【摘 要】隨著城市建設(shè)的加快，交通網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，在很多地下工程建設(shè)中，傳統(tǒng)的開挖技術(shù)開始受到了限制，而采用非開挖技術(shù)倍受青睞。非開挖拖管施工技術(shù)開挖量小、環(huán)境影響較小、施工成本較低，本文結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)例，對其施工技術(shù)方面作相關(guān)探討，給同類工程提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】非開挖技術(shù)；施工準(zhǔn)備；施工流程；測量控制

城市地下管網(wǎng)作為城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，其建設(shè)越來越來收到人們的關(guān)注。城市地下管網(wǎng)施工，一般埋置較深，采用開挖鋪管技術(shù)，對環(huán)境污染嚴(yán)重，干擾大，破壞性大，已逐漸被非開挖技術(shù)所取代。非開挖拖管施工技術(shù)正是非開挖技術(shù)中的典范，解決了管道埋設(shè)施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穿越鐵路、公路、河流、建筑物等障礙物時可減少沿線的拆遷工作量，節(jié)約資金和時間，降低工程造價，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護(hù)等方面凸顯其優(yōu)勢。

1 工程概況

某污水截流管工程，全長1453m，全部采用非開挖拖管技術(shù)施工，施工分五段，管材采用PE管，管徑為DN300，管道最小覆土深度5.0m，最深處達(dá)7.0m。

2 前期調(diào)查

2.1 地貌和交通狀況

本工程施工路面較為平坦，但因本段道路為景區(qū)內(nèi)交通要道，人流量和車流量較大。委托地質(zhì)勘探部門的鉆探報告顯示，本次管道將穿越在含砂量較大的地層中。

2.2 管線探測

根據(jù)勘探部門提供的工程現(xiàn)場地下管網(wǎng)資料，采用探地雷達(dá)結(jié)合掀井蓋實(shí)地測量，對現(xiàn)場地下管網(wǎng)進(jìn)行復(fù)查，準(zhǔn)確掌握地下各種管道和其他基礎(chǔ)設(shè)施的分布及埋深，為導(dǎo)向孔軌跡提供準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)依據(jù)，確保施工安全。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 鉆機(jī)配備

本次工程采用STD-320型水平定向鉆機(jī)進(jìn)行施工，鉆機(jī)性能參數(shù)如下：

3.1.1 額定扭矩：11000N·m；

3.1.2 入土角調(diào)整范圍：0～15°；

3.1.3 最大回拖管徑：1000mm；

3.1.4 最大穿越距離：1500m；

3.1.5 最大推拉力：3200kN；

3.1.6 鉆機(jī)結(jié)構(gòu)形式：履帶式；

3.1.7 控向儀及方式：進(jìn)口向?qū)鍩o線導(dǎo)航探測儀。

3.2 選擇管道焊接場地

在靠近管道全線中間的一個鉆桿出土點(diǎn)有塊較大的閑置空地，將其按市安全文明施工規(guī)范要求用彩鋼瓦圍檔作為管道焊接場地。

3.3 施工臨時用水

就近取用珠江水。

3.4 施工臨時用電

用30kW柴油發(fā)電機(jī)組在施工現(xiàn)場發(fā)電。

4 施工流程

4.1 鉆機(jī)進(jìn)場

為了不影響附近景區(qū)白天車輛及游客交通，施工鉆機(jī)安排在晚上十點(diǎn)鐘后進(jìn)場。

4.2 導(dǎo)向軌跡設(shè)計(jì)

根據(jù)施工現(xiàn)場的地貌、地質(zhì)和地下管線情況，設(shè)計(jì)出拖管路線圖及斷面圖，同時按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求，考慮以下因素：

4.2.1 滿足規(guī)范要求的最小曲率半徑，即R=1200D=360m，由于本工程穿越地段地層比較復(fù)雜，穿越地層主要是流沙，該地層成孔性、穩(wěn)定性差，為了減小管道的彎曲應(yīng)力，擬將本次管道彎曲半徑增加到R=1500D=450m。

