论文部分内容阅读
【摘要】 在市政道路管线施工过程当中，为不破坏原有路面及建筑物，多采用非开挖市政道路施工方法。所谓的非开挖市政道路施工，它是指一种环境友好的地下管线施工技术，利用岩土钻掘的技术手段，在地表不开挖沟（槽）的条件下（个别作业坑除外），对地下管线进行定向钻孔的一种成套施工技术。本文主要针对非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑气力输送技术进行分析探讨，以供相关施工单位参考。
【关键词】 钻孔工艺；气力输送技术；非开挖市政道路施工
随着城市建设在近些年取得长足的进步，市政道路施工越来越受到社会的重视。作为市政道路施工的一项重点内容之一，地下管线的重要性不言而喻。为不破坏原有路面及建筑物，非开挖市政道路施工在城市多个场合都发挥了重要作用，且随着非开挖市政道路施工技术的不断成熟，其必将成为日后市政道路施工的主要发展趋势。本文主要针对非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑气力输送技术进行分析探讨，以供相关施工单位参考。
1.钻孔泥屑气力输送技术的分析
1.1气力输送的相关概述
在施工中常说的气力输送，它是一种在管道中利用气流输送散装物料的方法，通过利用一定的压力和一定速度的气流，以实现散装物传送的装置。从流体力学的角度上来分析，气力传送属于气固两相流，因为在实际施工中涉及到的空气和泥屑作为混合介质。实际上，气力输送技术在各个行业当中都具有非常广泛的应用，气力输送的优势和缺点可以概括为以下几个方面。
在气力输送的优势上，主要包括：①具有较为理想的输送效率；②整个输送过程处在完全密闭的状态之下，受环境因素和条件因素的影响较小，被输送物不易被吸湿，污染，损坏，输送质量可以得到一定的保证；③在整个输送的过程当中，可以做一些分级，粉碎，混合等工艺过程，可在一定的条件下进行一些化学反应；④施工简单，占地面积小，方便选择输送管线；⑤方便实现自动化控制与集中管理。
1.2气力输送的装置和类型特点
吸送式气力输送、压送式气力输送和混合气力输送是气力输送装置常见的三种类型。①吸送式气力输送装置，也叫真空输送装置，它是指将物料和大气一起吸入到管道内，气流低于大气压，通过这种方式实现气力的输送。②压送式气力输送装置则与吸送式气力输送装置相反，压缩空气要高于大气压力，借此来实现物料的推动和传送。③混合气力输送装置是将吸送式气力输送装置和压送式气力输送装置相结合，兼具两种装置的特点，但其内部结构和相关构造相对复杂，且易受到工作条件的影响，设备磨损存在一定的问题。
1.3气力输送状态的几种类型
通过对气力输送的状态进行分析能够看出，在气固流动时，物料的状态同风速之间有着直接的关系：当风速较高时，物料呈悬浮的形态，同时均匀的被气流输送；小幅度的降低风速时物料开始聚拢，呈集团脉动态输送；再降低风速，物料就会聚拢在截面产生料栓，料栓在空气的推动之下进行输送；再次降低风速，料栓就会变的稳定，在空气的推动之下进行输送。所以能够把气力输送系统分为下面三种：
①栓流气力输送：栓流气力输送是气力输送方法中较为突出的输送方法，是把料栓人为的分割开，以静压推动料栓进行前进，以此增强料栓的速度，较少输送的压力。
②密相气力输送：在经济速度线的左边和沉降速度线的后边之间，物料不再均匀，但是较为密集，所以仍然是通过气流来传送能量。
③集装容器式气力输送：集装容器式气力输送依照装料器分为两种，分别为有轮的容器和无轮的传输筒，这种方法同栓料气力输送较为相似，都是通过空气的压力推动传输筒在管道中输送。
2.气力输送系统的相关设计
2.1钻孔工艺过程中泥屑特点及气力输送的相关要求
结合以往市政道路施工的经验来看，非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中的泥屑受施工地点的影响，穿越地层大多以粘土、粉土、沙土、以及淤泥和砂层等软弱地层为主，所以在这一过程中的泥屑气力输送中，为保证系统的高效運行，且能可靠地保证泥屑可被运输，要求被输送的钻孔泥屑尽可能薄、碎。在进行钻孔施工时，钻孔的泥屑应尽量保证呈现松散的状态，这样的目的是为保证在气力输送过程当中泥屑塞和气体塞的形成，方便施工。但在实际的施工过程中我们发现，泥土在钻削之后粘性较大，难以形成理想的泥屑状态，故考虑压送罐内放置粉碎装置的方式来满足气力输送的要求。
