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Prinzip des grabenlosen horizontalen Richtbohrens

September 7, 2021

Moderne grabenlose Bautechnik hat ihren Ursprung in Japan, das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten in den späten 1960er Jahren. Aufgrund seiner technischen Vorteile, Es wurde auf der ganzen Welt weit verbreitet. In 1986, die International Association for Trenchless Technology (ISTT) wurde in London gegründet. -Internationale Gesellschaft für grabenlose Technologie). Grabenlose Konstruktionstechniken umfassen hauptsächlich horizontale Richtbohrkonstruktion und pneumatische Hammerkonstruktion, und die beiden Bauweisen neigen dazu, kombiniert zu werden. Die pneumatische Hammerbauweise kann in Technologien wie pneumatisches Speerbohren unterteilt werden, Rammrohr-Methode, und Broken Pipe-Methode.
Grabenlose Bauweise ist eine Bauweise zur Verlegung, Austausch und Reparatur von unterirdischen Rohrleitungen ohne Ausheben der Oberfläche. Im Vergleich zu herkömmlichen Aushubmethoden, es hat keine Auswirkungen auf den Verkehr, keine Schäden an Oberflächenanlagen, und Bauzeit. Kurz, niedrige Baukosten, komfortable Bedienung, erhebliche sozialleistungen, Etc., insbesondere für Situationen, die tief unter der Erde sein müssen, es gibt Hindernisse an der Oberfläche, und Bodenbefestigungen sind schwer zu reparieren. Zur Zeit, Es ist weit verbreitet beim Überqueren von Straßen, Eisenbahn, Gebäude, Flüsse, und Rohrleitungen für die Gemeindeverwaltung, Wasserversorgung, Gas, Strom, Telekommunikation, Öl, Erdgas, Etc., werden verlegt, aktualisiert und repariert in städtischen Gebieten und historischen Stätten.
Aufgrund der früheren Forschung zur grabenlosen Bautechnologie im Ausland, eine Vielzahl von Produkten wurde gebildet. Zu den repräsentativen Herstellern gehört Vermeer, Grabenschalter, und Mchlaughlin in den Vereinigten Staaten, MTM und POWERMOLE im Vereinigten Königreich, und ESSIG in Deutschland. Und TRACTO-TECHNIK Unternehmen und Terra Unternehmen der Schweiz.
Die Entwicklung und Erforschung grabenloser Bautechnik und -ausrüstung in China begann relativ spät. In den späten 1980er Jahren, aufgrund der zunehmenden Anzahl von Projekten, die den Aushub und die Verlegung von unterirdischen Rohrleitungen nicht erlaubten, und die Entwicklung von Großstädten’ Umbau- und Erweiterungsprojekte, Sie begannen, verschiedene Arten von grabenlosen Baumaschinen einzuführen, förderung der Entwicklung und Erforschung der grabenlosen Bautechnologie und -ausrüstung Chinas ’, und gründete die China Trenchless Technology Association. Die Entwicklung der grabenlosen Technologie in China ist sehr schnell. In 2004, der Outputwert des grabenlosen Engineerings und der Input der Ausrüstung erreichten eine Wachstumsrate von 40-50%. Die inländische Ausrüstungsrate ist deutlich gestiegen, und die Lokalisierungsrate einiger Geräte hat erreicht 90%, der jährliche Produktionswert übersteigt 3 Milliarden Yuan.