4.2.2 滿足穿越道路的安全規(guī)范要求；規(guī)范要求穿越道路應(yīng)保持在道路下5m，該工程管道覆土在5～7m，滿足施工規(guī)范要求。

4.3 測量放線

4.3.1 根據(jù)施工要求的入土點(diǎn)和出土點(diǎn)坐標(biāo)放出管道中心軸線，在入土點(diǎn)端測量并確定鉆機(jī)安裝位置及泥漿池的占地邊界線；在出土點(diǎn)一端，根據(jù)管道中心軸線和占地寬度及長度，放出出土點(diǎn)作業(yè)場地邊界線。

4.3.2 測量控向參數(shù)：按操作規(guī)程標(biāo)定控向參數(shù)，要求細(xì)心并盡可能多測取參數(shù)比較，以確定最佳參數(shù)，在管道中心線的三個不同位置測取，且每個位置至少測四次。

4.4 管道施工

4.4.1 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)場完成后，按照施工平面的布置，進(jìn)行鉆機(jī)就位固定，開挖泥漿池等。

4.4.2 泥漿配制：根據(jù)地質(zhì)資料情況，確定泥漿配制方案，開鉆前配制好30m3優(yōu)質(zhì)泥漿。泥漿在定向穿越中起關(guān)鍵作用，針對不同的地層采用不同的泥漿，若地質(zhì)情況復(fù)雜，則對泥漿要求比較高，為了對付不同的情況，采取以下措施：

（1）按照事先確定好的泥漿配比用一級膨潤土加上泥漿添加劑，配出合乎要求的泥漿。

（2）使用的泥漿添加劑有：聚合物（萬用王），濾餅劑，潤滑劑，根據(jù)不同的穿越地質(zhì)條件，確定加入不同的添加劑。

4.4.3 鉆機(jī)試鉆：進(jìn)行系統(tǒng)連接、試運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，鉆進(jìn)1～2個根鉆桿后，檢查各部位運(yùn)轉(zhuǎn)情況，正常后按次序鉆進(jìn)，確保導(dǎo)向鉆進(jìn)一次成功。

4.4.4 導(dǎo)向孔鉆進(jìn)

（1）導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)是整個定向鉆的關(guān)鍵，操作STD定向鉆機(jī)及配套的鉆具進(jìn)行地下鉆進(jìn)施工，地面上使用向?qū)宥ㄏ蛳到y(tǒng)控制鉆頭的方向。要重視每一個環(huán)節(jié)，認(rèn)真分析各項(xiàng)參數(shù)，鉆出符合要求的導(dǎo)向孔，鉆導(dǎo)向孔要隨時對照地質(zhì)資料及儀表參數(shù)分析成孔情況。

（2）由于本工程為中長距離復(fù)雜地層穿越，導(dǎo)向孔鉆進(jìn)時，推力較大，要求鉆機(jī)錨定必須牢固，泥漿性能達(dá)到高粘度、好流動。

4.4.5 擴(kuò)孔：導(dǎo)向孔鉆好后，用擴(kuò)孔鉆頭將導(dǎo)向孔逐級擴(kuò)大至需要的孔徑。

4.4.6 管道回拖：孔徑達(dá)到管道回拖要求的條件后，將檢驗(yàn)合格的穿越管道吊上滑送架并檢查無誤后回拖。回拖是穿越的最后一步，也是最關(guān)鍵的一步。在回拖時進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，避免因停工造成卡鉆?；赝锨白屑?xì)檢查旋轉(zhuǎn)接頭、連接頭、擴(kuò)孔器的連接，確定連接牢固方可回拖，回拖時出入土兩端工作人員要加強(qiáng)聯(lián)系，協(xié)調(diào)配合將管道拖到預(yù)定位置。

