1.原理与工艺
液压夯管锤冲击顶管系非开挖施工技术,同气动夯管锤相比较,液压夯管锤主要具有如下优点:
1)输出功率大,液压系统的工作压力可达32MPa,远比气压振动器工作压力(一般为1MPa)大得多,因而液压振动装置输出的功率比风动振动装置大;
2)能量利用率高,液压冲击器的能量恢复系数较高,损失小,最高效率可达60%~70%,而风动冲击器效率一般仅为30%左右;
3)使用寿命长,液压夯管锤的所有运动部件都浸在油液中,润滑性好,磨损小,运行可靠,使用寿命长;
4)危害小,液压夯管锤不存在排气低频噪声的危害和排空油雾的危害,改善了劳动条件;
5)不需要空气压缩机,使用能源单一化,节约设备开支和提高现有设备的利用率。可根据设备条件,与挖掘机、装载机、推土机、起重机等配套使用;
6)工作性能可调范围大,可适用不同的工作条件;
7)构成的机械装置尺寸小、重量轻、使用维修方便。
由于液压夯管锤具有如上优点,所以,虽然起步晚,却表现出强劲的发展势头,具有非常广阔的应用前景。
(1)液压夯管锤的结构
液压夯管锤为前腔常压、后腔回油型液压冲击器,其结构示意图见图2-38。
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图2-38 液压夯管锤结构示意图
1—砧子 2—密封圈 3—活塞 4—套阀 5—密封圈 6—高压进油口 7—蓄能器 8—低压回油口
(2)施工工艺原理
1)冲击顶管过程。夯管锤夯管施工时,首先要根据施工的目的,开挖起点工作坑和目标工作坑,然后连接设备。根据夯管管径的大小,确定好工作参数由控制台控制,开泵施工。当泵站供油后,夯管锤工作产生的冲击力通过连接锥套和后管靴传给套管,把套管击入土中。当所击套管进入适当位置后,松开紧绳器把夯管锤后移,再加接另一段套管(一般通过焊接连接),这样连续不断地进行,直到所夯套管到达目标工作坑为止。
2)排土芯过程。一般情况下,夯管锤所夯套管,如果管材的直径较细(<200mm)时,可采用冲击挤密的方法,直接将土体挤向孔壁,这时可以设计一个专用的挤密钻头,放在套管的前端,取代开口套管管靴,如果管材的直径较大(一般为200~2000mm)时,采用挤密的方法施工阻力较大,难以实现挤密,所以一般采用开口管靴,采用开口管靴铺管,当所夯套管到达目标工作坑后,在目标工作坑一端,应安装排土芯装置,利用水泵或空压机把土芯从套管中间排出。
2.注意问题
1)液压夯管锤是一种高能量的液压冲击机构,它的工作必须依靠液压动力源做保证,可以直接利用挖掘机、装载机、起重机、推土机等的动力,也可以自建液压动力站,可根据施工单位情况而定;
2)施工时为了保证施工准确度,夯管锤和套管的中心线必须在同一中心线上;
3)为了减小摩擦阻力,需要根据地层性质设计前管靴的内外出刃量;
4)管节焊接时,要保持平直,接缝要平整;
5)如土质特别疏松时,排土芯时,可考虑加简易活塞;
6)夯管施工时,要随时注意高压胶管、动力源、托架和紧绳器等是否有异常,以便及时采取紧急措施等。
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