¿Método de apisonamiento de tuberías neumáticas y tecnología de construcción de orificios de congelación horizontal?
La tecnología de apisonamiento de tuberías neumáticas es una rama de la tecnología moderna de tendido de tuberías sin zanjas. Es adecuada para el tendido sin zanjas de tuberías de drenaje, agua potable, electricidad, comunicaciones y petróleo y gas que cruzan carreteras, ferrocarriles, edificios y. pequeños ríos. Es una tecnología de construcción simple, económica y eficaz, especialmente adecuada para el campo actual de la construcción de tuberías subterráneas sin zanjas en mi país. Especialmente cuando el orificio de congelación horizontal está ubicado en una capa de suelo blando con un gran contenido de agua y alta presión, como arena, arcilla limosa, arcilla limosa, suelo limoso, etc. (como en Shanghai), la tecnología de construcción de tuberías apisonadas es efectiva. para garantizar la congelación de la construcción tiene ventajas obvias en términos de menor descarga de lodo del pozo, control de las perturbaciones de la construcción en la formación y seguridad de la construcción. Desde 2002, se ha utilizado la tecnología de apisonamiento de tuberías neumáticas para reemplazar el método de perforación tradicional para la construcción de orificios de congelación horizontales. Se ha completado sucesivamente el canal de conexión del túnel y la estación de bombeo de la Fase II del Metro de Shanghai entre la carretera Yangshupu y la avenida Pudong (en el fondo del río Huangpu). ), la sección de cruce superior de la estación Tiiguan, la estación de bombeo de la estación Shangtiguan a la estación Yishan Road, el canal de conexión y estación de bombeo de Chengshan Road a Gaoqing Road, el canal de conexión y estación de bombeo de Tianjin Tucheng a Xiawafang y otros proyectos. , logró buenos resultados. Principio del proceso 1
El orificio de congelación horizontal se construye utilizando el método de apisonamiento de tubería neumática, es decir, el martillo apisonador de tubería neumático es impulsado por un compresor de aire para clavar directamente la tubería congelada en el suelo a lo largo de la guía. ferrocarril (ruta diseñada). Durante el proceso de apisonamiento de la tubería congelada, el suelo se aprieta para superar la fricción entre la capa de tierra y el cuerpo de la tubería, de modo que la tubería congelada continúa entrando en la capa de suelo hasta la profundidad diseñada. El principal equipo utilizado en este método es el martillo apisonador de tuberías. Es un impactador neumático de baja frecuencia y alto poder de impacto. Impulsado por aire comprimido, el tubo de acero a tender se hunde en el suelo siguiendo el recorrido previsto. Cuando se inserta el tubo congelado, su análisis de tensión se muestra en la Figura 1. En la Figura 1, P es la fuerza de impacto sobre la tubería congelada; f es la resistencia en el extremo de la tubería congelada; f es la fuerza de fricción entre la tubería congelada y la superficie de contacto del suelo; la tubería congelada; g es el respeto propio de la tubería congelada apisonada. Condiciones para el avance del tubo congelado: P F f f. En las dos fórmulas anteriores: μ es el coeficiente de fricción entre la capa de suelo y el tubo congelado; d es el diámetro exterior del tubo congelado, m es la gravedad del suelo, kN/m3; h es el espesor del suelo de cobertura sobre la parte superior de la tubería, m; l es la longitud de la tubería congelada compactada; φ es el ángulo de fricción interna del suelo, (); el suelo, kPa. Del análisis de las fórmulas (1) y (2), se puede ver que la resistencia de la tubería congelada durante el apisonamiento está directamente relacionada con la longitud del apisonamiento, el diámetro de la tubería, la densidad aparente del suelo y la profundidad del entierro.
2 Tecnología de la Construcción
2.1 Preparación antes del apisonamiento de tuberías
1) Realizar una investigación en el sitio. Conozca lo más posible sobre los datos geológicos del estrato donde se ubica el canal de comunicación, así como las condiciones de las edificaciones terrestres y tuberías subterráneas.
2) Comprenda en detalle la posición de diseño y el ángulo de los orificios de congelación horizontales, y domine los requisitos técnicos y estándares de calidad para la construcción de tuberías apisonadas con orificios de congelación horizontales.
