拉管技術在下穿既有線施工中的應用

范 強

拉管技術在下穿既有線施工中的應用

范 強

結合北京市上地變電站高壓電纜管道下穿地鐵13號線工程,介紹了非開挖拉管法施工工藝在下穿既有線施工中的應用,具體闡述了拉管法施工工藝,結合監測結果指出了拉管法的優點,以促進該技術在同類管線下穿工程中的應用。

既有線,電力管線,拉管技術

0 引言

當新規劃的管線埋設工程與既有線路位置矛盾時,常會采用下穿通過既有線的方法解決,在不影響既有線運營的情況下,選擇一種安全,經濟,高效的下穿施工方法是非常關鍵的。本文將通過拉管法施工下穿既有線的工程實例,對拉管法施工技術進行介紹。

1 工程概況

上地變電站電力管線線路與地鐵 13號線和國鐵京包線在上地橋北側 3m處平面位置相交,成 49°交角,電力管線下穿通過線路相互平行的城鐵和國鐵,城鐵路基總寬度均為 14m,國鐵路基總寬度 13m,兩者相鄰路肩間距 12m。施工影響范圍內存有燃氣,電力,網通,鐵通及城鐵運營信號等各種管線,其中 φ400燃氣管線與該電力管線平行,兩者水平凈距 1.66m,對施工影響較大,其余管線與電力管線正交,高程高于電力管線 3m以上。本工程將 10根PE管分三次下穿通過既有線。圖 1為該電力管線鋪設線路縱斷面圖,圖 2為下穿管線橫斷面圖。通過各種工法之間的對比,拉管法是該電力管線施工的科學合理選擇。

2 施工工藝

拉管工藝是采用水平導向鉆機鉆進成孔,再加設回擴頭回拉擴孔將導向孔擴大為設計直徑的孔洞,最后將焊接好的管材穿拉通過孔洞,從而通過非開挖技術完成下穿的施工任務。

2.1 工藝流程

工藝流程見圖 3。

2.2 具體施工

2.2.1 施工準備

1)根據需要計劃和籌備所需的機械設備、材料和勞動力。

2)施工前對機械設備的動力系統進行檢修和保養,對各種儀器進行調試,確保機械設備、儀器正常使用。

3)熟悉圖紙內容,并且深入施工現場,詳細分析和領會設計意圖,根據工程地質條件確定膨潤土配合比、鉆機速度、旋轉速度等各種技術參數。

2.2.2 管線探測

采用SIR 20型探地雷達對管線中線兩側各 5m范圍的帶狀區域進行探測,詳細掌握各種市政管線的位置和高程,核對線路走向是否與管線存在沖突,否則需對線路路線進行微調,確保各種管線安全才能施工。管線探測完成后需按比例在設計圖紙上標明管線的名稱、方向、尺寸及埋深等。

2.2.3 測量放線

按照設計圖紙的電纜走向放樣至地面上,并撒上白灰線,每5m施作標志 1處,并測量高程,作為控制管線的高程點。

2.2.4 鉆機就位

施工時鉆機與地面的入射角度取 15°～20°,管線穿越城鐵13號線和京包鐵路最深距離約為6m和 5m。整條管線穿越地層長度為 104m。將鉆機運至施工現場,調節鉆機行走裝置,使鉆桿方向和電纜設計走向重合,使用鋼絲繩和吊鏈對鉆機進行固定,檢修設備使鉆機能夠正常運轉,做好開鉆準備。

2.2.5 泥漿制備

泥漿的濃度直接影響到鉆進施工的質量及進度,泥漿濃度過大,不利于鉆進,影響進度;泥漿濃度過小,容易造成對孔壁的沖刷,發生塌孔。泥漿制備在D 33鉆機專用泥漿攪拌桶里進行攪拌。施工過程中,根據鉆機速度、轉速及時進行調整。泥漿制備參數見表 1。

表1 泥漿制備常用參數表

2.2.6 鉆孔

1)試鉆：

安裝鉆機鉆頭,并對 DCI遙顯儀進行精確校驗和同步性校正,開機旋轉、試水。正常后接通泥漿泵,開動鉆機空轉試鉆,檢查泥漿入射壓力正常后對鉆機的鉆進方向、入射角度進行最后調整,然后將鉆頭對準入射點準備鉆進作業。

