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夯管锤使用说明书

二OO一年二月八日

安 全 警 告
1. 警告：检查现场地层情况，必要时在工作之前加固坑壁，防止坍塌事　　　　　　　　　　　　故的发生。
2. 警告：在操作之前，要探明地下管线的位置、深度，击穿这些管线有可能产生严重的伤亡事故。
3. 警告：夯管锤在工作时，管路及运动部件具有一定的压力，注意承压件的使用状况，严禁带压拆装管路系统。
4. 警告：清除钢管内的土芯时，严防钢管出土一端飞石伤人。
5. 警告：夯管锤主机用户不可随意拆卸。
6. 警告：严禁从进气口、排气孔进入沙砾、铁屑等异物，防止气缸刮伤。
7. 警告：夯管锤从高处坠落可能造成气缸变形，影响正常工作。
1. 前言
气动夯管锤，是用于非开挖铺设地下管道的新型设备，适于在粘土层、亚粘土层、含砂砾石土层、杂填地层铺设直径Æ1200mm以下，较短距离的钢管。主要具有铺管精度高、铺管直径范围大、对地层适应性强、设备操作简单、投资少、施工成本低等特点。
为了您的设备能够发挥更大的效用，创造更多的效益，使用前务请详细阅读本说明书，并按照操作规程使用。
2 概述
2.1气动夯管锤实质上是一个低频、大冲击功的气动冲击器。它是以压缩空气为动力，驱动缸体里的冲锤打击砧子，同时将钢管沿着导轨的轨迹直接夯入地层中，工作时，夯管锤产生较大的冲击力，这个力直接作用于钢管的一端，通过钢管传递到另一端的管靴上，切割土体，切割的土体进入钢管内。待钢管抵达目标坑后，取下管靴，排除土芯，管道铺设完成。
气动夯管锤主要用于钢管的非开挖铺设，另外还可以用于冷冻管工程、管棚工程、金矿勘探、沉管灌注桩、钢管桩和异型钢板桩等工程。
2.2 夯管锤型号说明
VH 300
锤的外径尺寸
夯管锤系统
2.3 主要技术参数（表1）
表 1
型 号
VH110
VH190
VH260
VH300
VH350
VH420
主机外径(mm)
Æ110
Æ190/200
Æ260/270
Æ300/310
Æ350/365
Æ415/422
主机长度(mm)
1400
1680
1900
2100
2400
2800
主机重量(kg)
80
240
520
750
1200
1980
耗气量(m3/min)
2-3
4-6
6-9
9-12
12-18
12-24
空气压力(MPa)
0.4-0.7
0.4-0.7
0.4-0.7
0.4-0.7
0.4-0.7
0.4-0.7
适用管径(mm)
Æ73-
Æ159
Æ89-
Æ325
Æ219-
Æ529
Æ273-
Æ630
Æ325-
Æ830
Æ426-
Æ1200
标准配置可铺管道直径(mm)
Æ89、Æ108、Æ127
Æ219、Æ273、Æ325
Æ273、Æ325、Æ426
Æ325、Æ426、Æ529
Æ426、Æ529、
Æ630
Æ426、Æ529、Æ630
可铺设管道的直径(mm)
Æ89、Æ108、Æ127、Æ159、Æ219、Æ273、Æ325、Æ377、Æ426、Æ529、Æ630、Æ730、Æ830
2.4 标准配置配件内容（表2）
表 2
名 称
数　量
备　　　注
胶 管
2条
依据夯管锤的型号确定
注油器
1个

夯管头
2-3种
依据夯管锤的型号确定
出土器
3种
依据夯管锤的型号确定
2.5 可选配件见表3。
表 3
名　称
规　格
调节锥套
Æ73mm～Æ830mm
夯 管 头
除标准配置以外，在Æ73mm～Æ830mm内的其它规格
注浆装置
0.05 m3、0.1 m3、2 m3
滑 　车
依据夯管锤的外径
水 平 尺
1/600
切 削 头
Æ73mm～Æ830mm
清 土 器
依据钢管的内径确定
拖 架
依据夯管锤的型号确定
张 紧 器