3) Las instalaciones de apoyo deben estar en buenas condiciones y adecuadas para su uso. Entre ellos, se requiere que el volumen de escape del compresor de aire no sea inferior a 6 m 3 /m, y que la presión de trabajo no sea superior a 0,8 m Pa; el volumen del tanque de almacenamiento de gas no sea inferior a 0,6 m; 3 para garantizar una presión de trabajo estable del martillo apisonador de tuberías. 2 mangueras de goma de alta presión, 20 m de largo, 50,8 mm de diámetro (en su lugar también se pueden utilizar tubos de acero sin costura, 3 piezas, 20 m de largo, 38,1 mm de diámetro, con una resistencia a la presión de al menos 1,0 MPa); Se puede utilizar una tapa de cierre dependiendo del diámetro del orificio de congelación horizontal.
4) Instalar el dispositivo de parada de agua del orificio. Antes de embestir la tubería en el orificio de congelación horizontal, es necesario utilizar tecnología de apertura secundaria e instalar el dispositivo de retención de agua con orificio en el segmento del túnel (que se muestra en el detalle A en la Figura 2) para evitar una gran cantidad de agua turbia entre la tubería congelada. y el segmento durante el proceso de apisonamiento. Durante la construcción, se utiliza una broca de diamante para perforar agujeros en los segmentos. La primera profundidad de apertura es de aproximadamente 250 m·m. Sin perforar el segmento, baje el tubo del orificio. Envuelva el hilo de cáñamo en la hebilla de escamas del tubo del orificio y enróllelo uniformemente a 250 m. Luego use pernos de expansión para fijar el tubo del orificio. y el segmento. Después de instalar la válvula, ábrala por segunda vez hasta que se abra el segmento. Después de abrir el segmento, salga de la broca y cierre la válvula. 2.2 Pasos de construcción
La construcción de tuberías apisonadas para orificios de congelación horizontales debe realizarse de acuerdo con los siguientes pasos.
1) Construya el soporte del tubo apisonado, instale el riel guía e inserte el tubo de acero que se va a apisonar en el tubo del orificio.
2) De acuerdo con los requisitos de orientación del diseño del orificio de congelación, ajuste la dirección y el nivel del riel guía y asegure el riel guía y el soporte firmemente. El riel guía del martillo apisonador de tuberías se instala en un marco de elevación especial, como se muestra en la Figura 2.
3) Instale el tensor y utilícelo para apretar el martillo apisonador de tubos y el tubo congelado para formar un todo. Inserte la primera sección de tubería con el extremo frontal sellado en el tubo de orificio y use un tensor de cuerda para conectarlo al martillo apisonador de tuberías (consulte la Figura 3). Apriete el dispositivo de sellado del orificio, abra la válvula del orificio y prepárese para el apisonamiento. 4) Agregue aceite lubricante al lubricador del martillo apisonador de tubería neumática.
5) Apisonar el primer tubo de acero. Encienda el compresor de aire, abra la válvula principal de entrada de aire de la máquina apisonadora de tubos, encienda lentamente la máquina apisonadora de tubos, cuando la tubería de acero entre al suelo 2 m, ajuste las posiciones horizontal y vertical de la tubería de acero, luego abra completamente la tubería válvula de entrada de la máquina apisonadora y apisonar la tubería de acero a máxima velocidad. Para garantizar la precisión del apisonamiento de tuberías (o perforación), la sección de apertura es la clave. 2 m antes de apisonar, verifique repetidamente la dirección de la tubería congelada, ajuste la posición de la máquina apisonadora y use una brújula de precisión o un cable colgante para detectar desviaciones. Si la desviación entre los ángulos vertical y horizontal es inferior a 0,5, se puede continuar con la compactación. El martillo apisonador de tubos debe mantenerse alejado del orificio. Antes de introducir la tubería congelada en el orificio, se debe seleccionar la tubería en función de la profundidad de perforación. Dependiendo del tamaño del sitio de construcción, la longitud de cada tubería es de 1,0 a 2,5 m. Durante el proceso de apisonamiento, si la resistencia es grande, la compuerta se puede abrir para permitir que salga un poco de lodo.
