» Блог » Trenchless Pipe Jacking For Laying Large-diameter Pipelines

Бестраншейный домкрат для прокладки трубопроводов большого диаметра

November 9, 2021

1. Обзор проекта

В проекте заложена 63м длиной, 24-скважина телекоммуникационного трубопровода в определенном городе. Эта дорога имеет большой объем движения, дорога бетонная, и толщина около 30 см. Below the concrete cushion, the thickness of the miscellaneous fill is not large, mainly the Quaternary soil layer, and the stratum is rich in water content. As there are sewage pipes and water pipes within 4m below the ground surface, the trenchless pre-pipe technology is used to lay Ф1000mm×12mm steel pipes at a buried depth of 5.5m as the protective pipe. Ручная земляная работа перед трубой и механический домкрат. Уложите стальную трубу, а затем проложить 24-отверстие пластиковой гофрированной трубы внутри стальной трубы.

2. Принцип конструкции домкрата трубы

Метод домкратирования трубы основан на ручной или механической выемке грунта на внутреннем конце трубы, а затем использует домкратное оборудование в рабочей яме для подъема проложенной трубы в соответствии с проектной осевой линией и требованиями к высоте.
The pipe jacking process is a complex mechanical process involving many disciplines such as material mechanics, rock and soil mechanics, elastoplastic mechanics and so on. But the fundamental problem of pipe jacking force calculation is to estimate the thrust and back bearing capacity of the pipe jacking. The thrust during pipe jacking is the resistance of the pipe during the pipe jacking process, including the normal stress of the tool pipe cutting soil, the friction resistance of the pipe wall, and the cutting force of the tool pipe welding joint on the soil layer.

2.1 Normal stress of tool pipe cutting soil

The normal stress of the pipe cutting soil is related to the compactness of the soil layer, the water content of the soil layer and the soil excavation condition in the pipe, and it is usually calculated by the following formula:
fk=25π(D2-d2)k₁
Where: fk——positive resistance of the jacking pipe, кН; D——outer diameter of the jacking pipe, m; d—the inner diameter of the jacking pipe, m; k₁—the positive resistance coefficient of the jacking pipe, kg/m2.
According to the relevant engineering statistics, the soft soil layer is generally k₁=200~300kN/m2, and the hard soil layer is generally k₁:=300~600kN/m2. На этот раз, k₁=500kN/m2, and fk=89kN is calculated.

2.2 Force of the pipe during jacking process

The force that the pipeline receives during the jacking process is not only related to the coefficient of friction between the pipe wall and the soil, but also to the magnitude of the earth pressure. And it is related to the degree of bending of the pipe during welding. Because the welding between the pipes is perpendicular to the axis of the pipe, the angle α between the pipe axis and the horizontal line is a slight angle, which can be ignored. The thrust between the pipes is considered to be transmitted in the horizontal direction, which is required The total top force is:
Q=fγ+fk
Where: fγ——total frictional resistance of the sidewall of the jacking pipe, кН, f₁=πDLk₂; k₂——coefficient of frictional resistance of the sidewall of the jacking pipe, kN/m2; L——length of the jacking pipe, m; D——outside of the jacking pipe Diameter, m.
According to relevant engineering statistics, k₂ is generally 5~10kN/m2. Since the cutting effect of the tube wall bending on the soil is ignored, the maximum value = l0kN/m2 is taken at this time. It can be calculated that fγ=1980kN, so the total pre-force is Q=2069kN.
The usual measures to reduce the frictional resistance of the pipe wall are: adding a mud sleeve between the pipe wall and the soil to reduce the drag, the outer wall of the pipe has a regular shape and the surface is smooth, and the pipe bends are reduced.

2.3 Back structure and resistance calculation

The back is compressed under the action of the top, and the compression direction is opposite to the direction of the top force. When the jacking stops, the jacking force disappears. When the pipe is jacked, the back should not be damaged and unallowable compression deformation (the back should not be unevenly compressed up and down or left and right), otherwise, the jack is supported on the soil on the back of the slope, causing jacking deviation. In order to ensure the jacking quality and construction safety, the strength and stiffness of the back should be calculated.
As the supporting structure of the jack, the back must have sufficient strength and rigidity, and the compression deformation must be uniform. During the pipe jacking process, the back pressure is much larger than the allowable bearing capacity of the soil wall. Как правило, the bearing capacity of clay and silt soil can be calculated as the bearing capacity ≯150kPa. For the sake of safety, take σ=150kPa, and calculate the force area of ​​the back based on the total jacking force required for jacking, so that the force per unit soil of the soil wall is less than the allowable bearing capacity of the soil:
S=Q′σ≈14m2
В формуле: S is the pressure-bearing area required for the back, m2; Q-the total jacking force, кН; σ-the allowable bearing capacity of the soil wall, kN/m2.
In this project, large steel beams and steel plates are used to strengthen the back, and sand bags or gravel are filled behind the section steel to increase the total bearing capacity of the soil wall on the back to meet the top force requirements.

3. Pipe jacking construction

The basic process of pipe jacking construction is: measuring and setting out → making pre-pipe work pit → setting platform → installing back → laying track → jacking pick, jacking iron, oil pump in place → re-measurement of elevation and center line → installing steel pipe → opening Earthwork before pipe excavation → jacking → re-testing, the center line of the bridge front pipeline → backfilling of the working pit.