Ich. Horizontale Richtbohranlage Bauweise

Die Bauweise der horizontalen Richtbohrrohrverlegung ist wie folgt: using a horizontal directional drilling machine, Bohren Sie zunächst ein kleineres Pilotloch, Entfernen Sie dann das Pilotbit, Ersetzen Sie das Reibebit für das umgekehrte Reiben, und ziehen gleichzeitig die zu verzulegende Rohrleitung in den Bohrer Abhängig von der Kapazität der Bohranlage und dem Durchmesser der rohrleitung, die in das Loch verlegt werden soll, Manchmal ist es notwendig, das Loch zweimal oder mehr zu reiben, bevor die Rohrleitung verlegt wird. Die Bauweise ist wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Horizontale Richtbohranlage Bauweise
Die linke Seite der Abbildung ist ein schematisches Diagramm des horizontalen Richtungsbohrens für Pilotlochbohrungen, und die rechte Seite der Abbildung ist ein schematisches Diagramm des Reibens und Verlegens von Rohrleitungen. Horizontales Richtbohren verfügt über ein steuerbares Bohrsystem, das Richtbohrungen durchführen kann. Through the rotation of the drill rod and a specially designed wedge drill bit, der Richtbohrprozess kann dreidimensional gesteuert werden. Das Prinzip ist: wenn der Bohrvorgang die Richtung ändern muss, das drill rod stops rotating, and the wedge surface of the wedge drill bit is fixed to the corresponding The drilling direction can be changed by pushing the drill rod forward. Wichtige Daten wie die Position des Bohrers, die Neigung des Bohrers und des Bodens, und der Winkel der Keilfläche wird durch einen elektromagnetischen Detektor an das Empfangsinstrument am Boden übertragen. Der keilförmige Bohrer, der den Zielpunkt erreicht, wird durch eine konische Reibe ersetzt. When the drill rod is pulled back, Das Loch wird auf den erforderlichen Durchmesser erweitert und die Rohrleitung wird eingebracht. Das Reachterbit ist in der folgenden Abbildung dargestellt, die Gesteins- und Bodenqualität erreichen können. Reiben der Formation.
Richtbohrgeräte werden in 6,5t klassifiziert, 10t, 12t, 20t, 20t, 150t nach unterschiedlichen Schub- und Zugkräften. Sie können für Rohrleitungen mit einem Durchmesser von 600 mm und einer Rohrleitungsverlegelänge von 350 mm oder mehreren Kilometern verwendet werden. Um den Anforderungen an die Rohrleitungsverlegung größerer Rohrdurchmesser und größerer Entfernungen gerecht zu werden, Einige Unternehmen untersuchen Richtbohrer mit größerer Tonnage.
Das Richtbohrgerät eignet sich für den Aufbau homogener Schichten. Beim Bohren in Kiesformationen, für allgemeine Bohrgeräte ist es schwierig zu konstruieren. Um die oben genannten Konstruktionsprobleme zu lösen, die deutsche Firma TRACTO-TECHNIK hat ein Bohrgerät mit perkussiver Funktion entwickelt, die den Kies beim Bohren zerquetschen können, und kehren Sie zurück zu den Wenn während der Expansion große Kieselsteine angetroffen werden, das Gesteinsreibende Bit rechts in Abbildung 2 einsetzlich.
Zur Zeit, Es gibt viele ausgereifte Methoden zum Bohren in Gestein. Unter ihnen, Das von Zoomlion entwickelte nasse und trockene horizontale Richtbohrgerät KSD25 verwendet pneumatische Schlaghammerbohrtechnologie, um Hartgesteins-Pilotlochbohrungen durchzuführen. . wie auch immer, es gibt noch keine neue Methode zum Reiben im Gestein, und traditionelle Kegelbohrwerkzeuge werden immer noch verwendet, die einen geringen Wirkungsgrad aufweisen, stark abgenutzt, und hohe Kosten.
Mit der Aufwertung von Produkten, horizontale Richtbohrgeräte entwickeln sich in Richtung Intelligenz, die Funktionen wie intelligente Bohrkorrektur realisieren kann, intelligente Fehlerdiagnose, automatisches Be- und Entladen von Bohrrohren, automatische Verankerung, automatische Schlammreinigung und automatisches Bohren.

