劉明杰

(太原市市政公共設(shè)施管理處，山西太原 030012)

1 太原市市政雨污水管線的管理與維護(hù)現(xiàn)狀

太原市城區(qū)范圍內(nèi)雨污水管線的建設(shè)可以追溯到二十世紀(jì)五六十年代，受當(dāng)時(shí)條件的制約，設(shè)計(jì)大多管徑小，材質(zhì)以水泥混凝土管為主。隨著城市的不斷擴(kuò)容，建于20世紀(jì)80年代以前的雨污水管線已暴露出很多問(wèn)題，很多已不能滿足日益增長(zhǎng)的排放流量要求。

現(xiàn)狀雨污水管線普遍存在的問(wèn)題是:

1)因管徑小無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的雨污水排放要求，排水高峰時(shí)檢查井易溢水;

2)管道大多為水泥混凝土管，經(jīng)長(zhǎng)期腐蝕導(dǎo)致管道接口或管壁漏水沖刷路基進(jìn)而引起路面突然塌陷，造成安全隱患;

3)因管徑小、雜物易堵塞管道，用高壓射水車、絞車、竹皮子等傳統(tǒng)施工方法疏通比較困難。

而且這些管線大多位于小胡同、小街巷中，如采用傳統(tǒng)的開(kāi)挖換管方法施工，不但施工成本高居不下，而且給施工區(qū)域附近居民的日常生活帶來(lái)嚴(yán)重的干擾和影響，同時(shí)極易破壞其他管線，“馬路拉鏈”現(xiàn)象在很多城市中層出不窮，基于傳統(tǒng)技術(shù)的種種弊端，各種非開(kāi)挖技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。定向鉆機(jī)拉管法施工工藝是非開(kāi)挖技術(shù)的一種，本文介紹了定向鉆機(jī)拉管法施工工藝，以供同行參考。

2 定向鉆機(jī)拉管法施工工藝原理

非開(kāi)挖定向鉆機(jī)拉管施工技術(shù)是在不開(kāi)挖地表的情況下，用導(dǎo)向鉆鑿技術(shù)，將一無(wú)線電發(fā)射器(探頭)置于鉆頭盒內(nèi)，導(dǎo)向鉆進(jìn)過(guò)程中，地面接收儀隨時(shí)顯示鉆頭的深度、傾角、溫度等參數(shù)。施工人員在地面導(dǎo)航儀引導(dǎo)下，從起點(diǎn)向終點(diǎn)鉆一個(gè)與設(shè)計(jì)軌跡盡量吻合的導(dǎo)向孔，然后用合適的鉆頭回?cái)U(kuò)成與擬鋪管線尺寸相匹配的通道，利用定向鉆機(jī)把管線拖入孔中，完成鋪設(shè)任務(wù)。施工工藝流程:鉆孔布置→軌跡設(shè)計(jì)→軌跡標(biāo)定→鉆機(jī)就位→導(dǎo)向

鉆進(jìn)→回?cái)U(kuò)→回拖鋪管。

3 定向鉆機(jī)拉管法施工工藝具體操作要點(diǎn)

1)導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)。

軌跡設(shè)計(jì)前要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的勘察，主要是了解地下各類管線的布置情況。為避免在施工中破壞其他管線，導(dǎo)向孔軌跡不能與其他管線產(chǎn)生交叉，同時(shí)與平行的其他管線保持必要的安全距離。導(dǎo)向孔軌跡的設(shè)計(jì)平面位置最好與舊管道平行，深度一致。導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)參數(shù)如下:考慮鉆桿和管材的彎曲半徑，取r=50 m。

其中，L為造斜段長(zhǎng)度;h為鋪管深度;r為彎曲半徑。

2)開(kāi)挖工作坑。

導(dǎo)向孔施工前在鉆進(jìn)路徑的入地點(diǎn)和出地點(diǎn)各挖一個(gè)工作坑，深度一般為1.5 m～2 m，以便于鉆桿連接，切割管道，減少HDPE管的損耗。