3.1 Arrangement of working pit

According to the pipeline layout, inspection wells, topography and surface building distribution, this project will set up 1 pipe jacking work pit and 1 receiving pit. The working pit is determined to be 4m×4mx6m, 1m*lm*1m welding working pits are set on both sides of the bottom of the pit, and a water collection pit is set in the pit. The work pit foundation uses gravel track bed, the thickness of the track bed is ≥350mm, the sleepers are installed, and the sleeper specifications are 150mm×200mm×2500mm, and the spacing is 500mm to prevent the sinking of the work pit and cause the deviation of the jacking position.
The track adopts 38kg/m heavy rail, one on the left and the right, the length of the rail is 6m, and the height of the rail is 134mm. The bottom of the steel pipe is set at 40mm from the top of the sleeper, and the gauge is 392mm. Due to the limitation of working space, the length of each section of steel pipe is 2.0m.
The steel pipe in this project is only used for construction safety protection, so special anti-corrosion treatment is not necessary.

3.2 Jacking device selection

Jacking equipment mainly includes jacks, high-pressure oil pumps, jacking irons, tool pipes and earth-moving equipment. Jack is the main equipment for tunneling and jacking. According to engineering theoretical calculations and actual conditions, the jack used for this project is 300t (3000кН).
The tool tube is the guide head, also called the shield head. The guide head is a section of steel pipe made of steel coils, and the soil is directly excavated and transported manually in front of the guide head.

3.3 Jacking construction

After the equipment is installed in the working pit, the excavation and jacking can be carried out after checking that all parts are in good condition.
Digging in front of the pipe is the key to ensuring the jacking quality and the safety of the above-ground building. The direction and shape of the excavation in front of the pipe directly affect the accuracy of the jacking pipe position, because the pipe follows the already dug in the jacking process. The earth wall is advancing. Поэтому, over-excavation around the pipe should be strictly controlled. For dense soil, it is better to leave a gap greater than 1.5 cm above the pipe end to reduce jacking resistance; over-excavation is not allowed within the central angle range of 135° at the bottom of the pipe end to keep the pipe The wall is flat with the soil wall, and it is also possible to leave a 1cm thick soil layer, which is cut off during the pipe jacking process, so as to prevent the pipe end from sinking. When jacking is not allowed in the section where the soil on the upper part of the pipe jacking is not allowed to be jacked, труба не должна быть перекопана.
Глубина копания перед трубой, как правило, равна длине домкрата и кирки., если качество почвы лучше, он может быть выдвинут на 0,5 м. Чрезмерное продвижение затрудняет контроль формы грунтовой стенки при выемке грунта, что может вызвать отклонение положения трубы и обрушение грунта над ней. Так как пласт этого проекта богат содержанием воды, Легко заставить Землю рухнуть, поэтому домкрат осуществляется каждые 50 см земляных работ для обеспечения безопасности строительства.
Грунт, выкопанный перед трубой, вовремя транспортируется из трубопровода тракторной тележкой., и доставляется на платформу электрическим подъемником на рабочей платформе, а затем вывезенные с рабочей площадки.

3.4 Регулировка ошибки домкрата стальной трубы

В рабочей яме устанавливается точка выравнивания и заданная линия направления, и лазерный уровень используется для непосредственного измерения высоты и направления нижней части передней трубы. Измеряйте один раз каждые 50 см в домкрате. Если во время домкрата обнаружено отклонение, используйте гнездо коррекции, чтобы исправить его и сбросить его. В процессе домкрата, первый участок трубы перед домкратной трубой используется в качестве инструментальной трубы и не сваривается следующими трубами, что выгодно для регулировки ошибки домкратирования стальной трубы во время процесса домкратирования.

4. Заключение

Во время строительства данного проекта, принята технология строительства бестраншейных труб в связи с большой глубиной заглубления проекта, сложная структура слоя, и трубопровод, пересекающий магистральные транспортные линии. Во время строительства, дорожное движение и коммерческие операции не пострадали, и воздействие на наземные здания было очень небольшим, и были получены хорошие экономические и социальные выгоды; в процессе укладки стальных защитных труб, это дорого стоило, чтобы исправить оплетку стальных труб. Время, весь период строительства превысил расчетный 30 рабочих дней по 2 Дни недели, в основном достижение ожидаемого эффекта. Во всем процессе прокладки трубопровода, теодолит и уровнемер используются для точного контроля, и траектория прокладки трубопровода в основном соответствует проектной траектории. Наконец, в приемной рабочей яме, отклонение между прокладкой трубопровода и конструкцией ≯10см, который полностью соответствует требованиям проекта.
В процессе домкрата, скорость домкрата должна быть равномерной. Кроме того, Скорость домкрата не должна быть слишком высокой. В то же время, обратите внимание на то, отклоняется ли домкратная труба перед домкратом. Если есть прогиб, он должен быть вовремя исправлен; когда кто-то работает перед домкратом, следует обратить внимание на вентиляцию для обеспечения безопасности.

Может быть вам нравится также

  • О нас

    Ухань Yichao технологии оборудование Co., ООО. является профессиональным поставщиком горизонтального направленного буровых установок. Мы являемся авторизованным дистрибьютором XCMG и имеет почти 10 опыт лет Бестраншейная трубопровода.

  • СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

    Отправить по электронной почте: m13517277987@163.com

    Тель: 0086-18162684887

    Вечат/WhatsApp: 0086-18162684887/0086-13517277987

    Skype: мифотма