2. Pneumatischer Schlaghammer und Bauweise

Der Aufbau des Schlaglufthammers ist sehr einfach. Es besteht aus einem Kolbenzylinder, ein Kolben, der sich im Kolbenzylinder bewegt, und nicht mehr als 10 Hilfsteile. Sein Funktionsprinzip ist: der Aufprallkolben wird mit Druckluft angetrieben und trifft auf das vordere Ende des Kolbenzylinders. Die Reaktionskraft des vorderen Endes auf den Kolben bewirkt, dass sich der gesamte Schlaghammer in der Aufprallrichtung in der Bodenschicht vorwärts bewegt. Pneumatischer Speer (Hammerkopf Maulwurf), Rohrrammhammer (Rohrrammsysteme) und Rohrbrecherhammer (Rohrrstsysteme) werden alle als pneumatische Schlaghämmer bezeichnet. Die Bauweise der drei Schlaglufthämmer wird im Folgenden analysiert.
1. Pneumatischer Speer
Die Bauweise des pneumatischen Speers ist: unter Einwirkung von Druckluft, der Kolben im pneumatischen Speer macht eine Hubbewegung, kontinuierlicher Aufprall auf den Speerkopf, der Speerkopf drückt den umgebenden Boden zusammen, um ein Loch zu bilden, und treibt den Speerkörper an, um im Boden vorzudringen; Wenn der pneumatische Speer voranschreitet, Der pneumatische Speer zieht die Rohrleitung mit einem kleinen Durchmesser in das Loch, um die Rohrleitungsverlegung abzuschließen. Je nach geologischen Gegebenheiten, ein pneumatischer Speer kann verwendet werden, um das Loch zuerst zu formen, und dann kann die Rohrleitung in das Loch gezogen werden, oder die Rohrleitung kann beim Bohren in das Loch gezogen werden.
Der pneumatische Speer eignet sich zum Verlegen von Stahlrohren, PE, PVC, Kabel und andere Rohrleitungen mit einem Außendurchmesser von 30 ~ 150mm und einer Länge von 10 ~ 100m in einer homogenen Schicht ohne Wasser, wie Ton und Lehm. Der pneumatische Speer hat die Vorteile einer einfachen Bedienung, komfortabler Auf- und Abbau, einfache Wartung, niedrige Baukosten, schnelle Baugeschwindigkeit, Etc., und hat die Funktion der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungsrichtung.
Der Durchmesser des pneumatischen Speers beträgt 45 ~ 180mm, und die Aufprallkraft beträgt 1,7 ~ 43 Tonnen. Mit dem Zusatz von Zubehör, der pneumatische Speer eignet sich auch zum Rammen in vertikaler Richtung wie Gründungspfähle. Es kann auch verwendet werden, wenn es mit einem Ärmelkonus ausgestattet ist. Manipulation.
In der Regel, pneumatische Speere können nur lineares Bohren erreichen, der von TRACTO-TECHNIK in Deutschland entwickelte pneumatische Richtspeer kann aber auch Richtbohrungen. Die Bauweise ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Die Richtung des pneumatischen Richtspeers wird durch eine Standardführung geführt. Der Sensor wird in der vorderen Kammer des pneumatischen Speers platziert, um dem Display Neigungs- und Rotationsinformationen zur Verfügung zu stellen. Die manuelle Positionierungsvorrichtung am Boden kann die Neigung und Tiefenposition des pneumatischen Speers genau verfolgen. Entsprechend der unterschiedlichen Struktur des Bodens, der minimale Biegeradius des pneumatischen Richtspeers beträgt 27-30 Meter.
Pneumatische Speerbauweise
2. Rohrstampfer
Die Rohrstampferbauweise besteht darin, das stahl zu verlegende Stahlrohr entlang der vorgesehenen Route direkt mit einem Rohrstampfer zu rammen.. Während der Bauphase, die Aufprallkraft des Stampfers wirkt direkt auf das hintere Ende des Stößelstempelrohrs, und wird durch das Stahlrohr zum Schneiden an das vordere Ende des Rohres übertragen. Die Bodenschicht, und überwinden Sie die Reibung zwischen stahlrohr und Boden, das Stahlrohr weiter in die Bodenschicht eindringen lassen, und realisieren die grabenlose Verlegung von Rohrleitungen.