钩 子

3　 夯管锤系统主要部件及作用
3.1夯管锤系统由夯管锤、高压胶管、注油系统、润滑系统等部件组成，图（1）为夯管锤系统的组装示意图。
1- 地层 2-切削头 3-钢管 4-垫木 5-出土器 6-出土窗口 7-夯管锤 8-滑车 9-钩子 10-高压气管 11-锤进气阀 12-注油器 13-示油窗 14-主进气阀 15-空压机排气阀 16-空压机 17-注浆硬管 18-夯管头 19-拉环 20-注浆软管 21-调节锥套 22-张紧器 23-注浆阀 24-储浆罐 25-压力表 26-进气软管 27-油量调节阀 28-注浆管进气阀 29-高压软管
3.2 作用
切削头：又称管靴，焊接于钢管的前端，保护管口，减小切削面积，压实管外土层，减小土层对钢管外壁的摩擦力；
垫　木：调整钢管及夯管锤的高度，使之保持在同一中轴线上；
出土器：传递夯管锤的冲击力，排出夯管过程中进入钢管内从钢管　　　　　　　　　　　　　的另一端挤出的土。
夯管锤：提供铺管所需的冲击力；
进气阀：用于启动或关闭夯管锤；
注油器：由压缩空气将润滑油代入夯管锤中，润滑夯管锤中的运动部件，注油量可调，示油窗可观察其中的油量；
空压机：向夯管锤提供压缩空气和清除钢管内的土芯；
夯管头：防止钢管受锤击后管口扩径或损坏；
调节锥套：使夯管头、出土器和夯管锤与钢管直径间相互匹配；
注浆管；将泥浆或润滑液输送到钢管前端，管靴后部的通道；
注浆系统：由储浆罐、注浆管、气管、控制阀组成，可向钢管内外壁压浆减小摩擦阻力；
3.3 钢管夯入地下后，土芯进入钢管内，用压缩空气将钢管内的土芯顶出,管道就铺设完成了。图（2）为出土时设备安装示意图。
1-地层 2-土芯 3-钢管 4-清土球 5-密封盖板 6-密封环 7-挡杆 8-进气管 9-进气阀 10-注油器 11-空压机
3.4 作用
清土器：包括清土球和密封盖板。清土球外壁紧贴钢管内壁，在钢管内形成一个活塞，压缩空气的作用使其在钢管内前进，将钢管内的土芯从钢管中推出。密封盖板用于封堵钢管一端的管口。
4. 夯管锤的结构
夯管锤系统中主要设备是夯管锤，图（3）为夯管锤结构示意图
图　3

　 1　 　2　　　　　 3　　　　　 4　　　　 5　　　　 　 6　 　 7　　
1- 砧子　2- 冲锤　3- 缸体　4- 配气孔　5- 配气杆　6- 减震器　7- 胶管
压缩空气通过配气杆（5）驱动冲锤（2）在缸体（3）中作往复运动，打击砧子（1）夯击钢管。废气从减震器的排气孔排出。
8. 夯管锤的选用
夯管工程中正确选用夯管锤非常重要。选择夯管锤时应综合考虑所穿越的地层、铺管长度和铺管直径三个因素。
地层的密实度、硬度、粘性、含水性、含砂砾情况等对夯管锤的铺管能力有很大的影响。在松软、粘性小、含水丰富、砂砾石含量少（小于20%）的地层中铺管相对较容易，这种地层我们称之为夯管锤铺管理想地层。在密实、硬、粘性大、含水少、砂砾石含量大（超过60%）的地层中铺管相对较困难，这种地层我们称之为夯管锤铺管困难地层。很明显，在理想地层中可选用较小直径的夯管锤铺设较大直径的管道，在困难地层中则必须选用较大直径的夯管锤铺设较小直径的管道。
实际工程中以平均铺管速度2～5m/h的标准选用夯管锤，对降低铺管成本来说比较理想。图(4)以此标准绘制出H系列夯管锤适用铺管直径和单次铺管长度图线，参考地层为中等铺管难度地层，工程中可参考此图选用夯管锤。
铺管直径(mm)
800