4.5 管道高程測量控制措施

4.5.1 鉆孔前測量控制措施

根據(jù)施工圖紙，利用經(jīng)緯儀或全站儀設(shè)定拖管段（兩井之間的位置）坐標(biāo)與距離，確定拖管導(dǎo)向孔中心線在地表走向，測量出導(dǎo)向孔中心線與地面的相對高程數(shù)據(jù)，并根據(jù)管道鋪設(shè)深度的要求，確定導(dǎo)向孔的出入土角度和出入土點(diǎn)位置，將測量出的鉆孔軌跡繪出詳細(xì)圖紙。

4.5.2 鉆孔過程中的測量控制措施

在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)的過程中，測量人員手持導(dǎo)向儀，通過導(dǎo)向鉆頭內(nèi)探頭發(fā)射器發(fā)出的信號來確定鉆具的準(zhǔn)確位置，利用導(dǎo)向儀接收器獲取的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，每鉆進(jìn)2～3m時進(jìn)行一次測量計(jì)算，隨時調(diào)整鉆進(jìn)軌跡，如果實(shí)際鉆進(jìn)超出設(shè)計(jì)的誤差范圍，則需要回拉鉆桿，重新鉆進(jìn)。

4.5.3 擴(kuò)孔過程中測量控制措施

導(dǎo)向孔嚴(yán)格按照管道軌跡設(shè)計(jì)鉆進(jìn)完成后，即進(jìn)行擴(kuò)孔工作，不同土層采用不同的擴(kuò)孔器，筒型擠壓式擴(kuò)孔器適合淤泥層，刮刀式擴(kuò)孔器適合粘土層和流沙層，合金鋼牙輪擴(kuò)孔器適合巖石層，本次工程土質(zhì)為流沙和淤泥土層，采用刮刀式和擠壓式擴(kuò)孔器交替使用，考慮到擴(kuò)孔過程中由于擴(kuò)孔器自重會產(chǎn)生成孔下垂的現(xiàn)象，造成導(dǎo)向孔準(zhǔn)確而在擴(kuò)孔中高程下降的問題，通過預(yù)先設(shè)置10cm的變量調(diào)節(jié)，有效的解決了高程問題。

本工程完工后經(jīng)測量，高程符合設(shè)計(jì)要求，通過竣工驗(yàn)收。

4.6 管道保護(hù)

4.6.1 管道回拖前對焊接好的管線進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收內(nèi)容：是否按照設(shè)計(jì)要求對所有管道進(jìn)行了檢驗(yàn)，管道質(zhì)量是否合格，是否符合管道的彎曲度，拉管頭做的是否合格，確認(rèn)合格后方能回拖。

4.6.2 最后一次擴(kuò)孔要提高泥漿的潤滑性能，回拖時保持最后一次擴(kuò)孔的泥漿性能，避免大幅度調(diào)整泥漿造成的孔壁坍塌，給拖管增加阻力。

4.6.3 管道回拖前必須檢查兩端封閉情況，管道回拖就位后，仍然保持管道兩端密封，確保管道內(nèi)干凈。

4.7 環(huán)境保護(hù)和地貌恢復(fù)

4.7.1 施工過程中，加強(qiáng)對各種油料、泥漿藥品的管理，避免流失地面、污染施工場地和道路。

4.7.2 管道完工后，對泥漿池中的泥漿進(jìn)行回收處理，回收不了的泥漿用泥漿車外運(yùn)到指定的地方排放。填平泥漿池，恢復(fù)地貌。對施工現(xiàn)場進(jìn)行清理，做到：“工完、料凈、場清”。

4.8 資料完備

施工完畢后，做出詳盡真實(shí)的技術(shù)資料，交給有關(guān)部門存檔。

5 結(jié)語

綜上所述，本工程采用的非開挖施工技術(shù)，減少了大量的土方開挖工作，并且保持地面交通暢通，不影響地面構(gòu)筑物設(shè)施的安全，很好的縮短了工期，減少的工程施工對周圍的建筑和居民的影響，對環(huán)境的保護(hù)同樣明顯。因此，非開挖施工技術(shù)的應(yīng)用取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，值得推廣。

參考文獻(xiàn)

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