2.2气力输送系统的相关关键部件
在实际的施工过程当中，涉及到的施工关键技术主要包括在气力输送的过程当中，主、辅喷吹压力，输送气体流量等技术问题即其数学模型的构建，另一方面，在气力输送过程当中的系统关键部件如压力输送罐、拉伐尔管及气力控制系统的的结构设计，也是保证该项技术能否顺利实现的关键。在气力输送系统的关键部件当中，主要涉及到的内容就是压送罐、拉伐尔喷吹管、贮气罐、输泥管和单向喷吹阀等。此外在系统控制的关键部件当中，气动回路设计与电气系统设计，是系统控制的两大关键部件，是非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑气力输送技术实现的关键。
总 结
综上所述，非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑运输的问题，可以通过气力运输技术的分析与设计得以有效解决，为市政道路管线施工提供必要的保证。当前非开挖市政道路施工的相关问题是行业的研究热点，这主要与当前市政道路施工的发展特点紧密相关，本文主要对非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑气力输送技术的相关问题进行分析，着重对气力输送的相关理论进行分析，以供相关市政施工单位参考。相信随着气力运输技术研究的不断深入，市政道路施工的发展将会取得更大的进步。
参考文献：
[1]陈慧萍.非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑气力输送技术的研究[D].苏州大学，2006.
[2]张健.非开挖市政道路施工钻孔泥屑气力输送方法的研究[D].苏州大学，2008.
[3]李小平，刘海兰，赖华清等.非开挖市政道路施工钻孔组合型多级破岩钻头设计[J].机械设计与研究，2013，05：63-66.
[4]陈志强.一种非开挖市政道路施工微型钻孔机器人控制系统关键技术的研究[D].苏州大学，2008.
【关键词】 钻孔工艺；气力输送技术；非开挖市政道路施工
随着城市建设在近些年取得长足的进步，市政道路施工越来越受到社会的重视。作为市政道路施工的一项重点内容之一，地下管线的重要性不言而喻。为不破坏原有路面及建筑物，非开挖市政道路施工在城市多个场合都发挥了重要作用，且随着非开挖市政道路施工技术的不断成熟，其必将成为日后市政道路施工的主要发展趋势。本文主要针对非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑气力输送技术进行分析探讨，以供相关施工单位参考。
1.钻孔泥屑气力输送技术的分析
1.1气力输送的相关概述
在施工中常说的气力输送，它是一种在管道中利用气流输送散装物料的方法，通过利用一定的压力和一定速度的气流，以实现散装物传送的装置。从流体力学的角度上来分析，气力传送属于气固两相流，因为在实际施工中涉及到的空气和泥屑作为混合介质。实际上，气力输送技术在各个行业当中都具有非常广泛的应用，气力输送的优势和缺点可以概括为以下几个方面。
在气力输送的优势上，主要包括：①具有较为理想的输送效率；②整个输送过程处在完全密闭的状态之下，受环境因素和条件因素的影响较小，被输送物不易被吸湿，污染，损坏，输送质量可以得到一定的保证；③在整个输送的过程当中，可以做一些分级，粉碎，混合等工艺过程，可在一定的条件下进行一些化学反应；④施工简单，占地面积小，方便选择输送管线；⑤方便实现自动化控制与集中管理。
1.2气力输送的装置和类型特点
