非开挖技术的介绍
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技术含量低，近50年没有多大改进
• Level of planning & implementation basic
对计划与实施手段的要求低
• “Non-greenfield” – surface disruptions, underground utilities 在市区施工， 对地面上的物景
产生损坏，对地下的管网产生威胁
Hydraulic Head 液压式裂管头
Pipe Bursting Process(Static)
爆管法的过程 （ 固定裂管工艺)
Pipe Bursting Process(Static Cont.)
爆管法的过程 （固定裂管工艺)
续
Pipe Bursting Process(Pneumatic)
Pipe Jacking 顶管法
Auger Boring螺旋钻进法
Horizontal Directional Drilling
水平定向钻进法
• Lengths of 15 - 1800 m 施工长度：15－1800米 • Diameters of 25 - 1200 mm 管径25－1200毫米 • Applications: 应用 – utility conduits 市政工程 – Pipelines 管道设施 – gravity sewers 下水管道 – force mains 压力管道 – horizontal remediation wells 治理污染的水平管群
管道扫描和评估
• Methods include: 方法有： – Closed-circuit television (CCTV) 闭路电视 – Radar 雷达 – Sonar 声纳 – Eddy currents 涡流 • Applications: 应用 – inspection of infrastructure systems to gain a “snap-shot” of pipe condition 检查基 础管道设施的状况
爆管法的过程 （气动工法)
Microtunneling 微型隧道法
•Lengths of 25 - 225 m 施工长度：25－225米 •Diameters of 250 - 3050 mm 管径：250－3050毫米
•Applications: 应用 •gravity sewer installations 下水管道的安装
– Minimizes environmental impacts as pump stations and forcemains for the most part would be constructed in existing right-of-ways.
对环境扰动小
• Disadvantages 缺点
Applications: 应用 - Repair of sewer/water/product lines where “localized” structural enhancement is required
修复位于地层局部结构复杂的下水管，供水管和其它管道
Pipe Scanning & Evaluation
Rehabilitation Techniques
管道修复技术
Lining of Pipe 内衬法
Robotic Spot Repair 机器人现场修复 Pipe Scanning & Eval. 管道扫描和评估
Lining of Pipe 内衬法
•Lengths of up to 1000 m 施工长度可达1000米 •Diameters of 100 - 1500 mm 管径介于100－1500毫米 •Cost varies by method 成本因方法而异 •Applications: 应用 •relining of water, sewer, and natural gas lines 供水管，下水管和天然 气管道的内衬
在3-6米的粘沙土层施工难度大；地下水位高；会影 响三文鱼栖息地的生态
– Additional right-of-way would be required
需要额外的管位
• Cost Estimated at $5.1 million 成本估算约5.1百万美元
Pumped Option 泵站方案
• Advantages 优点
– Added undesirable long term operational costs to the City of Nanaimo
给这个城市增加了一些额外的长期营运成本
• Cost Estimated at $5.2 million 成本估算约5.2百万美元
Pipe Bursting Researched as a Possible Alternative 爆管法作为可能的另一选择
Trenchless Technologies 无开挖技术
• Thrust Boring & Pipe Jacking (pre-1900’s) 顶管法
• • • • •
Auger Boring (1940) 螺旋钻进法 Impact Moling (1962) 冲击矛法 Directional Drilling (1971) 水平定向钻进法 Impact Ramming (1980) 夯管法 Pipe Bursting (1980’s) 爆(裂)管法
最小的交通干扰
• Year round construction 全年可以施工 • Improved safety 安全性改善 • Reduced landscape damage
减少对周围物景的损坏
• Minimal disturbance to local business 对周围的商业环境影响少 • Improved construction productivity 改善施工的效率 • Can access otherwise inaccessible areas 在难以进入的区域也可施工
Sewer Scanning & Evaluation Technology (SSET)
下水管道扫描和评估技术
TWO CASE HISTORIES 两个例子
Pipe Bursting 爆管法 Horizontal Directional Drilling 水平定向钻进法
Pipe Bursting of the Millstone Sanitary Trunk Sewer
爆管法的里程碑
Alternatives 方案比较
• Parallel the existing gravity trunk sewer with a new gravity trunk sewer
将新下水管与旧下水管平行安放
• Construct a series of 5 new pumping stations and pump to adjacent sewerage area
Costs of Open Cut Pipe Replacement
开沟更换管道的成本
Pavement saw-cutting
开凿路面
Excavation 挖沟 Trucking spoil and dump fees 运土费和倒土费用 Backfill and transport
Lining of Pipe 内衬法
Cured-In-Place 软衬法
Fold and Form 折叠内衬法
Segmental Sliplining 分段插管法
CIPP Lining of Pipe 软衬法
Robotic Spot Repair 机器人现场修复
(Int来自百度文库rnal/External Grouting) 内部/外部注浆
Definition of Trenchless Technologies
无开挖技术的定义
“A family of methods, materials, and equipment
capable of being used for the installation of new or replacement or rehabilitation of existing underground infrastructure with minimal disruption to surface traffic, business, and other activities.” 无开挖技术就是采用各种方法，
需要设置5个新泵站，把污水泵送到邻近排污系统
Parallel Trunk Sewer 平行管道方案
• Advantages 优点
– Maintains gravity flow 维持重力流动
• Disadvantages 缺点
– Construction in silty sand to clayey material 3 to 6 metres deep with high groundwater in close proximity to Millstone River, a highly sensitive Coho salmon habitat stream.
