1、非开挖拉管工艺在市政排水管线中的应用摘要：介绍非开挖定向钻进拉管施工技术的工艺特点、适用范围、工作原理、施工方法，同时通过工程实例，对拉管工艺在污水排水管道施工中的技术特点、注意事项进行了分析，旨在为非开挖拉管技术在排水工程中的推广应用提供参考。 关键词：非开挖；拉管工艺；市政排水；导向钻进；回拉扩孔 中图分类号：TU99 文献标识码：A 随着我国经济持续稳定地增长，城市化进程的进一步加快，我国地下管线的需求量也在逐年增加。加之现代文明意识和环保意识的逐渐加强，开挖路面进行地下管线施工导至的社会问题、交通问题和环境污染问题已越来越受到人们的关注，城市限制开挖施工的法规将陆续出台。非开挖技术地下
2、管线施工具有不污染环境，不影响交通，施工周期短，综合成本低等优点，在地下管线施工中获得广泛应用。 一、定向钻进拉管概述 （一） 、工艺特点 1、施工工艺简单，可操作性强，容易组织实施；通过对现场勘察，设计好穿越线路，连结钻头和管道，钻机就位，即可开始施工。 2、施工人员操作均在地面上进行，避免了深基坑作业等不良施工条件的影响，安全系数高；管道连接也在地面上进行，接头直观明了，单段管道连接合格后一次拉管铺成，提高了管道连接质量。 3、施工周期短，与传统“挖槽埋管法”相比，大大缩短了施工周期；不污染环境，不影响交通，对地层地面破坏小，成本低，社会效益与经济效益显著。 （二） 、适用范围 1、本工艺
3、是一种非开挖铺管技术，适用于穿越河流、湖泊、建筑等障碍的管道铺设以及不适合开挖的城市市政地下管网施工。 2、适用于不含大卵石的各种地层，包括含水地层，不适用于砾石层，一般用于软土层；管材通常为钢管、PE 管和 PVC 管等，管径为 200-1200mm，管线长最大可达 1500m。 二、拉管施工技术要点 非开挖技术是指在地表极小部分开挖的情况下，通过定向、导向钻进等手段（一般指入口和出口小面积开挖） ，更换、敷设和修复各种地下管线，施工对地表干扰小的新技术。非开挖技术中的拉管施工技术，主要施工工艺有回拉扩孔、导向钻进、管线回拉、热熔焊接。 （一） 、导向孔轨迹的设计 1、导向孔是最终形成的管线
4、孔，也是扩孔拉管的母线。对于坡度、深度允许误差与其它管线不同，污水排水管均有较严格的要求，施工难度大。因此，对于沿线生产的厂区和繁华街道，管线设计既要满足施工的基本条件，又要考虑实际情况，管线钻进时以保证有较小的入土角度。根据实际需要和综合设计，一般按 100200m 的间距设置工作井区间。 2、导向孔轨迹参数的确定:一般由三段组成导向孔轨迹，第一造斜段、直线段和第二造斜段，管线穿越障碍物的实际长度为直线段，钻杆进入铺管位置的过渡段是第一造斜段，钻杆出露地表的过渡段是第二造斜段如图 1。 图 1 3、回拉力计算:定向钻进回拉力计算是一个关键，直接关系到钻机与管材的选型，正确估算回拉力至关重要。
5、估算公式: F 拉=LfD2 泥/4-d1(D-1)+K 粘 DL 式中：F 拉计算的拉力，kN；L穿越长度，m；f摩擦系数，f=0.10.3； D生产管直径，m； 泥泥浆密度，kg/m3；1生产管壁厚，m；K 粘粘滞系数，K 粘=0.010.03。 4、定向钻机选择(定向钻机选择宜根据上式计算值 1.53 倍来选择) 本项目采用马克 3 导向仪、国产 DDW-350 铺管钻机。另配不停钻射流循环泥浆搅拌系统功率为 45kW，钻进用泥浆可快速制备；全功能数字仪表显示操纵台，具有液压锚桩独立的系统。主要的钻机技术参数:最大推力/拉力为 380kN，发动机功率为 200kW，输出轴转速为 0110