Der Rohrstopfhammer ist durch ein rohrschützendes Futter mit dem Rammrohr verbunden, und die konische Stahlhülse des Rohrschutzfutters kann den Stopfhammer effektiv am Rammrohr befestigen, so dass kein Stützrahmen benötigt wird. Mit der Rückzugsfunktion des Rohrstampfers, der Rohrstampfer kann einfach aus dem Rohrschutzfutter herausgenommen werden. Die Bauweise des Stampfers ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Rohrstampferbauweise
Die linke Seite der obigen Abbildung zeigt den Rohrstampfer, der mit der Rohrschutzklemme fest mit dem Stößelrohr verbunden und auf der Rammrohr-Stützplattform platziert ist. Die Aufpralllast des Stößelrohrhammers rammte das Rohr in den Boden. Die rechte Seite des obigen Bildes zeigt die Situation, in der Druckluft oder Hochdruckwasser verwendet wird, um die Druckplatte zu drücken, um den Boden und das Gestein aus dem Rohr zu drücken. Die Schnecke kann auch verwendet werden, um den Boden und das Gestein im Rohr auszugraben.
Der Stopfhammer hat einen Durchmesser von 95-600 mm und eine Stopfkraft von 23-2000 Tonnen. Es eignet sich zum Verlegen von Stahlrohren mit einem Außendurchmesser von 50-3500 mm und einer Länge von 10-80 m in verschiedenen Bodenschichten ohne großen Kies. Die Rohrstampferbauweise hat den Vorteil, dass keine teuren Widerstandsstützen benötigt werden, kurze Installations- und Einstellzeit, einfache Technik, geringe Bautiefe, niedrige Baukosten, und schnelle Baugeschwindigkeit, und es hat auch die Funktion des Rückzugs.
Der Rohrstampfer nutzt dynamische Aufprallenergie, um Stahlrohre in den Boden zu rammen. Der Rohrstampfer neigt dazu, von der Richtung abzuweichen, wenn sich die Schicht ändert oder auf Hindernisse stößt. Die Bohrrichtung ist unkontrollierbar, und die Spurgenauigkeit ist gering. Es ist nicht für großflächige Kiesformationen geeignet. gebrauchen.
3. Rohrbrecher
Die pneumatische Rohrbruchhammerbauweise besteht darin, die ursprüngliche alte Rohrleitung mit einem Rohrbruchhammer zu beschnüsten und die neue Rohrleitung neu zu verlegen. Die neu verlegte Rohrleitung kann gleich oder größer als die ursprüngliche alte Rohrleitung sein. Das Konstruktionsprinzipdiagramm sieht wie folgt aus.
Pneumatisches Rohrbruchhammer-Bauweise
Wenn die Rohrleitung Längsrisse auf hat, Leckage, Produktabscheidung, Blockierung, Etc., Die Methode "Rohrbruch" kann verwendet werden, um die Rohrleitung neu zu verlegen, was eine schnelle und wirtschaftliche Bauweise ist. Die gebrochenen Rohre werden mit alten Rohren aus Keramik aktualisiert, unverstärkter Beton, Asbestzement, Kunststoff oder Gusseisen.
Der pneumatische Rohrbrecher hat einen Durchmesser von 130 ~ 600 mm, die für den Austausch von Abwasserrohren geeignet ist, Abflussrohre und Altrohre wie Luft und Wasser. Es kann durch PVC-U ersetzt werden (ungesättigtes Polyvinylchlorid) mit gleichem Rohrdurchmesser oder größerem Rohrdurchmesser. , PS-HD (Polyethylen hoher Dichte), PP (Polypropylen) neue Pipeline, Der Außendurchmesser der Rohrleitung beträgt 150 ~ 1200mm, und die Länge ist 10 ~ 100m. Die Rohrbrecherkonstruktion hat die Vorteile einer einfachen Ausstattung, geringe Investition, niedrige Baukosten, einfache Installation und Wartung, und schnelle Baugeschwindigkeit, und es hat auch die Funktion des Rückzugs.