• Diameters of 75 - 1060 mm
管道直径：70－1060毫米
• Applications: 应用 – replacement of force mains Pneumatic Head 气动式裂管头 压力管的更换 – replacement of gravity sewers 下水道的更换
回填和运输费用
Compaction 压实 Concrete or asphalt
重铺水泥和沥青
Traffic control交通管制
New Construction Techniques 新技术
H.D.D.水平定向钻进法 Pipe Bursting 爆(裂)管法
Microtunneling 微型隧道法
– geotechnical investigations地质调查
HDD Process 水平定向钻进过程
HDD Process 水平钻进定进过程
Pipe Bursting 爆(裂)管法
• Lengths of 100 - 900 m
Static Head 固定式裂管头
施工长度：100－900米
Microtunneling Process
微型隧道法施工过程
Pipe Jacking
顶管法
• Lengths of up to 490 m have been achieved 施工长度可达490米 • Diameters of 1060 - 3050 mm 管径介于1060－3050毫米 • Applications: 应用 – large diameter gravity sewers and force mains 大型下水管道和压力管道
材料，设备来铺设，更换或修复地下公用设施而能做到最小限度地扰民 碍市 - North American Society for Trenchless Technology 北美无开挖技术协会
Why Trenchless? 为什么要无开挖？
• Minimal disruption of traffic
Pipe Jacking Process
顶管法施工过程
Auger Boring 螺旋横钻孔机
•Lengths of 12 - 150 m 施工长度：12－150米
•Diameters of 200 - 1500 mm 管径：200－1500毫米
•Applications: 应用 •relatively short crossings of pipes and conduits 短距离的管道施工
INTRODUCTION TO TRENCHLESS TECHNOLOGY 非开挖技术的介绍
By Samuel T. Ariaratnam, Ph.D., P.E. Arizona State University, USA
Traditional Methods
传统的方法 • First suited for “gre enfield” 适用于未发展区域 • Low tech – little change over past 50 yrs.
• Level of planning & implementation basic
对计划与实施手段的要求低
• “Non-greenfield” – surface disruptions, underground utilities 在市区施工， 对地面上的物景
产生损坏，对地下的管网产生威胁
Hydraulic Head 液压式裂管头
Pipe Bursting Process(Static)
爆管法的过程 （ 固定裂管工艺)
Pipe Bursting Process(Static Cont.)
爆管法的过程 （固定裂管工艺)
续
Pipe Bursting Process(Pneumatic)
Pipe Jacking 顶管法
Auger Boring螺旋钻进法
Horizontal Directional Drilling
水平定向钻进法
• Lengths of 15 - 1800 m 施工长度：15－1800米 • Diameters of 25 - 1200 mm 管径25－1200毫米 • Applications: 应用 – utility conduits 市政工程 – Pipelines 管道设施 – gravity sewers 下水管道 – force mains 压力管道 – horizontal remediation wells 治理污染的水平管群
管道扫描和评估
• Methods include: 方法有： – Closed-circuit television (CCTV) 闭路电视 – Radar 雷达 – Sonar 声纳 – Eddy currents 涡流 • Applications: 应用 – inspection of infrastructure systems to gain a “snap-shot” of pipe condition 检查基 础管道设施的状况
爆管法的过程 （气动工法)
Microtunneling 微型隧道法
•Lengths of 25 - 225 m 施工长度：25－225米 •Diameters of 250 - 3050 mm 管径：250－3050毫米
•Applications: 应用 •gravity sewer installations 下水管道的安装
– Minimizes environmental impacts as pump stations and forcemains for the most part would be constructed in existing right-of-ways.