700

H350
600

500

H300
400

H260、
300

H190
200

H110
100

铺管长度(m)
80
10
60
70
20
30
40
50
0

图4 H系列夯管锤适用铺管直径和单次铺管长度
9. 夯管锤铺管所用钢管管壁要求
夯管锤铺管所用钢管在壁厚上有一定的要求（表4），当所用钢管的壁厚小于要求的最小壁厚时，需加强钢管端部和接缝焊口处，以防钢管端部和接缝处被打裂。钢管要求防腐进，防腐工作也应在施工前做好。为防止防腐层在夯管过程中损坏，最好采用玻璃钢防腐，可用的防腐方法还有：三油两布沥青防腐、环氧树脂防腐等。
表4 夯管锤铺管要求的钢管最小壁厚
管径（mm）
壁厚（mm）
管径（mm）
壁厚（mm）
≤Φ100
4
Φ500—Φ800
9
Φ100—Φ180
5
Φ800—Φ1000
10
Φ180—Φ250
6
Φ1000—Φ1200
12
Φ250—Φ350
7
Φ1200—Φ1500
15
Φ350—Φ500
8
Φ1500—Φ2000
19
7. 气动夯管锤铺管施工过程
气动夯管锤铺管工程的一般施工程序如图(5)所示。
工程开始

