地下顶管施工进度影响因素分析

1本科毕业论文影响地下顶管石方爆破工程进度的因素分析THEIMPACTOFTHEUNDERGROUNDROCKBLASTINGPIPEJACKINGFACTORANALYSISOFTHEPROGRESSOFTHEWORKS学院（部）：化工学院专业班级：弹药05-5学生姓名：张智超指导教师：王洪森讲师2009年6月8日安徽理工大学毕业论文I摘要随着城市经济的发展，城市地下管道的建设越来越多。地下顶管是一种非开挖的管道铺设方式，它适应城市中铺设地下管道的要求（不破坏周围的环境、不阻断交通等）。本文主要说明地下顶管的铺设中影响工程进度的因素。爆破顶管工程进度的影响因素有很多，其中地质条件和爆破效果是主要的因素。关键词：顶管，影响因素，爆破安徽理工大学毕业论文IIABSTRACTAlongwithurbaneconomy'sdevelopment,theurbanundergroundduct'sconstructionaregettingmoreandmore.TheundergroundtoppipeisthepipeliningwaywhichaCentralAfricaexcavates,peripheryitadaptsinthecitytolaydownundergroundduct'srequest(nottodestroytheenvironment,nottoblocktransportationandsoon).Thisarticlemainexplanationundergroundtoppipelaysdownaffectstheprogressofworkstoputinthefactor.Thedemolitiontoppipeprogressofworks'sinfluencingfactorhasmany,thegeologicalconditionandtheblastingeffectaretheprimaryfactors.KEYWORDS:toppipe,influencingfactor,demolition安徽理工大学毕业论文I目录1绪论....................................................................11.1引言..............................................................11.2非开挖技术的发展和应用国内外现状综述..............................11.2.1非开挖技术的发展和应用国外现状...............................11.2.2非开挖技术的发展和应用国内现状...............................21.3新管道的铺设方法...................................................21.4本文研究的内容.....................................................42爆破顶管工程进度的影响因素..............................................62．1地质条件对工程进度的影响..........................................62.1.1岩石和岩体的物理概念.........................................62.1.2岩石的分级...................................................72.1.3不同岩土体扩孔失稳的机理.....................................92.1.4塌方处理方法................................................112.1.5地下水对工程进度的影响......................................122.2爆破效果对工程进度的影响..........................................142.2.1炸药性能的影响..............................................152.2.2装药结构的影响..............................................162.2.3炮泥的影响..................................................182.3其他影响因素分析..................................................182.3.1掏槽效果对工程进度的影响....................................182.3.2通风对工程进度的影响........................................192.3.3周围环境对工程进度的影响....................................19结论.....................................................................21参考文献.................................................................22谢辞.....................................................................24安徽理工大学毕业论文11绪论1.1引言非开挖技术是指利用现代化地下管线的施工机械，在不开挖或只开挖少量作业坑(井)的条件下，以高效、优质、成本适中且对环境友善的方式，进行铺设、修复和更换管道的技术。