3)導(dǎo)向孔施工。

鉆機(jī)定位后，選用φ100 mm鴨掌式鉆頭按設(shè)計(jì)的入射角鉆入地層，進(jìn)行造斜段和水平孔段的導(dǎo)向孔施工。導(dǎo)向時(shí)對(duì)鉆頭在地表進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用探測(cè)儀跟蹤測(cè)量方位角、傾角、平面位置、高程等數(shù)據(jù)并隨時(shí)糾正，以確保導(dǎo)向孔按設(shè)計(jì)軌跡鉆進(jìn)，并保護(hù)好其他管線。

4)擴(kuò)孔。

導(dǎo)向孔鉆進(jìn)完成后，在出土點(diǎn)卸下導(dǎo)向鉆頭，用160 mm，230 mm，330 mm，440 mm，540 mm，660 mm等不同直徑的回?cái)U(kuò)頭從小到大依次回?cái)U(kuò)孔，直至達(dá)到要求為止。

5)泥漿系統(tǒng)。

泥漿配置采用水+優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土+鉆寶液，為改善泥漿性能，加入適量化學(xué)處理劑純堿，增粘、增靜切力、調(diào)節(jié)pH值，純堿用量為膨潤(rùn)土量的2%。施工時(shí)粘度配置控制在35 s～40 s，施工時(shí)泥漿注入洞內(nèi)，在鉆頭四周流動(dòng)，冷卻鉆頭和探棒發(fā)射器，可使鉆頭和鉆桿得到潤(rùn)滑，穩(wěn)定孔壁，降低鉆進(jìn)時(shí)所需的扭矩和回拖力，降低托管時(shí)管與孔壁的摩擦系數(shù);泥漿能保持液體穩(wěn)定流動(dòng)，充實(shí)縫隙、防止地面塌陷，清除鉆進(jìn)土屑，減少腐蝕，起到固孔護(hù)管作用，同時(shí)也在回拖時(shí)對(duì)鋪管表面起保護(hù)作用。

6)管材的選用。

城市雨污水管道選用HDPE管，它具有以下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，磨耗系數(shù)小，具有優(yōu)異的抗沖擊、抗地震能力，具有良好的抗老化性能，安全衛(wèi)生、綠色環(huán)保，HDPE管主要采用熱熔或電熔連接，其接口在承拉和承壓時(shí)都比管材本身具有更高的強(qiáng)度，無(wú)漏水、漏氣之憂。重量輕，易搬運(yùn)、易彎曲，焊接工藝簡(jiǎn)便迅速，工程綜合造價(jià)低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

7)管材焊接。

管材采用聚乙烯HDPE管，連接采用熱熔焊接，在擠擴(kuò)鉆頭擴(kuò)孔之前，將管按照實(shí)際長(zhǎng)度一次性焊接好。焊接是一道關(guān)鍵工序，應(yīng)按照焊接工藝各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行操作，必要時(shí)，應(yīng)根據(jù)天氣環(huán)境、溫度等變化對(duì)其做適當(dāng)調(diào)整。焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 HDPE管材熱熔對(duì)接參數(shù)典型值(根據(jù)德國(guó)焊接協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)KVS2207，1995)

8)鋪管。

鋪管是定向鉆拉管法施工的最后一道工序，利用定向鉆機(jī)把焊接好的管線拖入孔中，完成鋪設(shè)任務(wù)。

4 定向鉆機(jī)拉管法施工工藝與其他施工工藝的比較

定向鉆機(jī)拉管法與其他施工工藝對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 定向鉆機(jī)拉管法與其他施工工藝對(duì)比表

5 結(jié)語(yǔ)

雨污水管線是利用水的自重進(jìn)行排放，在施工中對(duì)管道高程要求較高，所以，定向鉆機(jī)拉管施工技術(shù)自20世紀(jì)70年代誕生以來(lái)，一直用于石油、燃?xì)?、供水等?duì)管線高程要求不高的有壓管線，直到21世紀(jì)初，我國(guó)一些城市才對(duì)不具備開(kāi)挖條件維修或改建的地下排水管道采用非開(kāi)挖定向鉆機(jī)拉管施工技術(shù)。2008年，太原市政管理處首次在義井東街、公園路排水養(yǎng)護(hù)工程中將該技術(shù)應(yīng)用于管道改造工程中。這項(xiàng)新技術(shù)在市政管養(yǎng)部門排水養(yǎng)護(hù)工程中的推廣和應(yīng)用，將大大有利于解決太原市許多以前難以解決的排水管道問(wèn)題，是一次重大的技術(shù)革命。