现场勘察

工程设计

准备钢管
设备进场
工作坑开挖

机械安装

铺管前准备工作

下管、焊接
夯 管

否

是否接管

是

清 土

恢复现场

工程结束

图5 气动夯管锤铺管工艺流程图
7.1 现场勘察
现场勘察资料是进行工程设计的重要依据，也是决定工程难易程度，计算工程造价的重要因素，因此必须高度重视现场勘察工作，勘察资料必须精确、可靠。现场勘察包括地表勘察和地下勘察两部分工作。
7.1.1 地表勘察
地表勘察的主要目的是确定穿越铺管路线。主要考虑的因素有：
a.尽可能地符合市政管理部门提供的审批路由；
b.下管工作坑的长度和宽度要求；
c.设备进场和装卸是否方便；
d.是否有足够的场地供设备占用；
e.在居民区还要考虑施工噪音的影响。
进行地表勘察时应充分考虑施工现场各方面因素，根据勘察结果绘制出施工现场平面布置图。
7.1.2 地下勘察
a.地下原有管线及设施的勘查和地层的勘察。地下原有管线及设施勘查对于穿越城市街道尤为重要。街道两侧地下往往有污水管、自来水管、高压电缆、通信电缆、热力管线等，有时纵横交错，有些地方甚至还有基础或人防工程等，工程设计时都应避开这些设施，并保持距这些设施一定的安全距离。这些设施的位置和走向应标注在施工设计剖面图和平面图上。了解相关部门的档案、查找现场原有标志将有助于确定这些设施的准确位置。对于金属管道或缆线可用管线仪对其进一步验证。
b.地层勘察主要包括地层土质种类，含砂、含砾石情况，地下水位情况的勘查。这些情况可能通过寻找有关地质资料和开挖探槽的方式获得。夯管工程一般都要开挖下管工作坑，可以将探槽和工作坑合二为一。重要工程或穿越深度较大不便开槽，可采用钻探取样，工程难度愈大，取样间隔愈小。取样时应获取如下资料：土层标准分类、土层孔隙度、含水性、透水性等。地下水位、基岩深度(如果遇到基岩)。勘查结果应反映在施工设计图上。
7.2 工程设计
根据工程要求和工程勘察结果进行工程设计。工程设计包括施工组织设计、工程预算和施工图设计等。各个管线工程部门对工程设计都有不同的要求和规定，在此不进行详细介绍。但进行夯管锤铺管工程设计时必须考虑如下几点：
a. 确定夯管锤铺管的可行性
根据工程勘察情况、工程质量要求、地层情况和以往施工经验，决定该项工程是否可用夯管锤铺管技术进行施工。
b. 确定铺管路线和深度
先根据地表勘察情况确定穿越铺管的路线，然后根据地下勘察情况确定铺管深度。在甲方确定的铺管路线下没有铺管空间，须进行协商，并重新进行工程勘察以确定最佳的铺管路线和铺管深度。
c. 预测铺管精度
因夯管锤铺管属非控向铺管，管道到达目标坑时的偏差受管道长度、直径、地层情况、施工经验等多方面因素的影响，预测并控制好铺管精度是工程成败的关键。
d．确定是否注浆
一般地层较干、铺管长度较长、直径较大时，应考虑注浆润滑。确定注浆后必须预置注浆管。
7.3 铺管前准备工作
铺管前准备工作包括机械进场、工作坑开挖、准备钢管和机械安装等工作。
机械进场主要是空压机、电焊机、夯管锤及配套机具的进场。
工作坑开挖包括下管坑和目标坑的开挖。正式施工前应按照施工设计图挖下管坑，一般坑底长为：管段长度+夯管锤长度+1m，坑底宽为：管径+1m。在含水地层开挖时，应事先做好降水工作。对于含砂量小的粘性地层，因其渗水性差，一般采用坑内排水即可。当开挖深度较深，水位较高时，可采用井点降水。对于粘结性差的砂层，无法进行坑内排水，必须进行井点降水，待水位降至坑底1米以下时才能开挖。在城市施工时，因地下管网一般都比较复杂，难以判明基坑位置下是否有管线，因此应尽可能不用挖掘机开挖下管坑，以防损坏未知管线。目标坑相对可挖得短一些，用于夯管完成后的清土操作，坑的大小、位置视操作方便而定，可在夯管过程中开挖。
以上各项工作准备好以后即可进行机械安装。如图1所示，先在下管坑内安装导轨（短距离穿越铺管甚至可以不用导轨），调整好导轨的位置，然后将钢管置于导轨上。在钢管进入地层的一端焊上切削头。如决定注浆，还须在切削头后焊上注浆喷头，并连接好注浆系统。用张紧器将夯管锤、调整锥套（如果用的话）、出土器、夯管头和待铺钢管连在一起，使它们成为一个整体。将夯管锤的进风管通过管路系统与空压机相连接。此时一切准备就绪，等待夯管工作。
8. 使用方法及注意事项
8.1 使用方法
8.1.1在开挖好的基坑中安装导轨（可使用两条工字钢或槽钢），调整导轨的方向和水平度，将导轨与坑底固定牢固。
8.1.2 切削头与钢管焊接到一起，对着发射坑壁将钢管置于导轨上。
8.1.3按照图(1)将设备连接好，用张紧器将夯管锤与钢管拉紧使之成为一个整体。
