一级造价工程师

1.气动夯管锤铺管施工设备和配套机具

气动夯管锤铺管施工主要设备除气动夯管锤外，还需配置一些其他设备和机具。

(1)主机。主机指气动夯管锤铺管系统中的锤体部分，是由它产生强大冲击力将钢管夯入地层中。

(2)动力系统。气动夯管锤以压缩空气为主，同时压缩空气又是排除土芯的动力。气源主要是空气压缩机，驱动气动夯管锤的空压机，压力为0.5?0.7MPa，排气量根据不同的型号夯管锤的耗气量而定。

(3)注油与管路系统。注油器用于向压缩空气中注油，润滑夯管锤中的运动零件，注油器设计成注油量可调，其调节范围一般为0.005?0.052L/min。夯管锤通过管路系统与气源连接，而注油器位于管路的中间，利用压缩空气将润滑油连续不断地带入夯管锤中。

(4)连接固定系统。连接固定系统由夯管头、出土器、调节锥套和张紧器组成。夯管头用于防止钢管端部因承受巨大的冲击力扩张而损害。出土器用于排出在夯管过程中进人钢管内又从钢管的另一端挤出的土体。调节锥套用于调节钢管直径、出土器直径和夯管锤直径间的相配关系。夯管锤通过调节锥套、出土器和夯管头与钢管连接，并用张紧器将它们紧固在一起。因为调节锥套、出土器和夯管头传递着巨大的冲击力，设计中应对他们的强度和连接可靠性进行综合考虑。

(5)注浆系统。注浆系统主要由储浆罐、注浆头、注浆管、传压管和控制阀等部分组成，其特点在于用压缩空气做动力，可持续地向地层的钢管内外两侧注浆，用以减少夯入地层阻力。

(6)清土系统。清土系统包括封盖和清土球，封盖用于防止钢管内的压缩空气从管端泄漏，清土球在钢管内相当于一个活塞，在空气或水压力作用下在钢管内不断前进，从而将管内的土体从钢管另一端推出。

(7)辅助工具。指专门设计的在夯管过程中用于支撑夯管锤和保证夯管目标准确度的钢支架等。

2.气动夯管锤铺管的特点

气动夯管锤铺管时由于夯管锤对钢管是动态夯进，产生强力的冲击和振动，绝大部分泥土随着钢管进入土层而不断进人管道，这样大大减小了夯管的管端阻力，且减小对穿越处地面的隆起破坏。同时，振动作用也有利于使钢管周围的土层产生一定程度的液化，并与地层间产生一定的空隙，减少了钢管与地层间的摩擦阻力。由于动态夯进可以击碎障碍物，所以在含卵砾石地层或回填地层中铺管时，比管径大的砾石或石块可被击碎后一部分进入管内而穿过障碍物，而不是试图将整个障碍物排开或推进。基于此，气动夯管锤具有以下特点：

(1)地层适用范围广。夯管锤铺管几乎适应除岩层以外的所有地层。

(2)铺管精度较高。气动夯管锤铺管属不可控向铺管，但由于其以冲击方式将管道夯入地层，在管端无土楔形成，且在遇障碍物时，可将其击碎穿越，所以具有较好的目标准确性。

(3)对地表的影响较小。穷管锤由于是将钢管开口夯1人地层，除了钢管管壁部分需排挤土体之外，切削下来的土芯全部进入管内，因此即使钢管铺设深度很浅，地表也不会产生隆起或沉降现象。

(4)夯管锤铺管适合较短长度的管道铺设，为保证铺管精度，在实际施工中，可铺管长度按钢管直径(以mm为单位)除以10就得到夯进长度(以m为单位)。

(5)对铺管材料的要求。夯管锤铺管要求管道材料必须是钢管，若要铺设其他材料的管道，可铺设钢套管，再将工作管道穿入套管内。

(6)投资和施工成本低。施工条件要求简单，施工进度快，材料消耗少，施工成本较低。

(7)工作坑要求低。通常只需很小施工深度，无须进行很复杂的深基坑支护作业。

(8)穿越河流时，无须在施工中清理管内土体，无渗水现象，能确保施工人员安全。

(四)导向钻进法施工

1.导向钻进法施工的基本原理

大多数导向钻进采用冲洗液辅助破碎，钻头通常带有一个斜面，因此当钻杆不停地回转时则钻出一个直孔，而当钻头朝着某个方向给进而不回转时，钻孔发生偏斜。导向钻头内带有一个探头或发射器，探头也可以固定在钻头后面。当钻孔向前推进时，发射器发射出来的信号被地表接收器所接收和追踪，因此可以监视方向、深度和其他参数。