3. Combined construction of horizontaler Richtbohrer and pneumatic percussion hammer

When the horizontaler Richtbohrer is used for independent construction, manchmal ist es schwierig, mit dem Bohren zu beginnen, und das Bohrrohr und das Rohr bleiben stecken oder werden vom Schlamm eingeklemmt, wenn sie zurückgezogen werden. The combined construction method of horizontaler Richtbohrer and pneumatic percussion hammer is often used to solve the problem. Die oben genannten Probleme. Verlegung von Rohrleitungen in Gesteinen, Kieselsteine und Verfüllerde sind ein technisches Problem, mit dem grabenloses Bauen konfrontiert ist. Die kombinierte Konstruktion von horizontalen Richtbohrern und pneumatischen Schlaghämmern ist eine effektive Methode, um die oben genannten Konstruktionsprobleme zu lösen.
1) Kombinationskonstruktion aus horizontalem Richtbohren und Stopfenhammer
The combined construction of the horizontaler Richtbohrer and the tamping hammer can be used to ram the starting pipeline before the horizontal directional drilling rig is constructed, help the horizontaler Richtbohrer to lay the pipeline, und holen Sie die Bohrwerkzeuge und Bohrrohre ab.
1. Rammen in der Startleitung für die horizontale Richtbohrgerätebohrkonstruktion
The tamping hammer can help the horizontaler Richtbohrer to ram a section of the pipe into a hard formation, Vorbereitung eines Kanals für die Zirkulation der Bohrflüssigkeit, und bereiten Sie auch einen Abschnitt ohne Reibung vor, wenn das Rohr zurückgezogen wird.
2. Hilfe beim horizontalen Richtbohren bei der Verlegung von Rohrleitungen
Connect the pipe rammer to the back end of the laying pipeline to apply impact to the back end of the pipeline to prevent the horizontaler Richtbohrer from being stuck by the mud during the long-distance pipeline laying process.
3. Abrufen des horizontalen Richtbohrwerkzeugs
Wenn das horizontale Richtbohren die Rohrleitung nicht verlegen kann, Installieren Sie das Stopfrohr an der Rohrleitung. Wenn die Aufprallkraft des Stopfhammers auf die Rohrleitung ausgeübt wird, Es kann dem horizontalen Richtbohren helfen, die Rohrleitung oder das Bohrwerkzeug zu finden, das am Schlamm hängen geblieben ist.
4. Helfen Sie dem horizontalen Richtbohren, das Bohrrohr zu holen
Ein spezieller Verbindungsmechanismus wird verwendet, um den Rohrstampfer mit dem Bohrrohr zu verbinden. Die Aufprallkraft des Rohrstampfers wird auf das Bohrrohr aufgebracht, dies kann helfen, horizontales Richtungsbohren zu finden, um das bohrende Rohr zu bergen, das vom Schlamm stecken geblieben ist.
5. Kombinierte Konstruktion aus horizontalem Richtbohren und pneumatischem Rückausdehnungshammer
Verlegung von Rohrleitungen in Gesteinen, Kieselsteine und verfüllter Boden sind eine technische Schwierigkeit, mit der horizontales Richtbohren und pneumatische Schlaghämmer konfrontiert sind, und es gibt viele solcher Projekte. Jetzt, wann immer sie auf solche Projekte stoßen, die meisten Baueinheiten entscheiden sich entschieden dafür, aufzugeben. Nach einigen Baueinheiten, die mit bestimmten Baumaschinen ausgestattet sind, werden solche Projekte durchgeführt, Sie gehen oft zu großen Schwierigkeiten und können sie möglicherweise nicht reibungslos abschließen. Daher, Forschung und Entwicklung so schnell wie möglich Unterstützende Ausrüstung, die den Bauanforderungen dieser Art von Projekt entspricht, wird dringend auf dem Markt benötigt.
Der Bohrloch-Impaktor, der in Bohrgeräten verwendet wird, ist auch eine Art pneumatischer Schlaghammer. Seine Technologie für das Bohren in Gestein ist sehr ausgereift und wird häufig in Minenstrahlen eingesetzt. Nach dem Funktionsprinzip des Bohrers, ein pneumatischer Umlufthammer zur Stützkonstruktion mit horizontalem Richtbohrgerät wird entwickelt. Die horizontaler Richtbohrer provides rotary motion, und der pneumatische Rezirkulationshammer liefert Aufprallenergie. Die Theorie kann Bohrungen in Gestein und Kies realisieren. Und die Bauanforderungen. Zur Zeit, Unternehmen wie Vermeer in den USA und Zoomlion in China forschen an der oben genannten Technologie. Diese neue Art von pneumatischem Rückdehnungshammer wird in Kürze auf den grabenlosen Markt gebracht, um die Konstruktionsanforderungen der Benutzer zu erfüllen. Das Konstruktionsprinzipdiagramm sieht wie folgt aus.
Das Marktpotenzial der grabenlosen Technologie ist enorm, und seine Technologie entwickelt sich sehr schnell. Die Kombination aus horizontaler Richtbohrtechnik und pneumatischer Schlaghammertechnologie kann die Anforderungen der Verlegung von Rohrleitungen in komplexen Formationen wie Kies und Gestein erfüllen. Es wird die Entwicklungsrichtung der grabenlosen Technologie sein. . Außerdem, die Kombination aus horizontaler Richtbohrtechnik und automatischer Steuerungstechnik erhöht den Automatisierungsgrad und macht die Arbeit sicherer und zuverlässiger. Dies wird die Entwicklungsrichtung der Horizontalrigbohrtechnik sein..

4. Schlussfolgerung

Obwohl die grabenlose Bautechnologie eine Geschichte von nicht mehr als 30 Jahre in China, Die grabenlosen Bauweisen, die durch horizontales Richtbohren und pneumatische Schlaghämmer repräsentiert werden, haben sich schnell entwickelt und sind bei der Verlegung neuer städtischer Rohrleitungen und beim Ersatz alter Rohrleitungen weit verbreitet. Sein Marktpotenzial ist unermesslich, und seine wichtigsten Entwicklungstrends sind wie folgt:
1. Die Ausrüstung entwickelt sich in Richtung Großformat, um den Anforderungen der Verlegung von Rohren mit großem Rohrdurchmesser und Derverlegung von Rohrleitungen über große Entfernungen gerecht zu werden.
2. Die kombinierte Konstruktion von horizontalem Richtbohrgerät und pneumatischer Schlaghammerausrüstung eignet sich für die Verlegung von Rohrleitungen in komplexen Formationen wie Kies und Gestein.
3. Die Entwicklung von Spezialgeräten, wie das grabenlose Schlammreinigungs- und -rückgewinnungssystem, erfüllt die Anforderungen der speziellen grabenlosen Konstruktion; es wird mit automatischer Steuerungstechnik kombiniert, um sich in Richtung Intelligenz zu entwickeln.

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