2)導向鉆進施工：

鉆進的整個過程是在導向儀的引導下進行的。導向人員手持導向儀按照測量線路在地面上實施導向,導向儀從地面發射出的信號被鉆機接收,鉆機手通過鉆機上的顯示屏觀察導向儀發出的信號,發現偏離方向,通過調整鉆頭的方位從而修正鉆進路線達到導向鉆進的目的。首次鉆孔孔徑為160mm。

3)數據記錄：

在鉆進施工的過程中,每 3m由導向人員對孔位深度、孔位方向等數據進行記錄,檢查鉆進方向是否同設計走向相符。

2.2.7 擴孔

在鉆頭到達接收工作坑后,卸下鉆頭安裝擴孔器進行擴孔施工。將 φ160mm孔位分兩次擴大成鋪設管道的設計孔位,最終孔徑比預鋪管孔徑大 60mm。在擴孔的過程中需要大量的泥漿護壁以確保孔洞的形成。第一次擴孔采用排土法擴孔,擴孔尺寸為設計理論孔徑,第二次采用擠壓法成孔,擴孔至成孔孔徑。擠壓擴孔是將已擴至理論孔徑的孔再次擴孔,將土體擠壓到周圍。

2.2.8 管線回拖

回擴完成后在回擴器上安裝預制的管材拉頭,將管材捆扎結實,以便進孔順利。在管材帶出坑后,應對各頭進行封堵以確保管內無雜物。

各節管材采用熱熔管材用焊機對管材進行焊接,焊接管材實際長度應超出鉆進時所測量長度的 2m。

管材焊接時將兩個對接的 PE管口對齊放在焊接機的卡槽上,固定牢固后熱熔焊接,焊接完成后應檢查接口處的焊接質量,如有裂痕、焊接不牢固或焊口錯槎等現象,進行重新焊接直至焊接符合質量要求,防止回拖過程中造成斷管現象。

2.2.9 管外注漿

管路鋪設完成后,沿管路東側采用人工施作 5m長注漿管,對管線之間空隙進行回填注漿,漿液選用 1∶1水泥漿,注漿壓力不得大于 0.3MPa。注漿前將PE兩端管口封閉,防止漿液進入管內,并用水泥砂漿封堵周圍空隙,同時在一端預留進漿孔,另一端預留排氣孔,經過多次注漿直至排氣孔排出粘漿為止。

3 監測內容及成果分析

3.1 監測內容

1)新建電纜管道施工時引起的路基和城鐵 13號線上地橋結構變形;

2)新建電纜管道施工時引起的上地橋變形對其現狀結構的影響;

3)新建電纜管道施工時引起的路基和上地橋變形對其軌道及行車安全的影響。

3.2 成果分析

在工程施工過程中,第三方監測單位對既有線結構進行了全程不間斷監測,地表沉降始終控制在限制值以內,具體數值見表 2。施工完成后電力公司順利將電纜線穿過 PE管,拉管法施工技術在本工程中得到了充分驗證。

表2 第三方監測成果最終值 mm

4 結語

拉管法作為一種非開挖技術,在淺層黏土、砂土地層中施工具有對環境影響小、施工條件要求低、施工效率高等優點,在類似管線下穿工程中值得推廣應用。

[1]孔祥斌,倪海燕.復雜施工條件下非開挖拖拉管的施工[J].山西建筑,2009,35(9)：160-161.

On app lication of d raw ing pipe technique through existing line construction

FAN Qiang

Combining with through No.13 line of Shangdi substation high-pressure cable pipe in Beijing,the paper introduces the application of the construction craftof non-excavation drawing pipemethod in through existing line p roject,illustrates the construction craft of drawing pipe method,and points out the advantages of the drawing pipemethod by combining with the supervision results,so as to enhance theapplication of the technique in similar pile line through project.

existing line,electric pipe line,drawing pipe technique

TU81

A

1009-6825(2011)03-0098-02

2010-10-17

范 強(1984-),男,助理工程師,北京中鐵隧道建筑有限公司,北京 100022