6、r/min，最大回转扭矩为 18kNm，泥浆泵流量为 320L/min，泥浆系统功率为45kW，泥浆泵角度为 820，压力为 10MPa。 （二） 、泥浆的配制 采用加强性聚合物泥浆，由少量聚合物加优质膨润土泥浆制成。聚合物和膨润土添加量该配方中约占泥浆质量的 2%。采用同样比例的泥浆，扩孔拖拉中造壁性能良好，降低和润滑扭矩的效果明显，没有导致塌陷等情况。 （三） 、导向孔施工 定向钻机钻进操作，根据测量定位的轴线，采用控向仪等导航设备在路面上部控制钻头的深度和方向，形成一条约为 100mm 直径的圆孔通道严格按设计轴线，所需铺设管道的中心线即孔道中心线。开钻时采用轻压慢转，为了保持钻具的稳定
7、性和导向性进入平直段采用轻压快转。根据地层变化和钻进深度，适时调整钻进参数。施工过程中，有无泥浆漏失、钻压、扭矩突变等异常情况在钻进过程中密切注意，发现问题立即停止施工，待采取相应措施并查明原因后再施工。对接收坑出土口的方位和标高、工作坑入土口导向孔完成后，进行复核，按设计轴线确保成孔 （四） 、扩孔施工 导向孔完成后，卸下导向钻头和起始杆，进行回扩时换回扩钻头。回扩过程中进行不定期检测泥浆各性能参数，始终保持合适的泥浆量，使泥浆性能指标得到调整。根据地层的实际特点，对回扩钻进速度合理控制，便于排渣。扩孔分 35 次完成，需采用相应的挤扩式钻头进行最后一次回扩，若回扩扭矩和回拖力较大，则需多回
8、扩一次，以利孔壁稳定和成型。实际操作时针对本地区粉淤质土质的特点，加入适量TEA 等稀释粉在泥浆混配系统中，该粉能起到防止管材变形并具有润滑钻杆、固化洞壁、塑管等作用等功能。应及时做好在钻进回扩过程中的施工原始记录，发现轴线角度、钻进时间、顶拉力、扭矩等异常情况，应立即停止施工，待采取相应措施并查明原因后再施工。 （五） 、回拖铺管 严格按电热熔施工要求在连接 HDPE 管的管材时施焊，应检查回拖前电热熔焊接质量，待焊接检查合格、自然冷却后方能进行拖管。在回拖管道过程中，对孔内情况密切注意，对于扭矩的变化、钻机回拖力钻机操作手应密切注意。回拖应顺利、平稳，严禁蛮拖。为了减小回拖的阻力，已成形的
9、孔洞中管材要一次性拖入，尽量避免中途停顿。 三、拉管工艺质量控制 拉管工艺能否应用于排水工程中，关键在于施工过程中能否将成孔的坡度和标高控制在一定范围内。 1）前期准备阶段 依据管线的设计标高，应严格控制工作坑间距，为了方便以较小的坡度控制出入土点，开挖相应深度的工作坑。 2）导向钻进阶段 务必做到对导向钻头实时调节，勤于复测，确保成孔的空间位置。其他信号干扰务必减少，可采取其他防干扰措施或采取夜间施工。 3）回拉扩孔阶段 必须减少对土体的扰动，分级扩孔，管线防止发生沉降。 四、拉管工艺的局限性 （一） 、需要解决的问题 1）砂石基层施工难度大 导向钻头钻进由于砂石影响，精度差，而且异常困难；
10、即使导向成功，没有可塑性砂石类土，扩孔施工时，钻孔不成孔，甚至易塌陷。 2）难以逾越坚硬障碍物 遇到比较坚硬的地下障碍物时，在导向扩孔和钻进施工中，导向扩孔和钻进根本过不去，最终导致失败。 （二） 、在施工排水管线中的特殊性 1）因施工工艺的特点，非开挖导向轨迹的设计采用曲线段不可避免，而需要的是重力流排水带有一定坡度的斜线段，因此不易控制管线的坡度。 2）在施工整个过程中，特别是受钻头自重的影响，在回拉扩孔阶段，导向轨迹的弯曲程度将不可避免地发生加深。 3）不易控制管线最终的标高位置，注浆加固的牢固性堪忧。 总之，非开挖作为一种新型的地下管线建设方法，为城市管道施工开辟了新的思路，近年来在我国得到迅猛发展。本文通过工程实例的成功应用，并取得了良好的经济、社会效益，它对今后类似排水管道工程的施工具有一定的指导意义。 参考文献 1GB502682008，给水排水管道工程施工及验收规范S. 2刘建国，唐建国.导向钻(拖拉管)管道敷设工艺在市政工程中的应用J.给水排水，2004(9).
