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非开挖夯管工艺对管道及周围环境的影响

来源:www.china-knw.com         发布时间:2024-03-18

  非开挖夯管技术是将待铺设的钢管用夯管锤沿设计路线直接夯入地层中,实现非开挖铺管。夯管锤本质上是一种低频大冲击力的气动冲击器,由压缩空气驱动。那么,它在施工期间对管道和周围环境有什么影响呢?
  1)地层振动
  在每次夯实过程中,冲击动载荷使管道振动并将其从管道转移到周围的土颗粒上。到目前为止,关于夯管引起的振动的研究还很少。
  考虑到地层振动,典型的开口夯管类似于相同直径的气动管爆炸。因为,在这两种方法中,设备采用的冲击频率相似,土层产生的挤压相似。在爆管作业中,随着振动源距地面距离的增加,地面振动迅速减小。除非距离振动源非常近,否则一般不会对附近的地下物体造成损害。爆管的一般安全距离为:距埋地管道2~3倍管径,距地面结构8倍管径。因此,夯管产生的地面振动不会损坏相似距离的物体。需要注意的是,随着管道直径和冲击力的增加,或岩层的存在,可能会在更远的距离发生更大的振动。
  2)表面扰动
  夯管过程中会发生地表扰动,这是因为在夯管进入地层的过程中没有排除管内的土芯。因此,在施工期间或之后,地面沉降急剧减少了环形空间。但是,管道上方的路面偶尔会凹陷或凸起。地表扰动的类型和范围与土壤条件、夯管类型(开放式或封闭式)和管道铺设深度有关。
  在砂质粘土中施工期间,可能会发生地面沉降或相邻管道失去支撑,因为施工期间会形成超挖。夯实管道可以加固管道周围的类似土壤。选择封闭夯管可以在一定程度上避免地面沉降,但这种方法需要增加夯击力,这在铺设大直径管道时是不现实的。

  地面隆起很少发生,因为超挖是在施工过程中由切割头形成的。地面有时出现在严重超固结土壤或颗粒土壤中,因为这些土壤在受到扰动时会膨胀。

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  3)对管道影响
  在夯管过程中,管道在夏季长期承受冲击载荷。每一次冲击,冲击能量都从夯管锤传递到管道和土层。因此,除了考虑顶力或减小管道尺寸和弯曲度以保护管道安全外,还应考虑冲击能量对管道结构和土压力的影响。