气动夯管锤

气动夯管锤

王笑月

(大庆油田建设集团工程设计研究院)

󰀁󰀁摘要:气动夯管锤的工作原理是利用空气压缩机提供的6~7kg、每分钟有一定流量的压缩空气作动力,在高频震动下产生大功率的冲击力,使被夯击的物体沿一设计轨迹前行,最终到达目标。夯管锤的穿越距离受钢管直径、钢管本身的壁厚及自重、管中的土壤重量、空气压缩机的排气量等因素的限制,因此以穿越距离为主要因素,对其它因素作合理的适当调整,才能最大地发挥工效,降低成本,提高经济效益。

关键词:管道穿越;气动夯管锤;施工工艺

1󰀁概述

随着非开挖技术的不断发展,气动夯管锤近年来被广泛地应用到管道施工、市政建设等领域中。它具有机具体积小、动能大、适用范围广,施工相对简单及费用低等优点。

目前,气动夯管锤首先被用在管道的穿越工程,它可以单独完成公路、铁路及小型河流的管道水平穿越,也可以同定向管道穿越机配合完成复杂地质条件下的管道定向穿越;对于在管道施工中地面有特殊要求而不可能进行开挖的管道敷设,气动夯管锤能将管道准确地夯到设计的位置上;对在软土质或有严格环境保护要求条件的地区进行市政建设、遂道开挖等工程,气动夯管锤都能将各种型钢按设计的结构,夯到设计的位置上形成保护性的结构,在不破坏自然环境又能保证施工安全的情况下,准确而快速的施工。

(冲击力)允许情况下,钢管直径(mm)除以10可以得到夯进的长度(m)。当夯锤的推力(冲击力)小,钢管直径超大时夯进的长度、速度都将受到影响,直至无法夯进。

在保证夯管锤安全工作的前提下最大地发挥工效是降低成本提高经济效益的最佳途径。夯管锤在一定的条件下,它的穿越距离受钢管直径、钢管本身的壁厚及自重、管中的土壤重量、空气压缩机的排气量等因素的限制,各因素之间存在着一定的变量关系,不能单一的调整某一个因素,必须根据它们的关系以穿越距离为主要因素,对其它因素作合理的适当调整,才能最大地发挥工效,降低成本,提高经济效益。

被夯击物体的重量与空气压缩机排气量的关系是影响夯管锤穿越距离的另一个因素。当被夯击物体的重量等于或小于夯管锤的顶力时,气动夯管锤所需气量与穿越管段顶力的关系可以用下面的公式表示

Fm

式中:Q󰀁󰀁󰀁气动夯管锤所需气体流量或空气压缩

机所能提供的排气量;F󰀁󰀁󰀁穿越管段的顶力;

Q=V󰀁

V󰀁󰀁󰀁气动夯管锤气缸体积;m󰀁󰀁󰀁活塞的质量。

上述公式也可以在知道被夯击物体的重量时,求得空气压缩机应提供的排气量,这对于受空气压缩机排气量的限制有重要的指导作用。

在穿越过程中排土的方式是根据管道直径决定的:当管道直径小于500mm时,可以用压缩空气排土法;当管道直径大于500mm、小于800mm时,可以用水压排土法;当管道直径大于800mm以上时,可以用人工排土、专用机械、高压水射流等多种方法排土。

(栏目主持󰀁樊韶华)2󰀁工作原理

气动夯管锤的工作原理是利用空气压缩机提供的6~7kg、每分钟有一定流量的压缩空气作动力,在高频震动下产生大功率的冲击力,使被夯击的物体沿一设计轨迹前行,最终到达目标。

3󰀁施工工艺

气动夯管锤在进行管道穿越工程施工中,先在被穿越公路、铁路、沟渠等障碍物的一侧挖出夯进操作坑,另一侧挖出夯进接收坑。在夯进操作坑内按管线的走向和设计位置将夯锤与金属管线(套管)连接好,夯管锤将金属管线(套管)分段夯进,直到在接收坑中露出管线为止,然后清理金属管线(套管)中的泥土,再完成工作管的穿越。

一般情况下,待坑基础处理后安装底架,夯锤、排土锥、钢管的轴线必须同设计中心线完全重合;轴线可分垂直方向和水平方向。在夯锤推力