吸送式气力输送、压送式气力输送和混合气力输送是气力输送装置常见的三种类型。①吸送式气力输送装置，也叫真空输送装置，它是指将物料和大气一起吸入到管道内，气流低于大气压，通过这种方式实现气力的输送。②压送式气力输送装置则与吸送式气力输送装置相反，压缩空气要高于大气压力，借此来实现物料的推动和传送。③混合气力输送装置是将吸送式气力输送装置和压送式气力输送装置相结合，兼具两种装置的特点，但其内部结构和相关构造相对复杂，且易受到工作条件的影响，设备磨损存在一定的问题。
1.3气力输送状态的几种类型
通过对气力输送的状态进行分析能够看出，在气固流动时，物料的状态同风速之间有着直接的关系：当风速较高时，物料呈悬浮的形态，同时均匀的被气流输送；小幅度的降低风速时物料开始聚拢，呈集团脉动态输送；再降低风速，物料就会聚拢在截面产生料栓，料栓在空气的推动之下进行输送；再次降低风速，料栓就会变的稳定，在空气的推动之下进行输送。所以能够把气力输送系统分为下面三种：
①栓流气力输送：栓流气力输送是气力输送方法中较为突出的输送方法，是把料栓人为的分割开，以静压推动料栓进行前进，以此增强料栓的速度，较少输送的压力。
②密相气力输送：在经济速度线的左边和沉降速度线的后边之间，物料不再均匀，但是较为密集，所以仍然是通过气流来传送能量。
③集装容器式气力输送：集装容器式气力输送依照装料器分为两种，分别为有轮的容器和无轮的传输筒，这种方法同栓料气力输送较为相似，都是通过空气的压力推动传输筒在管道中输送。
2.气力输送系统的相关设计
2.1钻孔工艺过程中泥屑特点及气力输送的相关要求
结合以往市政道路施工的经验来看，非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中的泥屑受施工地点的影响，穿越地层大多以粘土、粉土、沙土、以及淤泥和砂层等软弱地层为主，所以在这一过程中的泥屑气力输送中，为保证系统的高效運行，且能可靠地保证泥屑可被运输，要求被输送的钻孔泥屑尽可能薄、碎。在进行钻孔施工时，钻孔的泥屑应尽量保证呈现松散的状态，这样的目的是为保证在气力输送过程当中泥屑塞和气体塞的形成，方便施工。但在实际的施工过程中我们发现，泥土在钻削之后粘性较大，难以形成理想的泥屑状态，故考虑压送罐内放置粉碎装置的方式来满足气力输送的要求。
2.2气力输送系统的相关关键部件
在实际的施工过程当中，涉及到的施工关键技术主要包括在气力输送的过程当中，主、辅喷吹压力，输送气体流量等技术问题即其数学模型的构建，另一方面，在气力输送过程当中的系统关键部件如压力输送罐、拉伐尔管及气力控制系统的的结构设计，也是保证该项技术能否顺利实现的关键。在气力输送系统的关键部件当中，主要涉及到的内容就是压送罐、拉伐尔喷吹管、贮气罐、输泥管和单向喷吹阀等。此外在系统控制的关键部件当中，气动回路设计与电气系统设计，是系统控制的两大关键部件，是非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑气力输送技术实现的关键。
总 结
综上所述，非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑运输的问题，可以通过气力运输技术的分析与设计得以有效解决，为市政道路管线施工提供必要的保证。当前非开挖市政道路施工的相关问题是行业的研究热点，这主要与当前市政道路施工的发展特点紧密相关，本文主要对非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑气力输送技术的相关问题进行分析，着重对气力输送的相关理论进行分析，以供相关市政施工单位参考。相信随着气力运输技术研究的不断深入，市政道路施工的发展将会取得更大的进步。
参考文献：
[1]陈慧萍.非开挖市政道路施工钻孔工艺过程中泥屑气力输送技术的研究[D].苏州大学，2006.
[2]张健.非开挖市政道路施工钻孔泥屑气力输送方法的研究[D].苏州大学，2008.
[3]李小平，刘海兰，赖华清等.非开挖市政道路施工钻孔组合型多级破岩钻头设计[J].机械设计与研究，2013，05：63-66.
[4]陈志强.一种非开挖市政道路施工微型钻孔机器人控制系统关键技术的研究[D].苏州大学，2008.