正在兴起的非开挖技术--爆管法

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1、万方数据第6卷第3期宁夏工程技术Vol6No．31竺：兰!里望堡墅兰!!里!!!些墅!!!!!!些兰!竺!文章编号：1671-7244(2007)03也35埘正在兴起的非开挖技术——爆管法丁文捷(宁夏大学机械工程学院．宁夏银川750021)摘要：非开艳技术在修复和替换天然气管道、污水管道和管践方面是一项迅速发展的技术．爆管是非开挖技术的一种方法，井且它是唯一的管道非开挖在线曼挟方法，它能够使掩埋的管道被一十完全新的管道所替换．同时，新管道可烈齄立行使现有管道的作甩而且可以增加管径通过介绍3种爆管系统，提供了关于爆

2、管法的适用性、设计考虑因素和优点等方面的信息．关键词：非开挖挂术：爆管法；替换；基础下部组织中圄分类号：TK7文献标志码：A在大城市，地下的基础构造组织是非常庞大的，其中许多已经到了使用寿命期限，并且需要更新或替换．传统的地下管道更换方法是通过开挖地面然后再掩埋沟槽，然而由此产生的交通堵塞和改道以及令人不快的噪音和视觉污染，对人们的日常生活、活动和施工地周围的商业有着严重的影响．目前，正在兴起一种非开挖技术—爆管法，又称胀管法，是指利用径向力破碎并增大现有管道，使一个新管道同时被安装的技术方法碎片被向外挤压到周围

3、的土壤里。同时一个新的管道被拖进爆裂装置钻的孔内I”．爆管法可以被应用到更换管道而无须开挖沟槽，这项技术被认为是唯一的管道非开挖在线更换方法，它能够使掩埋的管道被一个完全新的管道所替换。并且新管道可以独立行使现有管线的作用，而且可以增加管径．在某些工程中，原有管径可增加300％日．1主要的爆管系统目前，现有的爆管系统可根据其使用的爆管钻头被主要分为3类(图1)：①气动锤；②液压胀管器；③静力牵引器．每个系统之问的主要区别是在爆管操作过程中力的产生和力作用到原管道上的方式不同，结构如图2所示1．1气动锤气动锤是利用

4、有规律冲击的气压来驱动钻头向前运动并使旧管道破碎．一个小的牵引装置通过一个持续张力的绞车和缆绳来引导钻头．气动锤就像用锤子将钉子推进木头，反复的冲击使钉子笔直而又畅通地前进．这个系统包括一个前端装有静力爆裂翼的空气驱动冲击打孔器，也被称作“炸弹”．这个“炸弹”穿过旧管道时被一个持续张力的绞车牵引，爆裂则由产生很强冲击力的“炸弹”来完成．管子的碎片则被延辗机挤压到周围的土壤中．气动锤头静力牵引器头藏压胀管器头图l各系统的爆管头Fjg．1burstt哩head0feachsy目tem圈2爆管头结构FIg工嘲邯tⅡn0

5、fh叫gtiⅡghnd收稿日期：2006一lO-26作者简介：丁文捷(196＆一)，男，项士，副教授，主要从事过程装备与控制工程、服蓑信息技术、企业信志化研究．万方数据万方数据第3期丁文捷：正在兴起的非开挖技术——爆管法237～n．例如，大比率地扩张管径不能用静力牵引方法，这是因为这种方法仅仅依赖于牵引力，它不足以爆裂管道．当已经是很大管径的管道被大幅度地扩张时将出现一些操作恶化，在2—3倍于管道直径时，相当大的位移则会发生．不合适的管径扩张程度也会引起地面的振动．3．3爆管深度旧管的埋深影响着周围土壤的膨胀．而

6、且，地下水位的影响是随着深度而变化．随着深度的增加．插入坑和接受坑也会相应增大而且会更加复杂吼旧管的埋深在不同方面影响着爆管过程，例如：①存在地下水或是更深的地下水需要进行脱水或额外地脱水；②由于额外的土壤质量，爆管之后的土壤膨胀会变得更加困难；③根据土壤的种类，扩张新管道管径会需要额外的土壤膨胀；③由于必须的安全程序，人口坑(插入坑)和出口坑(接受坑)则需要额外的支撑；⑤由于额外的土壤荷载，允许的弯曲度会减小．现有管道不深及地面位移向上运动是发生很大地面位移的临界条件．如果爆管发生在最小覆盖深度之下，并且同邻近

7、的地下结构有一定距离，那么地面位移应该是可以被接受的3．35m和245m分别是爆管对于住宅建筑物和邻近的地下建筑的安全的距离日．旧管道所处的地层条件对地表移动的影响很大．当旧管道处在可压缩的土层中，爆管时引起的地表移动会比较小，变形分布也相对容易控制，如可塑黏土层；而在软土层中施工时．由于软土层的强度低、压缩性高、地下水位高、渗透性低。变形持续时间较长，所以在软土层中施工，容易引起地层变化．地层的变形控制是施工质量控制的重要内容地层条件的影响包括地下水的影响，由于在一些城市中管道埋置较深，有的在地下10m左右．因

8、此必然考虑地下水的影响爆管法施工时，会引起土体孔隙水压力的变化，由于总应力不变，土体的有效应力会随之发生变化，产生垂直方向上的变形．在不同地层条件下进行爆管法施工，要针对具体条件选择不同的施工方法，以达到良好的技术和经济效果．不论采用何种方法，必须考虑旧管道的埋深情况，如果』日管道的埋深较小，就会对周围的土体产生较大的影响，这时不宜选用爆管法．另外一个重要的施工条件是爆管