6) Soldadura y parchado del segundo tubo de acero. Cuando el primer tubo de acero se apisona hasta la posición predeterminada, libere el gas residual en el apisonador, retire el tensor, observe la deflexión del tubo de acero apisonado, retire el apisonador y retire la tapa de apisonamiento. Rompe el extremo del primer tubo de acero en el aro del revestimiento, coloca el segundo tubo de acero en el riel guía y suéldalo al primer tubo de acero en el revestimiento para repararlo. Antes de soldar, todas las juntas se deben esmerilar en ranuras de 45° y se debe verificar la concentricidad del tubo congelado con una escuadra. Todas las operaciones deben realizarse de acuerdo con los requisitos de diseño y las especificaciones de construcción. Después de soldar, use una brújula y un alambre para colgar para verificar las deflexiones verticales y horizontales de la tubería congelada para garantizar la calidad de la unión. 7) Apisone el tubo de acero hasta la longitud requerida por el diseño. Una vez completado el parche, siga los pasos anteriores 1) ~ 5) para apisonar la segunda tubería de acero. Repita la operación hasta alcanzar la longitud del diseño. El proceso de apisonamiento de tuberías debe realizarse de forma continua y no debe haber pausas en el medio para minimizar el tiempo intermitente entre operaciones. Debido a que el intervalo de tiempo es demasiado largo, la capa de tierra y la pared exterior de la tubería se pegarán, aumentando así la resistencia al embestido. Más importante aún, el terreno es inestable y existen ciertos riesgos de construcción.
8) Sellado y rejuntado. Después de completar el apisonamiento de la tubería, reponga el lodo a través de la válvula de derivación en la tubería de orificio. El método consiste en inyectar primero una lechada de cemento líquido simple 1:1 y luego utilizar lechada líquida doble de cemento y vidrio soluble en proporción 1:0,5 para sellar el orificio.
9) Medición y supresión de inclinación. Después de apisonar la tubería congelada, use un teodolito para iluminar y medir la inclinación. Al mismo tiempo, vuelva a medir la profundidad del orificio congelado y pruebe si hay fugas bajo presión. La presión de prueba de estanqueidad del orificio de congelación se controla entre 0,7 ~ 65438 ± 0,0 MPa, y la presión permanece sin cambios durante 30 minutos, luego se califica la prueba de presión.
3 Maquinaria y equipos para el método de bateo de tuberías y equipos de mano de obra
Las principales maquinarias y equipos son: 1 compresor de aire con especificación de 6 m3/h 1 apisonador de tuberías, modelo h 190/H300; 1 teodolito; 2 soldadoras eléctricas BS-400; 1 bomba de prueba de presión;
Configuración laboral: 15 perforadores, 1 electricista, 2 soldadores, 1 maquinista, 1 topógrafo.
4 Eficiencia y calidad de la construcción de tuberías apisonadas
El canal de conexión del túnel entre Yangshupu Road y Pudong Avenue en la segunda fase de la Fase Perla del Metro de Shanghai está ubicado en la parte inferior del Huangpu. Río El canal se compone principalmente de ⑦1-1 polvo arenoso Compuesto de suelo. El suelo es rico en agua saturada y confinada, con alta presión de agua y buena permeabilidad, lo que puede hacer que el agua y la arena sobresalgan fácilmente. Una vez que se genere arena y barro, habrá grandes riesgos para la seguridad. Durante la construcción de orificios de congelación horizontales en este proyecto, se perforaron más de 20 orificios de congelación (superiores y ambos lados) en la etapa inicial, pero la construcción se vio obligada a detenerse debido al exceso de lodo y arena.
A través de comparaciones de seguridad, tecnología y economía, el método de apisonamiento neumático de tuberías se introdujo por primera vez en la construcción de pozos congelados horizontales, reemplazando el método de perforación tradicional y solucionando el problema de la arena y el barro en la construcción. de agujeros congelados.