其应用主要属于各类地下管线工程建设领域，其作业方式在国际上被称为非开挖技术或无沟渠技术。非开挖技术的主要优势是：1避免了传统开挖施工对居民正常生活的干扰和对交通、环境、周边建筑基础的破坏问题。因为非开挖施工不阻断交通、不破坏绿地、植被、不影响商店营业、不干扰医院、学校和居民的正常生活和工作秩序；2可在传统工法无法施工或不允许开挖的场合（如穿越河流、湖泊、重要交通干线、重要建筑物）完成管道安装。因用非开挖技术从地下穿越，还可选择将管线在工程量最小的地点穿过；3较好的经济效益和较大的社会效益。在可比性相同情况下，非开挖管线铺设、更换、修复的综合成本（直接成本+间接成本）均低于明挖法施工。管径越大、埋深越大、地层越硬时经济效益越明显。一般说来，非开挖技术可以做到低成本（埋深大时比明挖少投资15～20%）；4施工安全、工期快捷。在埋深较大和硬质岩条件的情况下更为明显。1.2非开挖技术的发展和应用国内外现状综述1.2.1非开挖技术的发展和应用国外现状技术方面，非开挖技术以岩石钻凿、隧道掘进、物探等领域为背景，在现代机械工程、自动控制、测控技术、断裂力学、光学等基础理论及相关技术支撑下，以主要面向地下管线建设而逐步形成的一门多学科交叉的综合技术。它涵盖近百种工艺方法，主要分为现场勘测、新建管线、旧管修复或替换三大类。作为一种对环境友好的施工方法，并以综合成本最优等优势，现代非开挖技术在发达国家的应用受到了公众的普遍欢迎，非开挖作业的市场份额正逐年增加，目前约占地下管线作业量的10%左右。这项技术首先由日本于80年代初开始系统研究，随后美国、英国、德国等也大力投入，并先后在城市供水、污水、天然气、通讯等方面的地下管线建设工程应用中收到了极大的社会经济效益。随着高新技术的注入，现代非开挖技术使地下管线施工作业经历了一次又一次的技术革命，并以其独特的技术优势和广阔的市场前景得到世界各国政府的极大重视。例如，美国克林顿政府在1994年财政年度批准了为期7年，总投资为2.5亿美元的“先进的钻探和掘进技术国家计划”就把此项技术列入城市基础设施和建筑业发展规划中，以增强美国在该领域内的技术领先和市场竞争优势。目前，日本、美国、德安徽理工大学毕业论文2国等发达国家利用其雄厚的技术实力和财政支持，其先进的产品和装备基本上垄断了地下管线非开挖技术市场。产业方面，在发达国家非开挖技术作为地下管线工程的一个新技术增长点，逐渐发展成为一个新兴产业（作业装备制造业、配套材料业及工程承包业），它的高产业相关度为发达国家创造了新的就业机会。据统计，在西方发达国家，非开挖作业装备制造商和材料供应商就有450多家，工程承包商4000余家，使用的各种非开挖施工方法近百种，专业配套施工装备品种已系列化。随着全球“一体化”进程的加快，我国的对外开放，国外供应商已进入大陆市场，竞争日趋激烈。1.2.2非开挖技术的发展和应用国内现状我国非开挖技术的研究起步较晚，其应用和发展大致可分为两个阶段：1953～1985年为第一阶段，为对传统的非开挖技术的探索阶段；1985年至今为第二阶段，为引入现代非开挖技术与装备并开始消化阶段。在我国，目前尚无完整的非开挖技术设备生产企业，更谈不上具有国际市场竞争力。现已推向市场的国产非开挖技术装备，一类是通过引进设备模仿或研制生产的导向钻机。另一类是利用其原有设计研究基础、采用制造加上进口件集成的办法，研制大直径用盾构、全断面掘进设备和顶管设备。目前我国从总体上看对非开挖技术的科学研究与试验仍处于起步阶段，与国外相比差距很大。一是表现在设备研制上，二是施工技术和工艺上。为此有必要加大基础研究为我国制造业尽快提供出制造此类技术设备的科学依据，也为我国提出先进的施工工艺提供理论基础。1.3新管道的铺设方法1、顶管法顶管法是使用得最早的一种施工方法，起源于美国。最初，顶管施工法主要用于跨越孔施工时顶进钢套管。随着技术的改进也用于无套管的情况下顶进永久性公用管道，主要是重力管道。顶进施工时，首先选择工作坑的位置，开挖工作坑。然后按照管线的位置和坡度，在工作坑底部修筑基础，在基础上设置导轨，并将管节安放在导轨上。顶进前，在管端开挖导孔，再用千斤顶将管节顶入，一节管顶进去后，连接第二节管继续顶进。2、导向钻进铺管法采用方向可控和以水射流破土为主的钻进技术，使用地表放置的钻机，按设计轨迹钻一个导孔，然后在扩孔和回拉的同时铺入管线。根据钻机能力、铺管直径和地层条件，也可先进行一次或两次扩孔后再拉管。采用带斜面的钻头，通过对其回转状态的控制，进行钻孔方向的调控。钻头的定位和导航通过采用手持式仪器测量钻头附近探头发出的电磁信号来实现。安徽理工大学毕业论文3该方法适用于在松软地层中进行较小型的管线铺设。常见铺管直径在350mm以内，铺管长度在300m以内，铺管深度在15m以内。可用管材包括钢管、PE、PVC管等。3、水平定向钻进铺管法该方法施工原理同导向钻进铺管法。与其不同之处是：采用螺杆马达和弯接头来进行定向钻进，通过弯接头的转与不转来实现造斜和保直钻进；采用有缆式随钻测斜仪进行钻头的定位和导航；在进行大型穿越时，有时在导孔钻柱外增加套洗钻柱，以减少导孔钻进时的阻力和保证拉管施工安全。该方法主要用于中、大型河流或较大规模障碍的管线穿越。最大铺管直径可达1.2m,铺管长度可达1.5km，深度可达60m。碎岩的主要工具是牙轮钻头，根据地层条件，也可采用合金钻头或金刚石钻头。因此,该方法适用于各种类型的地层。可用管材包括钢管或PE管等。4、顶杆铺管法它由钢质外套和重型活塞组成。在压气作用下，矛体内的活塞往复运动，不断冲击矛头，矛头挤压土层成孔并带动矛体前进。欲铺设的管线接在气动矛后，一次铺入。由于矛体与土层摩擦力的作用以及活塞往复运动的冲击力远大于回程时的反作用力，故气动矛可在土层中自行移动。通过反转送气管，还可实现气动矛向后运动。气动矛铺管法的特点是简便、易行、效率高、成本低。该方法铺管的长度一般在30ｍ以内(因铺管方向