。
主管道穿越施工完成以后,如果穿越点附近其它管道已安装完成,可进行回填工作,以防路基坍塌。
五、施工组织
1、施工人员组成表:
工种
数量
施工管理员
5
管工
技术工程师
6
起重工
电焊工
7
驾驶员
4
气焊工
8
杂工
合计
12
2、施工机具配置表:
名称
规格
数
量
用途
夯管机
TR360
1台
穿越钢管
空压机
14m3/min
穿管和清管
挖掘机
0.4m3
开挖作业坑和平场
吊车
10T
吊装
电焊机
350
焊接
其焊工具
1套
切割
钢板
挡板、制作挂钩
柴油发电机
150A400型
电源
9
离心水泵
2"
2台
排水
10
咼压水泵
0.6~0.7Mp
清管注水
11
货运汽车
5T
1辆
设备运输
夯环
13
经纬仪
测量
14
水准仪
15
活动支架
咼度可调
支撑夯管机
16
葫芦
6个
连接、吊装
3、施工辅助工具及施工用料表:
角向砂轮机
150mm
打磨
碗型钢刷
50个
打磨除锈
电焊条
焊把
1个
面罩
电缆
2芯
100m
3芯
150m
氧气管
50m
乙炔管
焊接钢管
12~15mm
足量
警示标志
磺钨灯
1Kw
4只
照明
道钉
固定轨道
轨道
24m
导向、支撑
钢丝绳
12mm12m
4根
铁丝
8mm
50Kg
17
铁秋
18
吊带
3T
19
普通电线
20
主材钢管
21
专用工具
4、计划工期
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