A través del monitoreo de la deformación del túnel, se encontró que, en comparación con el método de perforación, el desplazamiento de convergencia es menor, lo que desempeña un papel eficaz en el control de la deformación del asentamiento superficial. Después de varios años de investigación e innovación técnicas, el método de apisonamiento neumático de tuberías para la construcción de orificios de congelación horizontales se ha vuelto cada vez más maduro y se ha utilizado ampliamente en ingeniería.
A través de la práctica del método de apisonamiento de tuberías en la construcción de orificios congelados horizontales en los últimos años, bajo las mismas condiciones, la velocidad de apisonamiento de tuberías generalmente puede alcanzar 4 orificios/día, o incluso 6 ~ 9 orificios/día; , el método de perforación generalmente no realiza más de 4 orificios por día. En la Tabla 1 se muestra una descripción general de los principales proyectos de construcción de orificios congelados horizontales que utilizan el método de apisonamiento de tubería neumática en los últimos años. En la Tabla 1, la tasa de aprobación de la formación de orificios primarios se utiliza principalmente para verificar la deflexión de los orificios congelados, el espaciado de los orificios finales y si hay fugas en la prueba de presión.
Como se puede ver en la Tabla 1, la eficiencia de la construcción y la calidad de los orificios de congelación horizontales que utilizan el método de tubería apisonada son relativamente altas. Para los orificios congelados que no cumplen con los estándares para la deflexión primaria de la tubería apisonada, los orificios se pueden parchar mediante parchado. 5 Comparación entre el método de apisonamiento de tubería y el método de perforación
En comparación con el método de perforación, la mayor ventaja del método de apisonamiento de tubería neumático para construir orificios de congelación horizontales es que causa menos perturbación en la formación y puede efectivamente controlar el hundimiento del terreno. Tomando como ejemplo el canal de comunicación Chengshan Road-Gaoqing Road, el asentamiento máximo acumulado del suelo de este canal de comunicación es de 3,5 m·m cuando las tuberías están apisonadas, mientras que el máximo asentamiento acumulado del suelo del canal de comunicación Yangzhong es de 12 m·m cuando se congela horizontalmente. Los agujeros se construyen utilizando métodos de perforación. En comparación con el método de perforación, el método de apisonamiento de tuberías tiene ventajas técnicas y económicas obvias (ver Tabla 2). Como se puede ver en la Tabla 2, el principal problema en la construcción de hoyos congelados horizontales es que cuando los hoyos congelados son profundos (más de 20 m), la precisión de la pendiente es difícil de controlar. 6 Conclusión
La cuestión clave al construir orificios de congelación horizontales utilizando el método de tubería apisonada es controlar su deflexión y el espaciamiento final de los orificios para garantizar la formación y resistencia de la cortina de congelación, especialmente cuando los orificios de congelación son largos. Según la práctica de la construcción de ingeniería de los últimos años, las medidas para mejorar la precisión de las tuberías apisonadas son las siguientes.
1) Para garantizar la precisión de apertura. Después de la apertura, vuelva a medir la posición del agujero y la desviación de la apertura.
2) Bajo la premisa de asegurar la precisión de la conexión de tuberías congeladas, se debe garantizar la precisión del apisonamiento del primer tramo de la tubería. Al apisonar la tubería congelada en la primera sección, la tubería congelada y el martillo apisonador deben estar en línea recta, la velocidad de apisonamiento debe ser más lenta y la deflexión debe verificarse en cualquier momento.
3) Al construir un orificio de congelación largo (más de 20 m), el ángulo de la tubería apisonada debe elevarse ligeramente para eliminar la desviación vertical causada por la gravedad de la propia tubería congelada.
4) Mejorar el proceso de soldadura de tuberías congeladas y mejorar la concentricidad y verticalidad de la soldadura de tuberías congeladas.
5) Aumente la rigidez del tubo congelado y aumente adecuadamente la longitud de cada tubo congelado.
6) Los orificios de congelación deben construirse de forma continua. Si la tubería congelada permanece en la formación por mucho tiempo, apisonarla nuevamente aumentará la deflexión.
Para obtener más información sobre licitaciones de ingeniería/servicios/adquisiciones y para mejorar la tasa de adjudicación de ofertas, puede hacer clic en la parte inferior del sitio web oficial de servicio al cliente para realizar una consulta gratuita: /#/? fuente=bdzd