8.1.4 注油器中加满润滑机油（注油口处留2cm左右的空间），注油器上有注油量调节旋钮，可以随时调整注油量（1罐润滑油可以使用2小时左右）。注油器上有空气开闭阀和放空阀，迅速打开空气开闭阀启动夯管锤，如果夯管锤没有启动关闭空气开闭阀，打开放空阀将夯管锤内的空气防空，在关闭放空阀，迅速打开空气开闭阀启动夯管锤。空气开闭阀一端连接空压机，放空阀一端连接夯管锤。如果想使夯管锤慢速冲击，迅速打开空气开闭阀启动夯管锤后（听到第一次锤击声），再迅速将开闭阀的开度减小，减少进气量，降低夯管锤的冲击次数。
8.1.5开动空压机，打开主进气阀、注浆罐进气阀和注浆阀，调试注浆量。注浆量可根据地层情况调整，含水量低的地层注浆量要大一些，反之可以小一些。
8.1.6关闭注浆阀，打开夯管锤进气阀，慢速启动夯管锤，将钢管冲击到发射坑壁，再拉紧张紧器，将夯管头、调节锥套、出土器及夯管锤打紧。
8.1.7 关闭夯管锤进气阀，检查钢管和夯管锤的水平度。
8.1.8打开注浆阀，待泥浆从注浆管流出后，开启夯管锤进气阀，慢速夯入钢管。在钢管进入地层1-3m之前可以调整钢管的水平、垂直位置，钢管进入地层的距离较多后，将无法调节方向。
8.1.9注意调整注油器的注油量，其调节范围为0.005～0.05L/min，观察夯管锤排出的尾气，以其中略含油雾为宜。直径较大的夯管锤工用较大的注油量，直径较小的夯管锤用较小的注油量。
8.1.10夯入3m以后，完全开启夯管锤进气阀，全速夯进钢管。
8.1.11一条钢管夯进完成后，撤去张紧器，将夯管锤、出土器、调节锥套、夯管头拆下，焊接下一条钢管，重复以上操作。
8.1.12当钢管从接受坑中露头后，停止夯管，将张紧器、夯管锤、出土器、调节锥套、夯管头拆下。
8.1.13把钢管一端约1.5m的土芯清出，在距管口约10-15cm的管壁上对称地割两对圆孔,如图（2）安装出土装置,务必将密封盖板拧紧，使之将钢管一端密封。
8.1.14通过气管向钢管内注入清水，必要时可以边注水边浸泡，待清水将土芯泡软后，用压缩空气将土芯顶出。
8.1.15清土时，可以反复开闭进气阀，利用压缩空气的突然释放，撞击清土球和土芯，这样可以克服较大的静摩擦力。当土芯从钢管的另一端被顶出后，就全部开启进气阀，土芯可以在几分钟内排除干净。如果空压机最大可调压力能达到1.0M Pa，能大大提高清除管内土芯的成功率，缩短清土时间。如果使用高压空气清土不能成功时，可以向钢管内大量注水后，将气管与钢管连接，清土球置于钢管内，并将管端密封，然后再连接一段钢管，安装上夯管锤，夯管锤在小风量下工作，使其震动钢管，同时使用高压空气吹土，这样可以将含水量低的土芯排出。
8.1.16土芯清除后，卸下密封盖板、气管，管道铺设完成。
8.1.17将接收坑和下管坑回填。
8.2 注意事项
8.2.1夯管锤为气动冲击器，其内部运动部件间均为间隙配合，砂土、铁削等硬物进到配合间隙中，会造成零件过度磨损而使设备报废。
8.2.2严格按照不同型号的参数规定使用夯管锤，超过额定参数使用会加速零件疲劳损坏。参数见表(1)。
8.2.3使用一段时间后，冲锤的支撑环会磨损过量，可能会造成密封不严而使夯管锤不能自如启动，此时应更换支撑环。
8.2.4施工前，在管路连接好后，应开动空压机，打开放气阀将管路吹干净，施工完毕将胶管两端用护丝帽封好。
8.2.5 夯管锤在运动时，应经常观察注油器，保证润滑油随时注入夯管锤内，严禁长时间无润滑使用。
8.2.6夯管锤在吊装时应平稳，缸体内的冲锤为活动部件，大直径的夯管锤冲锤质量较大，经常冲击尾部减震器会影响其寿命。
8.2.7高压气管在使用时，不可弯成死弯，反复弯折会造成气管断裂，如果在使用时断裂可能会造成事故。
8.2.8清土时，管路和后挡板要密封好，否则可能出现土芯排出困难的现象。
9 维护保养
9.1 所有配件在使用完毕后，应清除表面的泥土，涂上防锈漆或防锈油脂。
9.2夯管锤使用结束后，应从进气接头处向内腔注入适量润滑油，并且开小风量使冲锤在缸体内往复运动数次，这样润滑油就均匀的分布于缸体内各运动部件的表面，防止生锈。将锤尾部的护丝帽拧好，把排气孔塞紧，防止在运输过程中硬物落入。
9.3 高压气管在储存时要盘成盘，并捆扎牢固，防止气管打折。
9.4 注油器拆卸后要将进出口用护丝帽拧好，防止异物进入。
9.5 注浆罐和注浆软管在使用完毕后要用清水冲洗，防止泥浆堵塞管路。
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