对环境扰动小
• Disadvantages 缺点
Applications: 应用 - Repair of sewer/water/product lines where “localized” structural enhancement is required
修复位于地层局部结构复杂的下水管，供水管和其它管道
Pipe Scanning & Evaluation
Rehabilitation Techniques
管道修复技术
Lining of Pipe 内衬法
Robotic Spot Repair 机器人现场修复 Pipe Scanning & Eval. 管道扫描和评估
Lining of Pipe 内衬法
•Lengths of up to 1000 m 施工长度可达1000米 •Diameters of 100 - 1500 mm 管径介于100－1500毫米 •Cost varies by method 成本因方法而异 •Applications: 应用 •relining of water, sewer, and natural gas lines 供水管，下水管和天然 气管道的内衬
在3-6米的粘沙土层施工难度大；地下水位高；会影 响三文鱼栖息地的生态
– Additional right-of-way would be required
需要额外的管位
• Cost Estimated at $5.1 million 成本估算约5.1百万美元
Pumped Option 泵站方案
• Advantages 优点
– Added undesirable long term operational costs to the City of Nanaimo
给这个城市增加了一些额外的长期营运成本
• Cost Estimated at $5.2 million 成本估算约5.2百万美元
Pipe Bursting Researched as a Possible Alternative 爆管法作为可能的另一选择
Trenchless Technologies 无开挖技术
• Thrust Boring & Pipe Jacking (pre-1900’s) 顶管法
• • • • •
Auger Boring (1940) 螺旋钻进法 Impact Moling (1962) 冲击矛法 Directional Drilling (1971) 水平定向钻进法 Impact Ramming (1980) 夯管法 Pipe Bursting (1980’s) 爆(裂)管法
最小的交通干扰
• Year round construction 全年可以施工 • Improved safety 安全性改善 • Reduced landscape damage
减少对周围物景的损坏
• Minimal disturbance to local business 对周围的商业环境影响少 • Improved construction productivity 改善施工的效率 • Can access otherwise inaccessible areas 在难以进入的区域也可施工
Sewer Scanning & Evaluation Technology (SSET)
下水管道扫描和评估技术
TWO CASE HISTORIES 两个例子
Pipe Bursting 爆管法 Horizontal Directional Drilling 水平定向钻进法
Pipe Bursting of the Millstone Sanitary Trunk Sewer
爆管法的里程碑
Alternatives 方案比较
• Parallel the existing gravity trunk sewer with a new gravity trunk sewer
将新下水管与旧下水管平行安放
• Construct a series of 5 new pumping stations and pump to adjacent sewerage area
Costs of Open Cut Pipe Replacement
开沟更换管道的成本
Pavement saw-cutting
开凿路面
Excavation 挖沟 Trucking spoil and dump fees 运土费和倒土费用 Backfill and transport
Lining of Pipe 内衬法
Cured-In-Place 软衬法
Fold and Form 折叠内衬法
Segmental Sliplining 分段插管法
CIPP Lining of Pipe 软衬法
Robotic Spot Repair 机器人现场修复
(Int来自百度文库rnal/External Grouting) 内部/外部注浆
Definition of Trenchless Technologies
无开挖技术的定义
“A family of methods, materials, and equipment
capable of being used for the installation of new or replacement or rehabilitation of existing underground infrastructure with minimal disruption to surface traffic, business, and other activities.” 无开挖技术就是采用各种方法，
需要设置5个新泵站，把污水泵送到邻近排污系统
Parallel Trunk Sewer 平行管道方案
• Advantages 优点
– Maintains gravity flow 维持重力流动
• Disadvantages 缺点
– Construction in silty sand to clayey material 3 to 6 metres deep with high groundwater in close proximity to Millstone River, a highly sensitive Coho salmon habitat stream.
• Diameters of 75 - 1060 mm
管道直径：70－1060毫米
• Applications: 应用 – replacement of force mains Pneumatic Head 气动式裂管头 压力管的更换 – replacement of gravity sewers 下水道的更换
回填和运输费用
Compaction 压实 Concrete or asphalt
重铺水泥和沥青
Traffic control交通管制
New Construction Techniques 新技术
H.D.D.水平定向钻进法 Pipe Bursting 爆(裂)管法
Microtunneling 微型隧道法
– geotechnical investigations地质调查
HDD Process 水平定向钻进过程
HDD Process 水平钻进定进过程
Pipe Bursting 爆(裂)管法
• Lengths of 100 - 900 m
Static Head 固定式裂管头
施工长度：100－900米
Microtunneling Process
微型隧道法施工过程
Pipe Jacking
顶管法
• Lengths of up to 490 m have been achieved 施工长度可达490米 • Diameters of 1060 - 3050 mm 管径介于1060－3050毫米 • Applications: 应用 – large diameter gravity sewers and force mains 大型下水管道和压力管道
材料，设备来铺设，更换或修复地下公用设施而能做到最小限度地扰民 碍市 - North American Society for Trenchless Technology 北美无开挖技术协会
Why Trenchless? 为什么要无开挖？
• Minimal disruption of traffic
Pipe Jacking Process
顶管法施工过程
Auger Boring 螺旋横钻孔机
•Lengths of 12 - 150 m 施工长度：12－150米
•Diameters of 200 - 1500 mm 管径：200－1500毫米
•Applications: 应用 •relatively short crossings of pipes and conduits 短距离的管道施工
INTRODUCTION TO TRENCHLESS TECHNOLOGY 非开挖技术的介绍
By Samuel T. Ariaratnam, Ph.D., P.E. Arizona State University, USA
Traditional Methods
传统的方法 • First suited for “gre enfield” 适用于未发展区域 • Low tech – little change over past 50 yrs.