成孔方式有两种：干式和湿式。干式钻具由挤压钻头、探头室和冲击锤组成，靠冲击挤压成孔，不排土。湿式钻具由射流钻头和探头室组成，以高压水射流切割土层，有时以顶驱式冲击动力钻头来破碎大块卵石和硬地层。两种成孔方式均以斜面钻头来控制钻孔方向。若同时给进和回转钻杆，斜面失去方向性，实现保直钻进;若只给进而不回转，作用于斜面的反力使钻头政变方向，实现造斜。钻头轨迹的监视，一般由手持式地表探测器和孔底探头来实规，地表探测器接收显示位于钻头后面探头发出的信号(深度、顶角、工具面向角等参数)，供操作人员掌握孔内情况，以便随时进行调整。

2.钻头的选择依据

(1)在淤泥质黏土中施工，一般采用较大的钻头，以适应变向的要求。

(2)在干燥软黏土中施工，采用中等尺寸钻头一般效果最佳(土层干燥，可较快地实现方向控制)。

(3)在硬黏土中，较小的钻头效果比较理想，但在施工中要保证钻头至少要比探头外筒的尺寸大12mm以上。

(4)在钙质土层中，钻头向前推进十分困难，所以，较小直径的钻头效果最佳。

(5)在粗粒砂层，中等尺寸的钻头使用效果最佳。在这类地层中，一般采用耐磨性能好的硬质合金钻头来克服钻头的严重磨损。另外，钻机的锚固和冲洗液质量是施工成败的关键。

(6)对于砂质淤泥，中等到大尺寸钻头效果较好。在较软土层中，采用较大尺寸的钻头以加强其控制能力。

(7)对于致密砂层，小尺寸锥形钻头效果最好，但要确保钻头尺寸大于探头筒的尺寸。在这种土层中，向前推进较难，可较快地实现控向。另一方面，钻机锚固是钻孔成功的关键。

(8)在砾石层中施工，镶焊小尺寸硬质合金的钻头使用效果较佳。

(9)对于固结的岩层，使用孔内动力钻具钻进效果最佳。

3.导向孔施工

导向孔施工步骤主要为：探头装人探头盒内;导向钻头连接到钻杆上;转动钻杆，测试探头发射是否正常;回转钻进2m左右;开始按设计轨迹施工;导向孔完成。

导向孔施工多采用手提式地表导航仪来确定钻头所在的空间位置。导向仪器由探头、地表接收器和同步显示器组成。探头放置在钻头附近的钻具内。接收器接收并显示探测数据，同步显示接收器探测的数据，供操作人员掌握孔内情况，以便随时调整。

钻进时应特别注意纠偏过度，这种情况一旦发生将给施工带来不必要的麻烦，会大大影响施工的进度和加大施工的工作量。为了避免这种情况的发生，钻进少量进尺后便进行测量，检验调整钻头方向。

4.扩孔施工

扩孔是将导向孔孔径扩大至所铺设的管径以上，以减小铺管时的阻力。当先导孔钻至靶区时就需用一个扩孔器来扩大钻孔。一般的经验是将钻孔扩大到成品管尺寸的1.2?1.5倍，扩孔器的拉力或推力一般要求为每毫米孔径175.1N。根据成品管和钻机的规格，可采用多级扩孔。

扩孔时将扩孔钻头连接在钻杆后端，然后由钻机旋转回拉扩孔。随着扩孔的进行，在扩孔钻头后面的单动器上不断加接钻杆，直到扩至与钻机同一侧的工作场地，即完成了这级孔眼的扩孔，如此反复，通过采用不同直径的扩孔钻头扩孔，直至达到设计的扩孔孔径为止。对于回拉力较大的钻机，扩孔时可以采用阶梯形扩孔钻头，一次完成扩孔施工，甚至有时可以同时完成扩孔和铺管施工。

（责任编辑：zyc）

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